intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

[Điện Tử Học] Kỹ Thuật Điện Cao - Giông Sét Phần 8

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST
Báo xấu
108
lượt xem 13
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi điện áp đặt trên chuỗi sứ lớn hơn điện áp phóng điện của chuỗi sứ thì sẽ có phóng điện - Trên đồ thị ta xác định được các cặp giá trị (ai ; ti ) là giao điểm của các đường Ucđ (ai ; ti ) với đường đặc tính vôn - giây của chuỗi sứ. Sau đó ta tìm được cặp thông số nguy hiểm với điện áp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: [Điện Tử Học] Kỹ Thuật Điện Cao - Giông Sét Phần 8

  1. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp - Khi điện áp đặt trên chuỗi sứ lớn hơn điện áp phóng điện của chuỗi sứ thì sẽ có phóng điện - Trên đồ thị ta xác định được các cặp giá trị (ai ; ti ) là giao điểm của các đường Ucđ (ai ; ti ) với đường đặc tính vôn - giây của chuỗi sứ. Sau đó ta tìm được cặp thông số nguy hiểm với : Ii = ai . ti Ta lập bảng kết quả sau : ai(KA/μs 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ) ti(μs) 30, 10,9 6,68 5,06 4,05 3,37 2,84 2,43 2,08 1,7 5 3 8 I = ai.ti 305 218, 200, 202, 202, 202, 198, 194, 187, 178 6 4 4 5 2 8 4 2 Với các giá trị Ii , ai tính được ở bảng trên ta xây dựng đường cong nguy hiểm I(K A ) 300 250 200 150 100 50 0 a( K A ) 20 40 80 100 60 ms • Xác định xác suất phóng điện : - Xác suất phóng điện chính là xác suất để cặp thông số ( I , a ) của dòng điện sét nằm trong miền nguy hiểm : I > Ii và a > ai do đó ta có dVpđ = P { I ≥ Ii } ĐHBK - Hà Nội 78
  2. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Ii − P { I ≥ Ii } = e = VI 26 ,1 a −i P { a ≥ ai }= e = Va 10 , 9 Trong đó : + VI : xác suất để dòng điện sét I lớn hơn một giá trị Ii nào đó. + Va : xác suất để cho độ dốc dòng điện sét a lớn hơn một giá trị ai nào đó Từ đó ta có : t dVpđ = VI.dVa hay Vpđ = ∫ VI dVa 0 Bằng công thức sai phân ta xác định được : ⎛ −10,i 9 − i +1 ⎞ Ii a a n n − ∑ ΔV = ∑e ⎜e − e 10,9 ⎟ V pđ = 26 ,1 ⎜ ⎟ pdi ⎝ ⎠ i =1 i =1 − Ii ⎛ ⎞ ai ai+1 n n − − ∑ ΔV pdi = ∑ VIi .ΔVai với VIi = e 26,1 Vai = ⎜ e ⎟ Hay Vpđ = −e 10 , 9 10 , 9 ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ i =1 i =1 Kết quả tính toán dưới bảng sau : ai(KA/μs) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ti(μs) 30,5 10,93 6,68 5,06 4,05 3,37 2,84 2,43 2,08 1,78 I = ai.ti 305 218,6 200,4 202,4 202,5 202,2 198,8 194,4 187,2 178 -4 VIi(10 ) 0,084 2,305 4,628 4,287 4,27 4,32 4,921 5,824 7,675 10,92 ΔVai 0,24 0,096 0,038 0,015 0,006 0,0024 0,001 0,0006 0,00016 0,00006 - ΔVai. VIi(10 0,0202 0,2213 0,1759 0,0643 0,0256 0,0104 0,0049 0,0035 0,00123 0,00066 4 ) 10 ∑V .ΔV = 0,52799 . 10 –4 Ii ai i =1 • Tính suất cắt do sét đánh vào khoảng vượt đường dây 220 kV : - Áp dụng công thức : nKV = NKV . Vpđ . ( lần / 100 Km.năm ) RC = 10 Ω Với NKV = N / 2 = 200 / 2 = 100 Vpđ = 0,52799 . 10 –4 = 0,65 ĐHBK - Hà Nội 79
  3. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Thay vào ta được : nKV = 100.0,52799.10 –4.0,65 = 0,00345 ( lần / Km.năm ) Vậy suất cắt do sét đánh vào khoảng vượt đường dây 220 KV là nKV = 0,00345 ( lần / 100 Km.năm ) 9) Tính suất cắt của đường dây 220 kV do sét đánh vào đỉnh cột : - Khi sét vào đỉnh cột phần lớn dòng điện sét đi vào đất qua bộ phận nối đất của cột, phần còn lại theo dây thu sét đi vào các bộ phận nối đất của các cột lân cận. i=0 i=0 ics ics ic
  4. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp + Lddc : điện cảm của thân cột tính từ mặt đất đến độ treo của đường dây pha Lddc = L0 . hdd L0 là điện cảm đơn vị của thân cột + : tốc độ biến thiên của dòng điện đi qua thân cột + Thành phần từ của điện áp cảm ứng xuất hiện trên đường dây do hỗ cảm đường dây và kênh sét gây ra. + Mdd (t): Là hỗ cảm giữa khe phóng điện sét với mạch dây dẫn trị số hỗ cảm là hàm số của thời gian vì nó phụ thuộc vào chiều dài phát triển của kênh sét mà chiều dài khe sét tăng cùng với sự phát triển của phóng điện ngược được xác định bằng công thức: Mdd (t) = 0,2. hdd ⎡ln Vt + H − ΔH ln H + 1⎤ ⎢ (1 + β )H 2.h ΔH ⎥ ⎣ ⎦ dd Trong đó: + hdd : Là độ treo cao của dây dẫn. + H = hdd + hc + H = hc – hdd . hc : Là độ cao của cột . : Là tốc độ phóng điện ngược của dòng điện sét lấy = 0,3 . V : Là vận tốc phát triển phóng điện ngược của khe sét V= .C . C : Là vận tốc ánh sáng : C = 300 m/s - Sơ đồ biểu diễn như hình vẽ: Mdd(t) khe sÐt zdcs z z d/2 d/2 dd Lc i c Rc ĐHBK - Hà Nội 81
  5. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp - Thành phần của điện áp cảm ứng Ucư (a,t ) gây ra bởi cảm ứngtĩnh điện giữa dây dẫn và điện tích của dòng điện sét được xác định theo: + : tốc độ của dòng điện đi trong cột + : độ dốc của dòng điện sét + Mdd(t) : hỗ cảm giữa khe phóng điện sét và mạch vòng ⎡ ⎤ Vt + 2.hcs Mdd(t) = 0,2 hcs ⎢ln + 1⎥ 2.(1 + β ).hcs ⎦ ⎣ • Xác định ic (a,t) và - Khi chưa có sóng phản xạ từ cột bên cạnh trở về tương ứng với thời gian t > 2.l KV c Trong đó : + LKV : chiều dài khoảng vượt LKV = 300 m + C : vận tốc truyền sóng C = 300 m / s Trong trường hợp này ứng với : 2.300 = 2 μs t> 300 - Sơ đồ tương đương của mạch dẫn dòng điện sét khi không có sóng phản xạ 2i M (Ldis) cs CS dt (t) i i S S i C i S vq Z /2 CS R C i CS - Trong sơ đồ trên dây chống sét được biểu thị bởi tổng trở sóng của đường dây chống sét có xét tới ảnh hưởng của vầng quang. - Giải sơ đồ trên ta được : ⎡ vq Z cs ⎤ vq a ic(a,t) = ⎢ Z cs − 2.M cs (t ) − α1 ⎥ Z + 2.Rc ⎣ vq ⎦ cs ĐHBK - Hà Nội 82
  6. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Z cs + 2.Rc vq Với + = 1 2.Lcs c • Xét trường hợp sau khi có phản xạ từ cột bên cạnh trở về với thời gian t> 2 s 2i M (t)(dis) CS dt i C CS L L CS/2 C vq R Z /2 C CS i CS Sơ đồ thay thế khi có sóng phản xạ - Trong sơ đồ này chỉ xét tới 2 khoảng vượt lân cận cột bịo sét đánh nên đường dây thu sét trong khoảng vượt được biểu thị bởi điện cảm tập chung là cs Z 0 .LKV Lcs = c Trong đó : + Z0CS : tổng trở sóng của đường day thu sét khi không xét đến ảnh hưởng của vầng quang - Từ sơ đồ thay thế trên ta viết phương trình mạch vòng và nút. Giải phương trình trên ta được : ⎡ ⎤ ⎢ M cs (t ) + Lcs ⎥ 1 − e −α 2t 1 2.ics (t ) = t − ⎢1 − ⎥ c Lcs ⎥ α 2 a ⎢ Lc + cs c ⎢ 2⎥ ⎣ ⎦ ⎡ ⎤ ⎢ M cs (t ) + Lcs ⎥ 1 − e −α 2t 1 .ics (t ) = ⎢1 − c ⎥ Lcs ⎥ α 2 a ⎢ Lc + cs c ⎢ 2⎥ ⎣ ⎦ Trong đó : 2.Rc + = 2 Lcs + 2.Lcs c ĐHBK - Hà Nội 83
  7. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Rút gọn lại ta được a[Lcs − 2.M cs (t )] ( ) 1 − e −α 2t ic(a,t) = 2.Rc a[Lcs − 2.M cs (t )] ( ) dic α 2 .e −α 2t ( a, t ) = dt 2.Rc b. Trình tự tính toán : - Suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột được tính theo : nđc = Nđc . Vpđ . ( lần / 100 km.năm ) Trong đó : + Nđc : số lần sét đánh vào đỉnh cột hoặc đỉnh cột lân cận trong một năm trên đoạn đường dây 100 km Nđc ≈ N / 2 = 200 / 2 = 100( lần / 100 km.năm ) + Vpđ : xác suất phóng điện do quá điện áp đường dây khi có sét đánh vào đỉnh cột • Xác định xác suất phóng điện : - Xác định pha để tính toán : Đối với những pha khác nhau khi có sét đánh vào đỉnh cột hoặc đỉnh cột lân cận thì điện áp giáng lên cách điện của đường dây các pha là khác nhau. Với cìng tốc độ và thời gian tác động thì chuỗi cách điện của pha nào chịu điện áp lớn hơn thì pha đó có xác suất phóng điện lớn hơn Chọn một giá trị cụ thể của dòng điện sét để tính toán trị số điện áp giáng lên mỗi dây pha. + Dòng điện sét dạng xiên góc có a = 10 KV / s + Thời gian tác động t=4 s b1. Tính điện áp tác động lên cách điện pha B : • Tính theo điện áp cảm ứng phần điện ( Ucưđ ) có : + hcs = 32 m = hB + hdd = hA = 24,5 m + H = hA + hc = 24,5 + 32 = 56,5 m + h = hc – hA = 32 – 24,5 = 7,5 m + Kcsvq (A) = 0,228 + = 0,3 s→ + c = 300 m / V= .c = 0,3.300 = 90 (m / s) Thay các số liệu vào công thức ta được : ĐHBK - Hà Nội 84
  8. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp ⎡ (Vt + hc ) (Vt + H )(Vt + Δh ) ⎤ ⎛ vq h ⎞ 0,1.a.hdd Ucưđ = ⎜1 − K cs cs ⎟ . ln ⎢ ⎥ ⎜ ⎟ (1 + β ) .hc . β 2 Δh.H hdd ⎠ ⎢ ⎥ ⎝ ⎣ ⎦ 32 ⎞ 0,1.10.24,5 ⎡ (90.4 + 32) (90.4 + 56,5)(90.4 + 7,5) ⎤ ⎛ = ⎜1 − 0,238 ⎥ = 277,209( KV ) ⎟ . ln ⎢ (1 + 0,3)2 .32. 7,5.56,5 24,5 ⎠ 0,3 ⎝ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ dic • Tính ic(a,t) và ( a, t ) dt Chọn t = 4 s - Áp dụng trong trường hợp sau khi có sóng phản xạ từ cột lân cận trở về Dòng điện đi trong thân cột : ic(a,t) a[Lcs − 2.M cs (t )] ( ) 1 − e −α 2t ic(a,t) = 2.Rc 0 Z cs .LKV Với Lcs = C ⎛ 2.24,5 ⎞ + Z0cs = 60.ln = 60.ln ⎜ ⎟ = 505,202 (Ω) −3 ⎝ 10,8.10 ⎠ + LKV = 300 m + C = 300 m / s 505,202.300 → Lcs = = 505,202 ( H) 300 + Mcs(t) : hỗ cảm giữa kênh sét và mạch vòng ( đường dây thu sét - đất ) ⎡ ⎤ V .t + 2.hcs Mcs(t) = 0,2 . hcs ⎢ln + 1⎥ 2.(1 + β )hcs ⎦ ⎣ ⎡ 90.4 + 2.32 ⎤ + 1 = 16,822( μH ) = 0,2 . 32. ⎢ln 2.(1 + 0,3)32 ⎥ ⎣ ⎦ Rc = 10 Ω Với Lccs = l0 . hcs = 0,6 . 32 = 19,2 ( H) 2.Rc 2.10 → = = = 0,0368 2 Lcs + 2.Lcs 505,202 + 2.19,2 c a[Lcs − 2.M cs (t )] 10[505,202 − 2.16,822] ( ) ( ) 1 − e −α 2t = ic(a,t)= 1 − e −0, 0368.4 = 32,273( KA) 2.10 2.Rc - Độ biến thiên của dòng điện đi trong cột là : 1.a[Lcs − 2.M cs (t )] dic (α 2 .e −α 2 .t ) (a, t ) = 2.Rc dt ĐHBK - Hà Nội 85
  9. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp 1.10[505,202 − 2.16,822] (0,0368.e −0, 0368.4 ) = 7,4890( KA / μs ) = 2.10 • Xác định điện áp cảm ứng phần từ : Ucưt (a,t) dic dis Ucưt(a,t) = Lcdd dt (a, t ) + M dd (t ) dt Trong đó : Lcdd = lo . hdd = 0,6 . 24,5 = 14,7 ( H) Lcdd : điện cảm của thân cột kể từ mặt đất đến độ treo cao của dây pha Mdd(t) : hỗ cảm giữa mạch khe sét và mạch dây dẫn ⎡ ⎤ V .t + H ΔH H Mdd (t) = 0,2 . hdd ⎢ln − + 1⎥ . ln (1 + β ).H ΔH ⎦ 2.hdd ⎣ ⎡ 56,5 ⎤ 90.4 + 56,5 7,5 = 0,2 . 24,5 ⎢ln + 1 = 2,0884 ( H) − . ln (1 + 0,3).56,5 2.24,5 7,5 ⎥ ⎣ ⎦ dic (10;4) = 7,4890( KA / μs ) + Với a = 10 KA / s , t=4 s, dt dis = a = 10 dt → Utcư (a,t) = Utcư (10,4) = 14,7.7,4880 + 2,0884.10 = 130,9723 ( KV ) • Xác định điện áp do dòng điện đi trong dây thu sét gây ra : Ucs(a,t) = ic(a,t) . Rc + Lccs + Mcs(t) = 32,273.10 + 19,2.7,4890 + 16,822.10 = 634,7388 ( KV ) • Xác định điện áp tác dụng lên cách điện của pha B : Ucđ (a,t) = ic(a,t) . Rc + Ucưt(a,t) + Ucưđ(a,t) – Kcsvq(A) . Ucs(a,t) + Ulv B = 32,273.10 + 130,9723 + 277,209 – 0,16884.634,7388 + 114,4 = 738,142( KV ) c. Tính điện áp trên chuỗi cách điện : Ucđ(a,t ) - Trong phần trước ta đã tính được điện áp tác dụng lên chuỗi cách điện của các pha khi bị sét đánh vào đỉnh cột hoặc đỉnh cột lân cận với một giá trị cuh thể của cặp thông số ( a,t ) = ( 10;4 ) và đã xác định được điện áp tác dụng lên cách điện của pha nguy hiểm nhất là pha A. - Trong phần này ta tính Ucđ(a,t) của pha A theo giá trị của cặp thông số ( ai , ti ) thay đổi và tính với Rc = 10 Ω + Điện áp tác dụng lên chuỗi cách điện được tính bằng : Ucđ(a,t) = ic(a,t) . Rc + Ucưđ(a,t) + Ucưt(a,t) – Kcsvq(A) . Ucs(a,t) + Ulv = ic(a,t) . Rc + Ucưđ(a,t) + Lccs + Mđ(t) . a – Kcsvq(A) . Ucs(a,t) + Ulv ĐHBK - Hà Nội 86
  10. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Mà Ucs(a,t) = ic(a,t) . Rc + Lccs + Mcs(t) . a Nên ta có Ucđ(a,t) = ic(a,t) . Rc [ 1 – Kcsvq(A)] + Ucưđ(a,t) + ( Lcdd – Kcsvq . Lccs ). dic vq [ ( a, t ) ] + a[ Mdd(t) – Kcs (A) . Mcs(t) ] + Ulv dt Kcsvq(A) = 0,238 Ta có Lcdd = 14,7( H) Lccs = 19,2( H) Rc = 10 ( Ω ) Thay các giá trị vào ta được : Ucđ(a,t) = ic(a,t).10 ( 1 – 0,238) + Ucưđ(a,t) + ( 14,4 – 0,238.19,2 ) [ dic ( a, t ) ] + a[ Mdd(t) – 0,238.Mcs(t) ] + 114,4 dt dic = ic(a,t).7,62 + Ucưđ(a,t) + 9,8304 [ ( a, t ) ] + a[Mdd(t) – 0,238.Mcs(t)] +114,4 dt Thay các giá trị thay đổi theo (a,t) : ⎡ ⎤ V .t + H ΔH H Mdd(t) = 0,2 . hdd ⎢ln − + 1⎥ ln (1 + β ).H 2.hdd ΔH ⎦ ⎣ ⎡ 56,5 ⎤ 90.t + 56,5 ⎡ 90.t + 56,5 7,5 56,5 ⎤ 7,5 = 0,2.24,5 ⎢ln + 1⎥ = 4,9 ⎢ln − − + 1⎥ ln ln (1 + 0,3).56,5 2.24,5 7,5 73,45 49 7,5 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ • Trường hợp 1 : - Trước khi có sóng phản xạ từ cột lân cận trở về ứng với khoảng thời gian 2.LKV 2.300 = 2 μs t< = 300 C Trong trường hợp này ic(a,t) và được xác định theo công thức : ⎡ vq Z cs ⎤ vq 1.a ic(a,t) = ⎢ Z cs .t − 2.M cs (t ) − α1 ⎥ Z cs + 2.Rc ⎣ vq ⎦ Với Zcsvq : tổng trở sóng của đường dây chống sét có xét tới ảnh hưởng của vầng quang. Zcsvq = 386,505 Z cs + 2.Rc 389,68 + 2.10 vq α1 = + = = 10,6688 2.Lcs 2.19,2 c ĐHBK - Hà Nội 87
  11. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Vậy 1.a [389,68.t − 2.M cs (t ) − 36,5252] ic(a,t) = 389,68 + 2.10 a.Z vq dic a.389,68 + (a, t ) = vq cs = = 0,9512.a Z cs + 2.Rc 389,68 + 20 dt • Trường hợp 2 : - Sau khi có sóng phản xạ từ cột lân cận trở về ứng với thời gian t ≥ 2 s Trong trường hợp này ic(a,t) và được tính theo : a.[ Lcs − 2.M cs (t )] (1 − e −α 2 .t ) ic(a,t) = 2.Rc a.[505,202 − 2.M cs (t )] = (1 − e −0, 0368.t ) 20 Các kết quả tính trong bảng sau : • Giá trị của Mdd(t) và Mcs(t) t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Md 2,10 10,69 11,88 12,84 13,64 14,33 14,94 0 6,769 9,115 5 8 7 8 7 1 d Mcs 4,72 10,34 13,28 15,29 16,82 18,05 19,08 19,97 20,75 1 1 6 5 2 4 7 6 6 • Giá trị Ucưđ(a,t) tại các thời điểm khác nhau tương ứng với các độ dốc khác nhau t a 0 1 2 3 4 5 6 7 8 -29,532 144,776 207,753 247,774 277,209 300,510 319,801 336,262 350,619 10 -59,063 289,552 415,506 495,547 554,418 601,021 639,602 672,525 701,238 20 -88,595 434,328 623,258 743,321 831,627 901,531 959,404 1008,787 1051,857 30 -118,127 579,104 831,011 991,094 1108,835 1202,041 1279,205 1345,049 1402,476 40 ĐHBK - Hà Nội 88
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2428 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
5=>2