Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 10 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Chia sẻ: Minh Tuyết | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(BQ) Bài giảng "Kỹ thuật cao áp - Chương 10: Quá điện áp trong hệ thống điện" cung cấp cho người học các kiến thức: Quá điện áp do sét đánh, quá điện áp nội bộ, bảo vệ chống quá điện áp, quá trình sóng trên đường dây. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 10 - TS. Nguyễn Văn Dũng

QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
NỘI DUNG  Giới thiệu  Quá điện áp do sét đánh  Quá điện áp nội bộ  Bảo vệ chống quá điện áp  Quá trình sóng trên đường dây * Bài giảng có sử dụng một số hình ảnh được trích từ file của các tác giả khác TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
I. GIỚI THIỆU  Hệ thống điện thường xuyên chịu tác động của quá điện áp xảy ra trong thời gian rất ngắn  Nguồn gốc sinh ra quá điện áp: o Yếu tố bên ngoài: bị sét đánh  quá điện áp sét đánh o Yếu tố bên trong: do thao tác vận hành (đóng, cắt đường dây hoặc thiết bị); do sự cố (ngắn mạch, đứt dây…)  quá điện áp nội bộ  Quá điện áp sét đánh không phụ thuộc vào giá trị điện áp của hệ thống  Quá điện áp nội bộ tỉ lệ thuận với giá trị điện áp của hệ thống TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Uht 300 kV: thiết kế cách điện theo xung sét (lightning impulse)  300 < Uht < 765 kV: thiết kế cách điện theo xung sét đánh và xung quá điện áp nội bộ (Switching surge)  Uht 765 kV: thiết kế cách điện theo xung quá điện áp nội bộ TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
II. QUÁ ĐIỆN ÁP DO SÉT ĐÁNH 1. Hiện tượng sét đánh  Sét là 1 dạng phóng điện tia lửa ở trong khí quyển giữa các đám mây mang điện tích với đất hoặc giữa các đám mây mang điện tích trái dấu với nhau  Các đám mây mang điện tích có độ cao trung bình vài km so với mặt đất  Điện thế của đám mây có thể đạt 10-100 MV TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Hình ảnh sét đánh lên hệ thống điện! TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
2. Vị trí hay bị sét đánh  Vật thể có độ cao hơn các vật thể khác trong khu vực  Nơi tập trung điện tích  Nơi có khả năng tản dòng điện sét tốt (điện trở suất nhỏ) TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
3. Nguồn gốc hình thành phóng điện sét 1. Hình thành các đám mây mang điện tích với tâm điện tích âm ở phía dưới, tâm điện tích dương ở phía trên (có nhiều lý thuyết giải thích) 2. Không khí ẩm ướt 3. Tồn tại vật cao (tập trung điện tích) hoặc nơi có khả năng tản dòng tốt TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
* Các thông số của sét: Chiều dài khe sét 3  6 km Điện thế 10  100 MV Vận tốc 3105 m/s Dòng điện 10 100 A Dòng phóng điện ngược 1  250 kA Nhiệt độ 15000  20000oC Thời gian  1s Năng lượng 55 kWh TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
4. Các giai đoạn phóng điện sét Giai đoạn 1  Đầu tiên, xuất phát từ đám mây dông một kênh sáng mờ chứa điện tích âm (tiên đạo bậc-stepped leader) phát triển từng bước gián đoạn (50 mét, 1 s) về phía mặt đất. TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 1  Gần đúng các tiên đạo bậc xem như là các thác điện tử  Mật độ điện tích kênh tiên đạo: 1013-1014 ion/m3  Tiên đạo bậc thường phân nhánh, phát triển ngẫu nhiên về mặt đất và có điện thế khoảng 100 MV với điện tích cỡ 5 C. TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 1  Giữa các bước, thời gian dừng khoảng 50 s. Trong thời gian này, tia tiên đạo “tìm” đối tượng để “tấn công”. Nếu “không thấy”, quá trình phát triển ngẫu nhiên của tia tiên đạo sẽ lặp lại cho tới khi phát hiện được đối tượng.  Tổng thời gian phát triển của một tia tiên đạo khoảng 50 ms  Để hình thành 1 tia tiên đạo hoàn chỉnh có thể bao gồm đến 10000 bước TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 2  Khi tia tiên đạo tiến về mặt đất, điện tích âm của tia tiên đạo sẽ cảm ứng mạnh các điện tích dương trên mặt đất. Vị trí tập trung điện tích dương có thể ở ngay bên dưới đám mây hay các vị trí có điện dẫn cao TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 2  Cường độ điện trường tăng cao tại các vị trí tập trung điện tích dương làm ion hóa mạnh không khí  tạo nên dòng điện tích (streamers) phát triển từ dưới đất lên. Đây là giai đoạn phóng điện đón sét  Chiều dài của dòng điện tích: 30 - 100 m  Khi dòng điện tích tiếp xúc với dòng tiên đạo, các bước tiếp theo sẽ diễn ra trong vòng 100 s TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 3  Khi dòng điện tích tiếp xúc với dòng tiên đạo, các điện tích âm bắt đầu chảy xuống hình thành kênh dẫn điện TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 4  Các điện tích dương tràn lên trung hòa các điện tích trên kênh tiên đạo  Các điện tích dương này tiếp tục di chuyển theo kênh tiên đạo ban đầu để trung hòa các điện tích âm trong đám mây  hình thành giai đoạn phóng điện chính (phóng điện ngược)  Mật độ điện tích: 1016-1019 ion/m3 TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 4  Dòng phóng điện ngược trung bình đạt 30 kA  Tốc độ di chuyển dòng điện khoảng 108 m/s  Mật độ dòng điện cao cùng với tốc độ gia tăng dòng điện lớn  đốt nóng kênh dẫn điện mãnh liệt  tạo thành kênh plasma có nhiệt độ khoảng 50000K và bức xạ sáng chói màu trắng xanh (tia chớp) TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 4  Sự đốt nóng tức thời và mãnh liệt khi phóng điện ngược xảy ra làm cho không khí giãn nở đột ngột  tạo sóng xung kích mạnh lan truyền gây tiếng nổ (sấm) TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Giai đoạn 5 Lightning  Sau khi kết thúc giai đoạn phóng điện ngược khoảng từ 20-50s, nếu còn đủ lượng điện tích tồn tại trong đám mây  một dòng tiên đạo khác di chuyển xuống đất (dart leader)  Dart leader xuất hiện tại vị trí của kênh dẫn của tiên đạo bậc trước đó  Dart leader sẽ làm xuất hiện dòng điện tích mới từ đất  Dart leader không phân nhánh và làm cho kênh sét lập loè TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
5. Dòng điện sét a. Các giai đoạn phát triển TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.