intTypePromotion=3

Kỹ thuật cao áp : Bảo vệ chống sét đường dây tải điện part 1

Chia sẻ: Asgfkj Aslfho | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

0
255
lượt xem
99
download

Kỹ thuật cao áp : Bảo vệ chống sét đường dây tải điện part 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bảo vệ chống sét đường dây tải điện Đ8-1. Yêu cầu chung đối với bảo vệ chống sét đường dây: Đường dây là phần tử dài nhất trong lưới nên thường bị sét đánh và chịu tác dụng của quá điện áp khí quyển. Quá điện áp không những chỉ gây nên phóng điện trên cách điện đường dây mà còn truyền sóng vào trạm biến áp gây sự cố phá hoại cách điện trong trạm. Do đó khi giải quyết vấn đề bảo vệ chống sét đường dây phải có quan điểm tổng hợp nghĩa là phải có kết...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật cao áp : Bảo vệ chống sét đường dây tải điện part 1

  1. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Ch−¬ng VIII B¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y t¶i ®iÖn §8-1. Yªu cÇu chung ®èi víi b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y: §−êng d©y lµ phÇn tö dµi nhÊt trong l−íi nªn th−êng bÞ sÐt ®¸nh vµ chÞu t¸c dông cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn. Qu¸ ®iÖn ¸p kh«ng nh÷ng chØ g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®−êng d©y mµ cßn truyÒn sãng vµo tr¹m biÕn ¸p g©y sù cè ph¸ ho¹i c¸ch ®iÖn trong tr¹m. Do ®ã khi gi¶i quyÕt vÊn ®Ò b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y ph¶i cã quan ®iÓm tæng hîp nghÜa lµ ph¶i cã kÕt hîp chÆt chÏ víi viÖc chèng sÐt ë tr¹m, ®Æc biÖt ë ®o¹n ®−êng d©y gÇn tr¹m ( ®o¹n tíi tramk) ph¶i ®−îc b¶o vÖ cÈn thËn v× khi sÐt ®¸nh ë kh− vùc nµy sÏ ®−a vµo tr¹m c¸c qu¸ ®iÖn ¸p víi tham sè lín, rÊt nguy hiÓm cho c¸ch ®iÖn cña tr¹m. Qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã thÓ lµ do sÐt ®¸nh th¼ng lªn ®−êng d©y hoÆc sÐt ®¸nh xuèng mÆt ®Êt gÇn ®ã vµ g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trªn ®−êng d©y. Cã thÓ thÊy tr−êng hîp ®µu nguy hiÓm nhÊt v× ®−êng d©y ph¶i chÞu ®ùng toµn bé n¨ng l−îng cña phãng ®iÖn sÐt, do ®ã nã ®−îc chän ®Ó tÝnh to¸n chèng sÐt ®−êng d©y. Nh− ®· tr×nh bµy trong phÇn c¸ch ®iÖn cña hÖ thèng, v× trÞ sè cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt lín nªn kh«ng thÓ chän møc c¸ch ®iÖn ®−êng d©y ®¸p øng ®−äc hoµn toµn yªu cÇu cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn mµ chØ chän theo møc ®é hîp lý vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Do ®ã yªu cÇu ®èi víi b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y kh«ng ph¶i lµ lo¹i trõ hoµn toµn kh¶ n¨ng sù cè do sÐt mµ chØ lµ gi¶m sù cè tíi giíi h¹n hîp lý ( xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu vµ s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cña phô t¶i, sè lÇn c¾t dßng ®iÖn ng¾n m¹ch cho phÐp cña m¸y c¾t ®iÖn, ®−êng d©y cã hoÆc kh«ng cã trang bÞ thiÕt bÞ tù ®éng ®ãng l¹i v.v...). Trong ph¹m vi ch−¬ng nµy, sÏ tËp trung vµo c¸ch tÝnh to¸n sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt, trªn c¬ së ®ã x¸c ®Þnh ®−îc ph−¬ng h−íng vµ biÖn ph¸p ®Ó gi¶m sè lÇn c¾t ®iÖn nãi chung vµ cña mét sè lo¹i ®−êng d©y cô thÓ. Víi ®é treo cao trung b×nh cña d©y trªn cïng ( d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt) lµ h, ®−êng d©y sÏ thu hót vÒ phÝa m×nh c¸c phãng ®iÖn cña sÐt trªn gi¶i ®Êt cã chiÒu réng 6 h vµ chiªï dµi b»ng chiÒu dµi ®−êng d©y L. Tõ tÇn sè cã phãng ®iÖn sÐt xuèng ®Êt trªn diÖn tÝch 1 km2 øng víi mét ngµy sÐt 0,1 ÷ 01,5 (ch−¬ngXVI) cã thÓ tÝnh ®−îc tæng sè lÇn cã sÐt ®¸nh th¼ng lªn ®−êng d©y hµng n¨m: N = ( 0 ,6 ÷ 0 ,9 ) h .10 −3 L. nng .s (8-1) nng.s − sè ngµy sÐt hµng n¨m trong khu vùc cã ®−êng d©y ®i qua ( h tÝnh theo m vµ L theo km). http://www.ebook.edu.vn 1 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  2. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn V× tham sè cña phãng ®iÖn sÐt - biªn ®é dßng ®iÖn I, vµ tèc ®é cña dßng ®iÖn dis a= − cã thÓ cã nhiÒu trÞ sè kh¸c nhau, do ®ã kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c lÇn cã sÐt ®¸nh dt lªn ®−êng d©y ®Òu dÉn ®Õn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn. §Ó cã phãng ®iÖn, qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn ph¶i cã trÞ sè lín h¬n møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®−êng d©y, kh¶ n¨ng nµy ®−îc biÓu thÞ bëi x¸c suÊt phãng ®iÖn ( v pt ) vµ nh− vËy sè lÇn x¶y ra phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn sÏ lµ: N pd = Nvpd = ( 0,6 ÷ 0,9) h.nng.s .I ..vpd .10−3 (8-2) §©y ch−a ph¶i lµ sè lÇn nh¶y m¸y c¾t ®iÖn do sÐt hµng n¨m v× thêi gian t¸c dông cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt ng¾n, kho¶ng 100 μs , trong thêi gian lµm viÖc cña hÖ thèng b¶o vÖ r¬le th−êng kh«ng bÐ qu¸ mét nöa chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp tøc lµ 0,01s. Do ®ã phãng ®iÖn xung kÝch chØ g©y nªn c¾t ®iÖn ®−êng d©y khi tia löa phãng ®iÖn xung kÝch trªn c¸ch ®iÖn chuyÓn thµnh hå quang duy tr× bëi ®iÖn ¸p lµm viÖc cña l−íi ®iÖn. X¸c suÊt chuyÓn tõ tia löa phãng ®iÖn xung kÝch thµnh hå quang phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, trong ®ã cã yÕu tè quan träng nhÊt lµ gra®iÖn cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®−êng phãng ®iÖn. TrÞ sè gra®iÖn cµng lín th× viÖc duy tr× ®iÖn dÉn trong khe phãng ®iÖn vµ chuyÓn thµnh hå quang c¸ng thuËn lîi. Sù phô thuéc cña x¸c suÊt chuyÓn thµnh hå quang η − gäi t¾t lµ x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang - vµo gra®iÖn cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®−êng phãng ®iÖn cho b¶ng 8-1. B¶ng 8-1. X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang U lv 50 30 20 10 ( kV / m)) Rlv = lpd η ( ®¬n vÞ t−¬ng ®èi) 0,6 0,45 0,25 0,1 Cuèi cïng tÝnh ®−îc sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt hµng n¨m cña ®−êng d©y: N cd = ( 0,6 ÷ 0,9) hL.nng .s .vpd .η10−3 (8-3) §Ó so s¸nh kh¶ n¨ng chÞu sÐt cña c¸c ®−êng d©y cã tham sè kh¸c nhau, ®i qua nh÷ng vïng cã c−êng ®é ho¹t ®éng cña sÐt kh¸c nhau th−êng tÝnh trÞ sè " suÊt c¾t ®−êng d©y " tøc lµ sè lÇn c¾t khi ®−êng d©y cã chiÒu dµi 100km. ncd = ( 0,6 ÷ 0,9) h. nng .s . v pd .η ( 8-4) http://www.ebook.edu.vn 2 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  3. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Tõ (21-4) thÊy r»ng cã hai h−íng kh¸c nhau trong viÖc gi¶m thÊp sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt tøc lµ hoÆc gi¶m trÞ sè v pd hoÆc gi¶m η . ViÖc gi¶m x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch treo trªn d©y chèng sÐt vµ t¨ng c−êng c¸ch ®iÖn ®−êng d©y. Treo d©y chèng sÐt lµ biÖn ph¸p rÊt cã hiÖu qu¶ trong viÖc gi¶m sè lÇn c¾t ®iÖn ®−êng d©y, tuy nhiªn cÇn l−u ý mét sè vÊn ®Ò sau ®©y: − D©y chèng sÐt lµm nhiÖm vô b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh th¼ng cho d©y dÉn ( d©y pha) nh−ng ch−a ph¶i lµ an toµn tuyÖt ®èi mµ vÉn cßn kh¶ n¨ng sÐt ®¸nh vµo d©y dÉn. Trong thêi gian gÇn ®©y, ë nhiÒu n−íc ngµy cµng sö dông réng r·i ®−êng d©y hai lé ®i trªn cïng cét ®iÖn, chiÒu cao cét cã thÓ tíi 40 ÷50m. Kinh nghiÖm vËn hµnh cña cña c¸c ®−êng d©y nµy cho thÊy x¸c suÊt sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn ( vα ) kh«ng nh÷ng chØ phô thuéc vµo gãc b¶o vÖ α mµ cßn t¨ng theo chiÒucao cét ®iÖn. X¸c suÊt nµy ®−îc biÓu thÞ bëi c«ng thøc kinh nghiÖm: α hc lg vα = −4 (8-5) 90 α − gãc b¶o vÖ cña d©y ch«ng sÐt ( ®é) hc − chiÒu cao cét ®iÖn (m). − Dï kh«ng xÐt ®Õn kh¶ n¨ng sÐt ®¸nh vßng qua day chèng sÐt vµo d©y dÉn th× viÖc b¶o vÖ b»ng d©y chèng sÐt còng kh«ng thÓ ®¶m b¶o cã møc chÞu sÐt tuyÖt ®èi. KhÝ sÐt ®¸nh vµo d©y chèng sÐt sÏ g©y nªn ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn mµ phÇn chñ yÕu cña nã lµ ®iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt cét ®iÖn . NÕu dßng ®iÖn sÐt vµ ®iÖn trë nèi ®Êt cét ®iÖn lín th× ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn cã kh¶ n¨ng v−ît qu¸ møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña nã vµ g©y nªn phãng ®iÖn ng−îc tíi d©y dÉn. Nh− vËy d©y chèng sÐt ph¸t huy t¸c dông ®−îc nhiÒu hay Ýt cßn tuú thuéc vµo t×nh h×nh nèi ®Êt cu¶ cét ®iÖn. Trong c¸c vïng ®Êt xÊu ( ( ρ ≥ 105 Ω. cm) d©y chèng sÐt sÏ kh«ng cßn ph¸t huy t¸c dông nªn cã thÓ kh«ng dïng nã ngay c¶ ë c¸c ®−êng d©y 110÷ 330kV [( quy tr×nh x©y l¾p thiÕt bÞ ®iÖn Liªn x« - 1965 ( ®iÒu 115-72)]. Còng víi lý do trªn, ë nh÷ng ®−êng d©y ®iÖn ¸p thÊp ( tõ 35kV trë xuèng) còng kh«ng dïng d©y chèng sÐt. C¸c ®−êng d©y nµy cã møc c¸ch ®iÖn kh«ng cao nªn khi sÐt ®¸nh vµo d©y chèng sÐt th−êng ®−a ®Õn phãng ®iÖn ng−îc tíi d©y dÉn. Gi¸m x¸c suÊt h×nh thµnh hå qung η ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch gi¶m c−êng ®é ®iÖn tr−êng däc theo ®−êng phãng ®iÖn, nh− dïng cét xµ gç ®Ó t¨ng chiÒu dµi ®−êng phãng ®iÖn... Trong tr−êng hîp nµy gra®iÖn ®iÖn ¸p lµm viÖc cã thÓ gi¶m tíi kho¶ng c¸ch 0,1 ÷ 0,2 kV/m vµ x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang chØ cßn 10 ÷ 20%. Dïng c¸ch http://www.ebook.edu.vn 3 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  4. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ®iÖn gç cßn cã t¸c dông lµm t¨ng møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®−êng d©y nªn x¸c suÊt phãng ®iÖn ( v pd ) còng ®−îc gi¶m thÊp. §8-2. Qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trªn ®−êng d©y. Khi sÐt ®¸nh xuèng ®Êt gÇn khu vùc ®−êng d©y th× d−íi t¸c dông cña ®iÖn tõ tr−êng cña dßng sÐt, trªn d©y dÉn sÏ xuÊt hiÖn ®iÖn ¸p c¶m øng. ucu ( x , t ) = ucu ( x , t ) + ucu ( x , t ) d t Thµnh phÇn tõ cña ®iÖn ¸p c¶m øng ucu ( x , t ) quyÕt ®Þnh bëi tõ tr−êng ngoµi vµ cã t ucu ( x , t ) = E T ( x , t ) dl t t trÞ sè b»ng: (8-6) Thµnh phÇn ®iÖn ucu ( x , t ) g©y nªn bëi d y ®iÖn tr−êng cña dßng sÐt vµ ®−îc x¸c ®Þnh v x ® theo biÓu thøc: d©y dÉn Ēx ucu ( x , t ) = ϕ ( x , t ) + ud ( x , t ) d (21-7) ® Ēz ϕ ( x , t ) lµ thÕ v« h−íng cña ®iÖn t ® Ē b ® Ēx h Ēy x=0 tr−êng t¹i ®iÓm cÇn xÐt trªn ®−êng d©y ë thêi ®iÓm t, cßn trÞ sè u d ( x , t ) lµ ®iÖn ¸p g©y bëi ®iÖn tÝch cña b¶n th©n ®−êng d©y x chuyÓn ®éng ë d¹ng sãng khi cã t¸c dông z cña ®iÖn tr−êng ngoµi. Sù chuyÓn ®éng nµy v chØ cã liªn quan ®Õn thµnh phÇn tr−êng cã ph−¬ng trïng víi trôc cña ®−êng d©y ( thµnh phÇn Exd trªn h×nh 8-1) vµ ®−îc x¸c ®Þnh bëi ph−¬ng tr×nh ®iÖn tÝn cã vÕ ph¶i: H×nh 8-1 δ 2 u d 1 δ 2 u d δExd TÝnh to¸n qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng − = (8-8) δx 2 c2 δ 2 δx khi sÐt ®¸nh gÇn ®−êng d©y ë ®©y kh«ng ®i s©u vµo c¸c chi tiÕt tÝnh to¸n mµ chØ ®−a ra kÕt qu¶ chung vÒ ®é lín cña ®iÖn ¸p c¶m øng t¹i ®iÓm gÇn ®é lín cña ®iÖn ¸p c¶m øng t¹i gÇn n¬i sÐt ®¸nh: http://www.ebook.edu.vn 4 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  5. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn 60I s h U cu max = K0 ( 8-9) 1.0 b Uc− max k0= trong ®ã: h − ®é treo cao trung b×nh cña 60Ih/b 0.8 d©y dÉn (m). 0.6 b − Kho¶ng c¸ch tõ ®−êng d©y β tíi n¬i bÞ sÐt ®¸nh (m). 0.4 K0 − HÖ sè phô thuéc vµo 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 tèc ®é cña phãng ®iÖn ng−îc, cho trªn h×nh 21-2. H×nh 8-2 §−êng cong biÕn thiªn cña ®iÖn Quan hÖ cña hÖ sè K0 víi tèc ®é ¸p c¶m øng U cu ( 0, t ) t¹i ®iÓm gÇn n¬i sÐt phãng ®iÖn ng−îc ®¸nh ®−îc biÓu thÞ trªn h×nh 8-3, ë ®Êy cã vÏ riªng c¸c thµnh phÇn ®iÖn vµ tõ. Khi tèc ®é phãng ®iÖn ng−îc t¨ng th× thµnh phÇn tõ t¨ng do tèc ®é biÕn thiªn cña tõ tr−êng lín. Nh−ng thµnh phÇn ®iÖn th× ng−îc l¹i cã gi¶m chót Ýt v× trÞ sè dßng ®iÖn sÐt I s = av , gi÷ kh«ng ®æi, nÕu t¨ng tèc ®é cña phãng ®iÖn ng−îc sÏ lµm gi¶m mËt ®é 6 vµ lµm gi¶m ®iÖn tr−êng. §a sè c¸c phãng ®iÖn ng−îc ®Òu cã tèc ®é kho¶ng 0,1 ÷ 0, 2 tèc ®é ¸nh s¸ng ( β = 0,1 ÷ 0,2 ) nªn hÖ sè K0 cã thÓ chän b»ng 0,5 vµ trÞ sè U cu max ®−îc tÝnh theo: 30I s h U cu max = (8-10) b C«ng thøc (8-9), (8-10) chØ ®óng víi tr−êng hîp ®¬n gi¶n lµ khi dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng sãng vu«ng gãc. NÕu lµ d¹ng sãng xiªn gãc th× tèc ®é biÕn thiªn cña ®iÖn tõ tr−êng sÏ bÐ h¬n vµ trÞ 0.7 U c− sè ®iÖn ¸p c¶m øng gi¶m thÊp, tuy 60I h s 0.6 β=0.2 β=0.1 nhiªn sù gi¶m thÊp nµy chØ ®¸ng 0.5 kÓ khi sÐt ®¸nh gÇn tøc lµ khi 0.4 b < v τ ds . β=0.4 0.3 β=0.4 §iÒu cÇn quan t©m nhÊt 0.2 kh«ng ph¶i lµ x¸c ®Þnh giíi h¹n vÒ 0.1 β=0.2 β=0.1 ®é lín cña qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng mµ lµ t×m ®−îc x¸c suÊt xuÊt hiÖn 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 H×nh 8-3 qu¸ ®iÖn ¸p víi mét biªn ®é nµo BiÕn thiªn cña ®iÖn ¸p c¶m øng U cu ( 0, t ) t¹i ®iÓm ®Êy vÝ dô b»ng hoÆc lín h¬n møc c¸ch ®iÖn ®−êng d©y ( ≥ U 50 % ) . gÇn n¬i sÐt ®¸nh øng víi c¸c trÞ sè kh¸c nhau cña c tèc ®é phãng ®iÖn ng−îc β = Khi xÐt gi¶i ®Êt ®Æt c¸ch ®−êng v d©y kho¶ng c¸ch b cã chiÒu réng http://www.ebook.edu.vn 5 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  6. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn db vµ chiÒu dµi 100km, tæng sè lÇn cã sÐt ®¸nh vµo gi¶i ®Êt nµy sÏ lµ: ( 0,1 ÷ 0,15)db.10−3 .100.Hng .s = ( 0,01 ÷ 0,015)nng .s db ( db tÝnh theo m) §Ó trÞ sè ®iÖn ¸p c¶m øng b»ng hoÆc v−ît qu¸ møc c¸ch ®iÖn ®−êng d©y U 50% dßng ®iÖn sÐt ph¶i cã biªn ®é: U 50% b Is ≥ 30h §©y còng lµ ®iÒu kiÖn ®Ó cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®−êng d©y vµ nh− vËy x¸c suÊt phãng ®iÖn cã trÞ sè b»ng: Is U 50% b − − v pd = e =e 26 ,1 780 h Sè lÇn sÐt ®¸nh trong r¶i ®Êt db cã t¹o nªn qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng ®ñ lín ®Ó g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®−êng d©y sÏ lµ : U 50% b dN pd = ( 0 ,01 ÷ 0 ,015) nng .s . db . e 780 h §Ó cã tæng sè ph¶i lÊy tÝch ph©n ®¼ng thøc trªn tõ giíi h¹n bmin = 3h tíi ∞ vµ cho c¶ hai phÝa ®−êng d©y: ∞ ∫ dN N pd = pd b m in ( lÊy trÞ sè bmin = 3h v× nh− ®· quy ®Þnh ë trªn, ®−êng d©y thu hót vÒ phÝa m×nh tÊt c¶ c¸c phãng ®iÖn sÐt trong gi¶i ®Êt réng 6h , cßn khi sÐt ®¸nh ë ngoµi gi¶i nµy sÏ xem nh− ®¸nh xuèng ®Êt vµ g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng). Cuèi cïng tÝnh ®−îc: (15,6 ÷ 23,4 ) n ng .s . h U 50% − N pd = e 260 (8-11) U 50% Trong c«ng thøc h tÝnh b»ng mÐt, U 50% tÝnh theo kV vµ Npd lµ sè lÇn phãng ®iÖn do qu¸ ®iÖn c¶m øng trªn chiÒu dµi 100km ®−êng d©y hµng n¨m. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy, khi ®−êng d©y cã ®é treo cao trung b×nh h = 10m vµ n»m trong vïng sÐt ho¹t ®éng m¹nh cã nng .s = 100 ngµy, sè lÇn xuÊt hiÖn qu¸ ®iÖn c¶m øng cã trÞ sè v−ît qu¸ møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®−êng d©y 35kV (U 50% ≈ 350kV ) lµ 10÷ 15 lÇn hµng n¨m, vµ ®−êng d©y 110kV (cã U 50% ≈ 700kV ) − kho¶ng 1,5 lÇn/n¨m. Nh− vËy ®èi víi ®−êng d©y 110kV trë lªn trong tÝnh to¸n chèng sÐt cã thÓ kh«ng xÐt ®Õn qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng v× sè lÇn phãng ®iÖn do nã g©y nªn rÊt nhá so víi khi cã sÐt ®¸nh th¼ng lªn ®−êng d©y. §èi víi c¸c ®−êng d©y 35 KV trë xuèng, ®−êng d©y ®iÖn ¸p cµng bÐ th× trÞ sè Npd cµng lín do ®ã cÇn ph¶i chó ý ®Õn qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trong tÝnh to¸n còng nh− trong vËn hµnh. http://www.ebook.edu.vn 6 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  7. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn §Æc ®iÓm cña qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng lµ xuÊt hiÖn ®ång thêi ë c¶ ba pha vµ trÞ sè gi÷a c¸c pha kh«ng chªnh lÖch nhau nhiÒu, do ®ã nguy hiÓm kh«ng ph¶i lµ ®èi víi c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c pha mµ lµ c¸ch ®iÖn ®èi víi ®Êt.... vµ ®èi víi c¸c lo¹i ®−êng d©y nµy biÖn ph¸p chèng qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng hîp lý lµ dïng cét gç. §8-3. SÐt ®¸nh trªn ®−êng d©y kh«ng theo d©y chèng sÐt. Khi d−êng d©y kh«ng treo d©y chèng sÐt, sÐt ®¸nh chñ yÕu lµ vµo d©y dÉn cßn kh¶ n¨ng ®¸nh th¼ng vµo cét rÊt Ýt vµ cã thÓ bá qua. Cã thÓ xem t¹i n¬i sÐt ®¸nh m¹ch cña khe sÐt ®−îc ghÐp nèi víi tæng trë sãng Zdd cña d©y dÉn cã trÞ sè b»ng ( day dÉn hai phÝa ghÐp song song). V× tæng trë cña d©y 2 dÉn Zdd kh¸ lín, kho¶ng 400 ÷ 500Ω, nªn dßng ®iÖn sÐt gi¶m ®i nhiÒu so víi khi sÐt ®¸nh vµo n¬i cã nèi ®Êt tèt. Theo c«ng thøc (16-2) dßng ®iÖn ë n¬i sÐt ®¸nh chØ cßn: Z0 I I = Is ≈s Z 2 Z 0 + dd 2 Is Do ë mçi bªn cña d©y dÉn sÏ truyÒn sãng dßng ®iÖn ( h×nh8-4) vµ t¹o nªn 4 ®iÖn ¸p trªn d©y dÉn. Is U dd = Zdd ≈ 100I (8-12) 4 §Ó tÝnh to¸n sè lÇn c¾t ®iÖn cÇn xÐt riªng cho c¸c lo¹i ®−êng d©y cét s¾ vµ cét gç v× chóng khac nhau rÊt nhiÒu. Khe sÐt 1. §−êng d©y cét s¾t (bª t«ng). Z0 Is Phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®−êng d©y sÏ Is Is 2 xÈy ra khi ®¹t ®−îc ®iÒu kiÖn: 4 H×nh 8-4 4 U dd = 100I s ≥ U 50% Ph©n Zd® dßng ®iÖn khi sÐt Zd® phèi U 50% lµ trÞ sè ®iÖn ¸p phãng ®iÖn xung kÝch ®¸nh vµo d©y dÉn bÐ nhÊt cña c¸ch ®iÖn ®−êng d©y. §iÒu kiÖn nµy øng víi khi dßng ®iÖn sÐt v−ît qu¸ møc chÞu sÐt ( møc b¶o vÖ) Ibv cña ®−êng d©y: U 50% I s = Ibv = (8-13) 100 Nh− vËy ®iÒu kiÖn phãng ®iÖn chØ phô thuéc vµo mét tham sè cña phãng ®iÖn sÐt - biªn ®é dßng ®iÖn - mµ kh«ng phô thuéc vµo ®é dèc dßng ®iÖn. X¸c suÊt phãng ®iÖn http://www.ebook.edu.vn 7 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  8. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn sÏ lµ x¸c suÊt hiÖn dßng ®iÖn sÐt cã trÞ sè ≥ Ibv , x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (1-3) vµ tiÕp theo ®ã tÝnh ®−îc trÞ sè N pd theo c«ng thøc (8-2). Do t×nh h×nh sÐt th−êng chØ ®¸nh vµo mét pha ( pha trªn cïng khi d©y dÉn c¸c pha bè trÝ theo 3 ®Ønh tam gi¸c hoÆc pha bªn khi d©y dÉn bè trÝ trong cïng mÆt ph¼ng ngang) nªn tr−íc tiªn sÏ xÈy ra phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña pha ®ã vµ khi ®¹t ®−îc ®iÒu kiÖn duy tr× hå quang sÏ dÉn ®Õn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt mét pha. Nh− vËy viÖc c¾t ®iÖn do sÐt cßn phô thuéc vaß ph−¬ng thøc nèi ®Êt cña ®iÓm trung tÝnh. §èi víi l−íi ®iÖn cã ®iÓm trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt ( th−êng lµ c¸c l−íi ®iÖn ¸p 110kV trë lªn) khi cã ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt hÖ thèng b¶o vÖ r¬le sÏ lµm nh¶y m¸y c¾t ®iÖn do ®ã trÞ sè ncd ®−îc tÝnh theo (8-4). VÝ dô ®−êng d©y 110kV cã U 50% ≈ 645kV ( chän theo cùc tÝnh ©m v× phÇn lín c¸c phãng ®iÖn sÐt ®Òu cã cùc tÝnh ©m) sÏ tÝnh ®−îc Ibv = 6,5kV vµ x¸c suÊt phãng ®iÖn v pd = 0,8 . Chuçi c¸ch ®iÖn treo 110kV cã chiÒu dµi kho¶ng 1,2m nªn gra®iÖn cña ®iÖn 110 = 53kV / m vµ x¸c ®Þnh d−îc x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang ¸p lµm viÖc Elv 31,2 . η = 0,6 . SuÊt c¾t cña ®−êng d©y 110 kV cét s¾t cã ®é treo cao trung b×nh cña d©y dÉn trªn cïng h = 10m ®i trong vïng cã sè ngµy sÐt hµng n¨m lµ 100 ngµy sÏ cã trÞ sè b»ng ncd = ( 0,06 ÷ 0,09).10100.0,8.0,6 = 28,8 ÷ 43,3 . Sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt nh− vËy lµ qu¸ . lín, do ®ã ®−êng d©y 110 kV khi ®i trong vïng sÐt ho¹t ®éng m¹nh vµ trung b×nh cÇn ph¶i ®−îc b¶o vÖ b»ng ®−êng d©y chèng sÐt. Trong l−íi ®iÖn cã ®iÓm trung tÝnh c¸ch ®iÖn ®èi víi ®Êt ( hoÆc nèi ®Êt qua cuén d©y hå quang), th−êng lµ c¸c l−íi ®iÖn ¸p 35 kV trë xuèng, th× dï cã hå quang ch¹m ®Êt ë mét pha vÉn kh«ng ®−a ®Õn c¾t ®iÖn ®−êng d©y ( khi cã cuén dËp hå quang cã thÓ xem η = 0 ). C¾t ®iÖn do sÐt chØ x¶y ra khi cã phãng ®iÖn ë 2 hoÆc 3 pha vµ ®−a ®Õn ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha. Nghiªn cøu víi ®−êng d©y cã kÕt cÊu nh− ë h×nh 8-5, khi sÐt ®¸nh vµo d©y dÉn ngoµi cïng vµ x¶y ra phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña d©y ®ã, dßng ®iÖn sÐt ®−îc t¶n trong ®Êt th«ng qua bé phËn nèi ®Êt cña cét ®iÖn. tÝnh cho tr−êng hîp nguy hiÓm nhÊt lµ khi sÐt ®¸nh vµo d©y dÉn ë chç gÇn cét ®iÖn, lóc nµy khe phãng ®iÖn sÐt xem nh− bÞ ng¾n m¹ch qua ®iÖn trë nèi ®Êt R cña cét ®iÖn vµ dßng ®iÖn sÐt xam nh− bÞ ng¾n m¹ch qua ®iÖn trë nèi ®Êt R cña cét ®iÖn vµ dßng ®iÖn sÐt cã trÞ sè b»ng trÞ sè Is toµn bé I s ( mµ kh«ng ph¶i lµ ). 2 §iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt cã trÞ sè b»ng I s R , ®ã còng lµ ®iÖn ¸p trªn d©y dÉn bÞ sÐt ®¸nh, ®iÖn ¸p trªn th©n vµ xµ cét ®iÖn.§ång thêi trªn c¸c pha kh«ng bÞ sÐt ®¸nh còng cã xuÊt hiÖn ®iÖn ¸p víi trÞ sè k d . I s R mµ k d lµ hÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y kh«ng bÞ sÐt ®¸nh vµ d©y bÞ sÐt ®¸nh khi cã sÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña vÇng quang. http://www.ebook.edu.vn 8 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  9. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Nh− vËy c¸ch ®iÖn cña d©y dÉn thø hai sÏ ph¶i chÞu ®iÖn ¸p I s R(1 − k d ) vµ sÏ cã phãng ®iÖn trªn ®ã nÕu ®¹t ®iÒu kiÖn: U 50% I s ≥ I bv = ( 8-14) R (1 − k d ) TrÞ sè U 50% lµ møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña d©y dÉn thø hai chän theo cùc tÝnh d−¬ng. Tõ (21-14) cã thÓ thÊy râ t¸c dông quan träng cña nèi ®Êt trong b¶o vÖ chèng sÐt ®èi víi c¸c ®−êng d©y nµy. VÝ dô tÝnh to¸n víi ®−êng d©y 35kV cét s¾t cã trÞ sè U 50% = 350kV , dé cao h = 10m vµ ®i trong vïng sÐt cã nng .s = 100 ngµy/n¨m. §−êng d©y nµy cã hÖ sè ngÉu hîp k d = 0,3 vµ x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang η = 0,52 . R = 10Ω NÕu tÝnh víi sÏ ®−îc Ibv = 50kA vµ x¸c suÊt phãng ®iÖn v pd = 0,15 . SuÊt c¾t cña ®−êng d©y trong tr−êng hîp nµy sÏ is b»ng: is ncd = ( 0,06 ÷ 0,09).10100.0,15.0,52 = 4 ,68 ÷ 7 ,02 is . 2 2 TrÞ sè nµy bÐ h¬n nhiÒu so víi so víi cña H×nh 8-5 ®−êng d©y 110kV. NÕu gi¶m ®iÖn trë nèi ®Êt cét ®iÖn tíi møc R = 5Ω th× suÊt c¾t chØ cßn SÐt ®¸nh vµo ®−êng d©y cét s¾t (bª t«ng) kh«ng treo d©y chèng ncd = 0,78 ÷ 0,17 nghÜa lµ gi¶m ®−îc 6 lÇn so víi sÐt trong l−íi ®iÖn cã ®iÓm trung khi R = 10Ω . tÝnh ®Æt c¸ch ®iÖn ( hoÆc nèi ®Êt qua cuén dËp hå quang) Cã thÓ cho r»ng, khi ®−êng d©y ®i qua c¸c vïng ®Êt dÉn ®iÖn tèt viÖc c¶i thiÖn nèi ®Êt ë cét ®iÖn lµ biÖn ph¸p cã hiÖu qu¶ vµ hîp lý nhÊt ®Ó gi¶m sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt g©y nªn. 2. §−êng d©y cét gç: http://www.ebook.edu.vn 9 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản