zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Ảnh hưởng của sét đến đường dây tải điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

28
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Theo thống kê, sét là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây sự cố trên lưới điện làm ngừng cung cấp điện gây nhiều thiệt hại kinh tế. Hiểu rõ quá trình hình thành của sét, ảnh hưởng của sét đến lưới điện để từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của sét đến lưới điện là hết sức cần thiết. Bài viết này, tổng hợp các nghiên cứu lý thuyết về sét và đưa ra các khuyến nghị về các giải pháp giảm ảnh hưởng sét đến lưới điện 110kV.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của sét đến đường dây tải điện

ẢNH HƯỞNG CỦA SÉT ĐẾN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN Ks . Đ i nh H oài P h ư ơ ng Ban KTSX EVN SPC TÓM TẮT Theo thống kê, sét là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây sự cố trên lưới điện làm ngừng cung cấp điện gây nhiều thiệt hại kinh tế. Hiểu rõ quá trình hình thành của sét, ảnh hưởng của sét đến lưới điện để từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của sét đến lưới điện là hết sức cần thiết. Bài báo này, tổng hợp các nghiên cứu lý thuyết về sét và đưa ra các khuyến nghị về các giải pháp giảm ảnh hưởng sét đến lưới điện 110kV. I. Quá trình hình thành của sét: II. Ảnh hưởng của sét đến đường tải dây điện: Sét là một dạng phóng tia lửa điện trong không khí, Sét đánh là một trong những yếu tố chủ yếu gây sự cố quá trình phóng điện có thể xảy ra giữa đám mây dông trên đường dây làm ngừng cung cấp điện gây nhiều thiệt với mặt đất hoặc giữa các đám mây dông với nhau. Dòng hại kinh tế. Theo số liệu thống kê của Công ty Điện lực KEP- điện sét (Hình 1) có dạng một sóng xung. Trung bình trong CO (Hàn Quốc) từ năm 1996 đến 2004 [4], sự cố trên đường khoảng vài ba micro giây, dòng điện tăng nhanh đến trị dây 154kV có nguyên nhân do sét chiếm khoảng 75% trên số cực đại tạo nên phần đầu sóng và sau đó giảm xuống tổng số sự cố. chầm chậm trong khoảng 20 ÷ 100μs [1, trang 14]. Theo Per Pettersson [2, trang 5-6], khi sét đánh vào đường dây hoặc đánh gần đường dây gây cảm ứng trên dây dẫn, sẽ có xác suất xảy ra phóng điện hồ quang (Flash- over) trên cách điện. Thực tế có thể chia làm 2 trường hợp sau: Hình 2: Thống kê sự cố do sét – KEPCO (1996-2004) [4]. Hình 1: Dạng sóng xung sét [1]. Trường hợp 1: Sét đánh vào dây pha của đường dây Khi sét đánh vào dây dẫn sẽ làm xuất hiện trên đó một điện (Shielding Failure, sét đánh vòng vào dây pha đối với điện áp, tỉ lệ thuận với biên độ dòng điện sét và thời gian đường dây được bảo vệ bằng dây chống sét) hoặc sét đánh duy trì thường không quá 50 ÷ 100µs [1, trang 14]. gần đường dây gây ra điện áp cảm ứng lên dây dẫn mà điện áp do sét tạo ra lớn hơn khả năng chịu điện áp xung Theo quan trắc sét trong nhiều năm ở nhiều nước của cách điện, sẽ gây phóng điện từ dây pha vào phần tử cho thấy rằng biên độ của dòng điện sét là một đại lượng được nối đất (Flashover, Hình 3). thống kê, thay đổi trong một phạm vi rộng từ một vài kA đến trên vài trăm kA và tuân theo một quy luật phân bổ Trường hợp 2: Sét đánh vào dây chống sét nhưng điện xác suất nhất định. Biên độ càng cao thì xác suất xuất hiện áp do sét đặt lên cách điện đường dây lớn hơn khả năng càng thấp. Biên độ lớn nhất của dòng điện sét đo được lên chịu điện áp xung của cách điện gây phóng điện ngược đến trên 200kA. nghĩa là phóng điện từ phần tử được nối đất vào dây pha bản tin hội miền nam - tháng 4/2016  23
(Back-Flashover, Hình 4). Ví dụ: điện trở tiếp đất tại vị trí trụ n = 10Ω, biên độ của dòng sét xả qua dây tiếp đất tại trụ n = 60kA, khi đó điện áp đặt lên cách điện của đường dây tại trụ n vào khoảng 600kV. Nếu giá trị này lớn hơn mức cách điện xung của cách điện, sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện ngược trên cách điện đường dây. Nói cách khác, xác suất xảy ra Hình 3: Flashover [3] Hình 4: Back – Flashover [3] phóng điện ngược tỷ lệ thuận với giá trị điện trở tiếp địa đường dây và tỷ lệ 145], để đánh giá ảnh hưởng của sét đến đường dây điện, người ta tính toán nghịch với mức cách điện xung của suất cắt của đường dây do sét (là số lần lần cắt điện do sét hàng năm / 100km cách điện. đường dây). Suất cắt của đường dây (lần/năm) tính như sau [1, trang 168]: Theo TS.Hoàng Việt [1, trang 28], Đối với đường dây có 1 dây chống sét: trường hợp sét đánh trực tiếp vào dây pha của đường dây (sét đánh vòng vào dây pha đối với đường dây có bảo vệ chống sét), tùy biên độ của dòng Đối với đường dây có 2 dây chống sét: sét, điện áp do sét gây ra có biên độ lên đến từ hàng triệu đến hàng chục triệu Volt, vượt nhiều lần mức cách điện xung của đường dây ở bất kỳ cấp Trong đó: điện áp nào. S: khoảng cách giữa 2 dây chống sét (m). Cũng theo TS.Hoàng Việt [1, trang : độ treo cao trung bình của dây chống sét (m). 28], trường hợp sét đánh gần đường n: số ngày có dông sét trung bình trong năm (ngày có dông sét). dây gây cảm ứng lên dây dẫn, biên độ của điện áp cảm ứng tương đối m: mật độ sét trung bình trong ngày có dông sét (lần sét/1km2/ngày). bé thường chỉ ảnh hưởng nguy hiểm : độ cao cột (m) đến cách điện của đường dây điện áp l: chiều dài khoảng vượt (m) từ 35kV trở xuống. : xác suất sét đánh vòng vào dây dẫn; với , α là góc bảo vệ của dây chống sét. Như vậy đối đường dây cấp điện : xác suất hình thành hồ quan ổn định khi phóng điện trên chuỗi sứ. áp từ 110kV, thực tế chỉ quan tâm : xác suất hình thành hồ quan ổn định khi phóng điện trên khoảng cách không trường hợp sét đánh trực tiếp vào khí giữa khoảng vượt. đường dây (Shielding Failure và : xác suất phóng điện trên chuỗi sứ khi sét đánh vòng vào dây dẫn. Back-Flashover) mà không cần xét đến trường hợp quá điện áp cảm ứng : xác suất phóng điện trên chuỗi sứ khi sét đánh vào đỉnh cột. do sét. : xác suất phóng điện trên khoảng cách không khí giữa dây chống sét và dây dẫn khi sét dây vào dây chống sét giữa khoảng vượt. Mặc khác, thời gian duy trì của xung sét rất bé chỉ khoảng 100 µs (bé : xác suất phóng điện trên chuỗi sứ khi sét đánh vào dây chống sét ở giữa hơn rất nhiều so với thời gian ghi nhận khoảng vượt. và tác động của thiết bị bảo vệ) nên III. Các giải giảm thiểu ảnh hưởng của sét đến đường dây điện: không phải 100% lần xảy ra phóng điện trên cách điện đường dây đều Như đã trình bày ở trên, dòng sét có biên độ càng cao, xác suất xuất hiện xảy ra sự cố (thiết bị bảo vệ đường dây càng thấp. Do đó khi đặt yêu cầu bảo vệ chống sét cho đường dây điện, không tác động) mà chỉ những lần phóng có nghĩa là loại trừ hoàn toàn khả năng xảy ra sự cố do sét mà chỉ giảm số lần sự điện trên cách điện đường điện hình cố do sét tới một mức giới hạn hợp lý về kinh tế [1, trang 141]. thành hồ quang ổn định được duy trì Để giảm thiểu hiện tượng sét đánh trực tiếp vào dây pha của đường dây tải bởi điện áp của đường dây mới dẫn điện, giải pháp phổ biến là treo dây chống sét. đến sự cố [1, trang 143]. Xác suất hình thành hồ quang duy trì phụ thuộc Theo TS.Hoàng Việt [1, trang 90], để bảo vệ tốt cho đường dây thì góc bảo vệ vào nhiều yếu tố (công suất nguồn, α không lớn hơn 31O. Tuy nhiên, đối với đường dây quan trọng, góc bảo vệ của điều kiện khí tượng, điện áp đặt trên 1 dây chống sét thường được chọn trong khoảng từ 20O – 25O. Đây cũng là tiêu đơn vị chiều dài của cách điện đường chuẩn mà các đơn vị tư vấn đang áp dụng trong thiết kế đường dây điện cho dây). Theo thực nghiệm, đối với được EVN SPC. Tuy nhiên, ngay cả khi đường dây có bảo vệ bằng dây chống sét thì dây điện áp ≤ 220kV, xác xuất xảy ra vẫn có xác suất sét đánh vòng vào dây pha như đã trình bày ở trên. phóng điện hồ quang duy trì khoảng 0,7 [1, trang 144]. Với công thức tính suất cắt đường dây do sét như trình bày ở trên, đối với đường dây đã có bảo vệ bằng dây chống sét, giải pháp để giảm suất cắt đường Theo TS.Hoàng Việt [1, trang 142- dây do sét là giảm xác suất phóng điện trên chuỗi sứ và xác suất hình thành hồ 24  bản tin hội miền nam - tháng 4/2016
quan ổn định trên chuỗi sứ mà giải pháp cụ thể là tăng cường cách điện đường thử nghiệm). dây (tăng chiều dài đường rò, mức chịu điện áp xung của cách điện) và giảm Trong năm 2015, đã triển khai điện trở nối đất của cột điện [1, trang 145]. Ngoài ra, lắp đặt chống sét đường các giải pháp đã nêu cho đường dây dây cũng là giải pháp để giảm suất cắt đường dây do sét (giảm xác suất phóng 110kV Hà Tiên – Phú Quốc và Bảo Lộc điện trên chuỗi sứ). – ĐamBri và bước đầu đã cho thấy IV.Kết luận và kiến nghị hiệu quả. Với những nhận định như trên, đề suất giải pháp để giảm sự cố đường dây Tài liệu tham khảo điện do sét như sau: TS. Hoàng Việt (2004), Kỹ thuật điện cao áp, Đại học Quốc gia TP HCM. Per Pettersson (2003), Analytical Methods for Study of Transmission Line Lightning Protection, Royal Insti- tute of Technology Stockholm - Swe- den. Jonathan J. Woodworth (2009), What is a Transmission Line Arrester, Arrest- erWorks 2009. J.S. Kwak, J.W. Woo, E.B. Shim, H.J. Kim (2006), Application of Arrester to Double Circuit Transmission Line to Enhance Lightning Performance and Introduction About the Obtained Lightning Waveforms by Monitoring Systems, 19th International Lightning Hình 5: Góc bảo vệ của dây chống sét [1]. Detection Conference. C.A. Christodoulou (2012), Evaluation 1.Đối với các đường dây thiết kế mới đi qua khu vực có mật độ sét cao hoặc of lightning performance of transmis- khu vực địa hình đồi núi: sion lines protected by metal oxide surge arresters using artificial intelli- - Chọn cách điện có mức chịu điện áp xung và chiều dài đường rò lớn (sứ gence techniques, Journal of Energy polymer) hoặc tăng cường số bát sứ (sứ gốm). Systems December 2012, Volume Tham khảo thông số của cách điện Polimer do NGK/Mỹ sản xuất: 3, Issue 4, pp 379-399.  - Khảo sát địa chất từng vị trí trụ cụ thể để có giải pháp phù hợp nhằm giảm thấp điện trở tiếp đất cột điện (bao gồm cả giải pháp khoan giếng tiếp địa). 2.Đối với đường dây đang vận hành: - Thực hiện các giải pháp như đối đường dây thiết kế mới. - Trường hợp không thể giảm được điện trở tiếp đất cột điện hoặc chi phí thực hiện quá lớn vì có quá nhiều vị trí cột có điện trở tiếp đất không đạt, giải pháp lắp đặt chống sét đường dây sẽ được xem xét (do chi phí của giải pháp này khá lớn). Suất cắt đường dây do sét là đại lượng mang tính xác suất. Do đó, khi tính toán lựa chọn vị trí lắp đặt đặt chống sét đường dây, việc sử dụng phần mềm tính toán vị trí lắp đặt tối ưu (dựa trên các thông tin về cấu trúc đường dây và dữ liệu thống kê liên quan đến số lần sét đánh vào đường dây, …) là cần thiết. Thông thường mỗi nhà cung cấp thiết bị đều có phần mềm tính toán riêng, phương pháp tính toán như trình bày ở [5] là một điển hình. Ngoài ra, do tính chất xác suất nên việc lắp đặt bộ đếm sét cho chống sét đường dây cũng không có nhiều ý nghĩa (lắp bộ đếm sét chỉ có ý nghĩa trong giai đoạn đánh giá bản tin hội miền nam - tháng 4/2016  25

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.