Kỹ thuật cao áp - Chương 15

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

95
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá điện áp khi cắt đường dây không tải và bộ tụ điện Quá điện áp khi cắt đ-ờng dây không tải và khi cắt điện dung có nhiều đặc điểm giống với quá điện áp khi ngắn mạch chạm đất bằng hồ quang vì chúng đuều có liên quan đến sự tích luỹ điện tích trên điện dung của hệ thống. ở đây sự cháy lại của hồ quang xảy ra giữa các tiếp điểm của máy cắt điện dùng để cắt đ-ờng dây không tải ra khỏi nguồn. Quá điện áp có thể có trị số rất lớn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật cao áp - Chương 15

Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Ch−¬ng XV Qu¸ ®iÖn ¸p khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i vμ bé tô ®iÖn Qu¸ ®iÖn ¸p khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i vµ khi c¾t ®iÖn dung cã nhiÒu ®Æc ®iÓm gièng víi qu¸ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt b»ng hå quang v× chóng ®uÒu cã liªn quan ®Õn sù tÝch luü ®iÖn tÝch trªn ®iÖn dung cña hÖ thèng. ë ®©y sù ch¸y l¹i cña hå quang x¶y ra gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm cña m¸y c¾t ®iÖn dïng ®Ó c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i ra khái nguån. Qu¸ ®iÖn ¸p cã thÓ cã trÞ sè rÊt lín ®ñ ®Ó ph¸ ho¹i c¸ch ®iÖn ®−êng d©y vµ cã khi ®èt ch¸y c¶ m¸y c¾t ®iÖn. XÐt tr−êng hîp ®¬n gi¶n ®−êng d©y kh«ng t¶i dµi l lµ tæng trë sãng Z ®−îc c¾t ngay ë thanh gãp cña nguån cã c«ng suÊt v« cïng lín (h×nh 15-1). Khi m¸y c¾t cßn ®ãng m¹ch th× qua nã cã dßng ®iÖn ®iÖn dung cña ®−êng d©y kh«ng t¶i, dßng ®iÖn nµy v−ît tr−íc ®iÖn ¸p mét gãc 90o. Khi c¾t m¸y c¾t ®iÖn, hå quang gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm t¾t lóc dßng ®iÖn qua trÞ sè kh«ng tøc lµ lóc ®iÖn ¸p nguån ®¹t trÞ sè cùc ®¹i... do ®ã cã thÓ cho r»ng khi hå quang t¾t ®iÖn dung ®−êng d©y ®−îc n¹p tíi møc ®iÖn ¸p ±U ph vµ gi¶ thiÕt −U ph . Sau ®ã ®iÖn ¸p trªn ®−êng d©y gi÷ kh«ng ®æi cßn ®iÖn ¸p nguån th× vÉn biÕn ®æi theo h×nh sin. Qua nöa chu kú, ®iÖn ¸p nguån sÏ lµ +U ph vµ do ®ã ®iÖn ¸p ®Æt gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm cña m¸y c¾t sÏ lµ 2U ph . MÆc dï trong thêi gian tÝnh tõ lóc b¾t ®Çu nh¶y m¸y c¾t ®iÖn cho tíi lóc nµy (kho¶ng thêi gian mét nöa chu kú hoÆc lín h¬n nh−ng kh«ng qu¸ mét chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp) c¸c tiÕp ®iÓm cña maý c¾t ®· c¸ch xa nhau, c¸ch ®iÖn cña khe hë ®· t¨ng tíi møc nhÊt ®Þnh nh−ng còng kh«ng lo¹i trõ kh¶ n¨ng khe hë bÞ chäc thñng vµ hå quang ch¸y l¹i d−íi t¸c dông cña ®iÖn ¸p 2U ph . KÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ sù phôc håi c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm cña m¸y c¾t cho thÊy lµ sau nöa chu kú ®èi víi lo¹i m¸y c¾t kh«ng khÝ møc c¸ch ®iÖn ®¹t ®−îc trÞ sè kh«ng qu¸ 2U ph cßn ®èi víi m¸y c¾t dÇu th× kh«ng qu¸ U ph . Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 1
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn NÕu hå quang ch¹y l¹i khi ®iÖn ¸p lµ +U ph th× ®−êng d©y sÏ ®−îc n¹p tõ ®iÖn ¸p −U ph ®Õn +U ph , nh− vËy trªn ®−êng d©y sÏ cã sãng ®iÖn ¸p 2U ph vµ sãng dßng ®iÖn 2U ph i= lan truyÒn tíi phÝa cuèi ®−êng Z d©y. Sù ph©n bè ®iÖn ¸p däc theo ®−êng d©y cho trªn h×nh 15-2a. Khi tíi ®Çu cuèi hë m¹ch sãng ®iÖn ¸p sÏ ph¶n x¹ cïng dÊu nªn ®−êng d©y sÏ cã ®iÖn ¸p +4U ph − U ph = +3U ph truyÒn vÒ phÝa l nguån ( h×nh 15-2b). Sãng dßng ®iÖn ~ z khi tíi ®Çu cuèi ®−êng d©y do ph¶n x¹ H×nh 15-1 ng−îc dÊu nªn nªn trªn mäi n¬i cña C¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i ®−êng d©y mµ sãng ph¶n x¹ ®· vÒ dßng ®iÖn tæng sÏ b»ng kh«ng (h×nh 15-2b). Nh− vËy khi ph¶n x¹ trë vÒ tíi nguån th× dßng ®iÖn trong m¸y c¾t cã trÞ sè kh«ng vµ hå quang cã thÓ t¾t lÇn thø hai. +Uhp Sau khi hå quang t¾t, ®iÖn ¸p trªn +Uhp i= 0 ~ ®−êng d©y gi÷ kh«ng ®æi vµ b»ng 3U ph 2U hp i= -Uhp z cßn ®iÖn ¸p nguån l¹i tiÕp tôc biÕn thiªn a) 3Uhp +Uhp theo h×nh sin. Sau nöa chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp, ®iÖn ¸p nguån ®æi dÊu vµ cã trÞ sè ~ −U ph , do ®ã ®iÖn ¸p gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm 2Uhp i= 0 i= z b) m¸y c¾t cã thÓ t¨ng tíi møc 4U ph . 4Uhp i= NÕu gi¶ thiÕt t¹i thêi ®iÓm nµy hå ~ z i= 0 quang ch¸y l¹i lÇn thø hai th× ®−êng d©y -Uhp c) l¹i ®−îc n¹p ®iÖn tõ ®iÖn ¸p +3U ph ®Õn 5U i= zhp ~ ®iÖn ¸p nguån nghÜa lµ ®Õn −U ph . Trªn -Uhp ®−êng d©y sÏ cã sãng ®iÖn ¸p −U ph vµ d) −4U ph - 5Uhp sãng dßng ®iÖn i = . H×nh 2b-2c H×nh 15-2 Z Phan bè ®iÖn ¸p däc theo ®−êng d©y kh«ng cho sù ph©n bè ®iÖn ¸p khi sãng truyÒn t¶i t¹i c¸c ®iÓm kh¸c nhau. a) Sau khi hå quang ch¸y l¹i lÇn 1 vµ vÒ phÝa cuèi ®−êng d©y vµ h×nh 15-2d lµ tr−íc khi cã ph¶n x¹ tõ cuèi ®−êng d©y. khi cã ph¶n x¹ tõ ®Çu cuèi trë vÒ. b)Nh− trªn nh−ng ®· cã ph¶n x¹ tõ cuèi ®−êng d©y. Còng nh− lÇn tr−íc, sau thêi gian c) Sau khi hå quang ch¸y l¹i lÇn II vµ tr−íc khi cã 2l ph¶n x¹ tõ cuèi ®−êng d©y. 2π = tÝnh tø lóc hå quang ch¸y l¹i lÇn d)Nh− trªn nh−ng ®· cã ph¶n x¹ tõ cuèi ®−êng v d©y. thø hai, dßng ®iÖn trong m¸y c¾t sÏ qua trÞ sè kh«ng, hå quang cã thÓ t¾t trong khi Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 2
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ®−êng d©y v·n ®−îc n¹p ë møc ®iÖn ¸p −5U ph . Trªn h×nh 15-3 cho sù biÕn thiªn theo thêi gian cña ®iÖn ¸p nguån, ®iÖn ¸p ®Çu ®−êng d©y vµ cña dßng ®iÖn trong m¸y c¾t ®iÖn. LËp luËn trªn ®©y kh«ng hoµn toµn chÝnh x¸c v× kh«ng chó ý ®Õn sù gi¶m ®iÖn ¸p nguån trong thêi gian truyÒn sãng khø hèi trªn ®−êng d©y, ë c¸c ®−êng d©y dµi sù gi¶m nµy rÊt ®¸ng kÓ. VÝ dô khi ®−êng d©y dµi 300km th× trong kho¶ng thêi gian 2τ = 2000μs ®iÖn ¸p nguån sÏ gi¶m tíi møc 0,81U ph do ®ã trÞ sè cùc ®¹i qu¸ ®iÖn ¸p lÇn thø nhÊt sÏ lµ 2 ,81U ph mµ kh«ng ph¶i lµ 3U ph cßn cña lÇn thø hai lµ −4 ,43U ph mµ kh«ng ph¶i lµ −5U ph v.v... NÕu qu¸ tr×nh ch¸y l¹i hå quang vÉn cø tiÕp diÔn th× qu¸ ®iÖn ¸p trªn ®−êng d©y sÏ t¨ng liªn tôc. §iÒu ®ã kh«ng thÓ x¶y ra v× c¸c m¸y c¾t cã tèc ®é phôc håi c¸ch ®iÖn lín, do ®ã hå quang th−êng kh«ng x¶y ch¸y l¹i qu¸ mét lÇn vµ nh− vËy qu¸ ®iÖn ¸p trªn ®−êng d©y kh«ng v−ît qu¸ møc 3U ph . Trong s¬ ®å h×nh 15-1, do ®−êng d©y kh«ng t¶i ®−îc c¾t ra khái nguån cã c«ng suÊt v« cïng lín nªn trong qu¸ tr×nh t Uph c¾t ®iÖn ¸p trªn thanh gãp gi÷ kh«ng ®æi vµ nh− vËy sÏ kh«ng cã qu¸ ®iÖn ¸p ë Hå Hå 3Uph quang quang t¾t Hå quang ch¸y phÝa tr¹m. t¾t lÇn I t l¹i Uph lÇn II lÇn II Trong thùc tÕ nguån cã c«ng suÊt Hå quang t¾t Hå quang ch¸y giíi h¹n vµ cã ®iÖn c¶m x¸c ®Þnh, ®iÖn lÇn II 5Uph lÇn I c¶m nµy sÏ ¶nh h−ëng ®Õn trÞ sè cña qu¸ 2Uphωc ®iÖn ¸p. S¬ ®å m¹ch ®−îc biÓu thÞ nh− ë 2Uph t h×nh 15-4. V× ë ®Çu ®−êng d©y cã ®iÖn c¶m L0 nªn t×nh h×nh ph¶n x¹ ë ®©u rÊt 4Uph phøc t¹p vµ tÝnh to¸n sÏ khã kh¨n h¬n H×nh 15-3 nhiÒu. Gi¶ thiÕt hå quang ch¸y l¹i lóc C¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i khái ®iÖn ¸p nguån cã trÞ sè +U ph vµ tr−íc ®ã nguån cã c«ng suÊt v« cïng lín. ®−êng d©y ®−îc n¹p s½n tíi ®iÖn ¸p U 0 , a) ®iÖn ¸p nguån; b) §iÖn ¸p ®Çu ®−êng d©y; c) Dßng ®iÖn trong m¸y c¾t ®iÖn. cã trÞ sè b»ng −U ph . Qu¸ tr×nh qu¸ ®é trªn ®−êng d©y ®−îc x¸c ®Þnh bëi ®iÖn ¸p: U ( t ) = U ph cosωt + U 0 mµ ¶nh cña nã ë d¹ng to¸n tö lµ: U0 p U ( p) = + U ph 2 p +ω2 p 2 p2 + ω 2 = U ph (15-1) ( ) p p2 + ω 2 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 3
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn §iÖn ¸p cuèi ®−êng d©y ë d¹ng to¸n tö sÏ lµ: U ( p). Z U2 = (15-2) pL0 shpτ + Zchpτ U ( p). Z . chpτ U1 = vµ ë ®Çu ®−êng d©y: (15-3) pL0 shpτ + Zchpτ Dßng ®iÖn ë ®Çu ®−êng d©y, còng lµ dßng ®iÖn trong m¸y c¾t ®iÖn, ®−îc x¸c ®Þnh theo: U ( p) I1 = (15-4) IL0 shpτ + Zchpτ §Ó t×m gãc cña ®iÖn ¸p ë cuèi ®−êng d©y dïng ®Þnh lý ph©n tÝch vµ ®Æt H ( p) = 2 p 2 + ω 2 . ( ) H ( p) = ( PL0shpτ +Zchpτ ) p 2 + ω 2 L0 l BiÓu thøc (15-2) ®−îc viÕt l¹i ë d¹ng: ~ H ( p) z U1 U2 U 2 = U ph . Z . U pF ( p) Theo ®Þnh lý ph©n tÝch cã ®−îc: H×nh 15-4 H ( pk ) S¬ ®å tÝnh to¸n khi c¾t U 2 ( t ) = U ph . ZΣ . cpk (15-5) pk F ( pk ) ®−êng d©y kh«ng t¶i víi pk lµ nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh: ( ) F ( p) = p 2 + ω 2 ( pL0shpτ + Zchpτ ) = 0 Hai nghiÖm p1,2 = ± jω t−¬ng øng víi trÞ sè æn ®Þnh cña ®iÖn ¸p cßn nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh pL0shpτ + Zchpτ = 0 cho c¸c tÇn sè dao ®éng riªng cña ®−êng d©y. Thay trÞ sè cña p vµo c¸c ph−¬ng tr×nh trªn vµ bá qua c¸c phÐp tÝnh trung gian cuèi cïng ®−îc kÕt qu¶ sau ®©y: ⎫ ∞ U 2 ( t ) = A cosωt − ∑ U k cosω k t ⎪ ⎪ k =1 ⎪ ∞ U1 ( t ) = A cosωτ .cosωt − ∑ U k cosω k τ .cosω k t ⎬ (15-6) ⎪ k =1 ⎪ ∞ A Uk I1 ( t ) = sin ωτ .sin ωt − ∑ .sin ω k τ .sin ω k t ⎪ Z k =1 Z ⎭ U ph A= Víi : ωL sin ωτ cosωτ − 0 Z Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 4
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ( ) 2U ph 2ω 2 − ω 2 k Fk = ⎛ ω kυ ⎞ (ω ) − ω 2 ⎜ cosω 2τ + 2 ⎟ sin ω k .τ ⎠ k k ⎝ H×nh 15-5 cho kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo ph−¬ng ph¸p chÝnh x¸c (ph−¬ng ph¸p ph¶n x¹ nhiÒu lÇn) vµ theo ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng ( tÝnh theo 15-6 víi hai sãng ®iÒu hoµ) khi ®−êng d©y dµi 60km. Dßng ®iÖn qua trÞ sè kh«ng ë thêi ®iÓm l2 , lóc nµy hå quang trong m¸y c¾t ®iÖn t¾t vµ ®−êng d©y ®−îc t¸ch ra khái nguån. §iÖn ¸p ë cuèi ®−êng d©y vÉn tiÕp tôc biÕn ®æi theo ®−êng cong trªn h×nh 15-5 trong kho¶ng thêi gian τ b»ng thêi gian truyÒn sãng tõ ®Çu ®Õn cuèi ®−êng d©y. Do ®ã ë vÝ dô ®ang xÐt, qu¸ ®iÖn ¸p ë ®Çu ®−êng d©y ®¹t møc 2,4 U ph nh−ng ë cuèi ®−êng d©y cã thÓ tíi 3,6 U ph nghÜa lµ qu¸ møc 3 U ph . Qu¸ ®iÖn ¸p t¨ng cao lµ do ®iÖn c¶m. U 4,0 i Uph Uph/z 3,6 U2 Uph 3,2 2,8 U1 2,4 Uph 2,0 I1 1,6 Uph/z 1,2 0,8 0,4 t2+τ t2 t 0 0,8 μs 0,2 τ 0,4 0,6 -0,4 4,0 U/Uph -0,8 2 -1,0 3,2 H×nh 15-6 Kh¶ n¨ng lín nhÊt cña qóa ®iÖn ¸p H×nh 15-5 1 2,4 ®Çu vµ cuèi ®−êng d©y kh«ng t¶i §iÖn ¸p trªn thanh gãp (U1 ) , ®iÖn ¸p ë (TÝnh to¸n víi hai sãng ®iÒu hoµ) ë cuèi ®−êng d©y (U 2 ) vµ dßng ®iÖn 1,6 1- ë thanh gãp ; 2- ë cuèi ®−êng d©y trong m¸y c¾t ®iÖn ( I1 ) . 0,8 - §−êng d©y kh«ng t¶i l = 60km( TL / τ = 0,5) T/τ - §−êng ®Ëm nÐt - TÝnh theo ph−¬ng ph¸p 0 2 4 6 8 12 ph¶n x¹ nhiÒu lÇn; -§−êng chÊm - TÝnh theo ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng. Do cã ®iÖn c¶m nªn thêi gian ch¸y cña hå quang kÐo dµi ( l2 > 2τ ), mÆt kh¸c t¹i thêi ®iÓm l = 2τ sãng ph¶n x¹ tõ cuèi ®−êng d©y trë vÒ khi gÆp ®iÖn c¶m sÏ ph¶n x¹ cïng dÊu khiÓn cho ®iÖn ¸p U1 ,U 2 cã nh÷ng ®Ønh nh¶y vät nh− trªn h×nh vÏ. Trong tÝnh to¸n trªn ch−a xÐt ®Õn sù t¾t dÇn cña c¸c dao ®éng riªng. Sù t¾t dÇn cã thÓ lµm cho qu¸ ®iÖn ¸p gi¶m ®i nhiÒu. Tr−êng hîp thanh gãp cã nhiÒu ®−êng d©y do hÖ sè ph¶n x¹ ë ®Çu ®−êng d©y gi¸m thÊp nªn qu¸ ®iÖn ¸p cã gi¶m ®«i Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 5
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn chót... Nh− vËy tÝnh to¸n theo s¬ ®å ®¬n gi¶n trªn sÏ cho trÞ sè giíi h¹n cña qu¸ ®iÖn ¸p. H×nh 15-6 cho kÕt qu¶ tÝnh to¸n (®−êng cong) vµ kÕt qu¶ ®o l−êng trªn m« h×nh (®iÓm) cña qu¸ ®iÖn ¸p ë ®Çu vµ cuèi ®−êng d©y khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i. KÕt qu¶ ®o trªn m« h×nh lu«n lu«n thÊp h¬n so víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n, ®iÒu ®ã chñ yÕu lµ do sù t¾t dÇn cña dao ®éng riªng mµ trong tÝnh to¸n kh«ng ®Ò cËp ®Õn. Trong thùc tÕ kh«ng nh÷ng chØ chó ý ®Õn trÞ sè giíi h¹n cã thÓ cã cña qu¸ ®iÖn ¸p mµ cßn chó ý c¶ ®Õn x¸c suÊt xuÊt hiÖn cña chóng. X¸c suÊt Êy chØ cã thÓ x¸c ®Þnh dùa trªn sù kh¶o s¸t trong hÖ thèng ®iÖn thùc tÕ. Kinh nghiÖm vËn hµnh cho thÊy ®èi víi lo¹i m¸y c¾t ®iÖn ®éng t¸c nhanh th× hå quang cã thÓ kh«ng ch¸y l¹i do c¸ch ®iÖn khe hë ®−îc phôc håi nhanh chãng vµ do ®ã khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i kh«ng x¶y ra qu¸ ®iÖn ¸p; nÕu hå quang ch¸y l¹i th× qu¸ ®iÖn ¸p còng bÐ h¬n nhiÒu so víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn v× lóc hå quang ch¸y l¹i ®iÖn ¸p nguån th−êng kh«ng ë trÞ sè cùc ®¹i mµ ë trÞ sè bÐ h¬n. B»ng c¸ch tæng hîp mét sè lín sè liÖu thùc nghiÖm, viÖn nghiªn cøu vÒ dßng ®iÖn mét chiÒu ë Liªn x« ®· x©y dùng ®−îc ®−êng cong vÒ x¸c suÊt xuÊt hiÖn qu¸ ®iÖn ¸p theo ®é lín cña nã (h×nh 15-7).Theo ®−êng cong Êy x¸c suÊt qu¸ ®iÖn ¸p ë phÝa cuèi ®−êng d©y v−ît qu¸ trÞ sè 2,5 U ph chØ cã 2%. Trong khi vÏ ®−êng cong ®· sö dông nhiÒu sè liÖu cl, khi mµ c¸c m¸y c¾t ®iÖn ch−a hoµn thiÖn, hå quang trong nã cã thÓ ch¸y l¹i nhiÒu lÇn vµ g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸p trÞ sè lín. Do ®ã cã thÓ cho r»ng 4 k= U lo¹i qu¸ ®iÖn ¸p nµy cã ®é lín kho¶ng 2 U ph . Uph 3 TrÞ sè nµy kh«ng g©y nguy hiÓm trùc tiÕp ®èi víi c¸ch ®iÖn nh−ng nÕu nã t¸c dông 2 U2 th−êng xuyªn th× còng kh«ng cã lîi. §Æc U1 1 biÖt ®èi víi c¸c hÖ thèng cã møc c¸ch ®iÖn H×nh 15-7 gi¶m tíi 2,5 U ph hoÆc thÊp h¬n th× nã sÏ trë X¸c suÊt0,2 0,4 qóa ®iÖn ¸p 1,0 0 xuÊt hiÖn 0,6 0,8 thµnh nguy hiÓm do ®ã trong thêi gian gÇn theo ®é lín cña nã khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i ®©y ®· cã c¸c biÖn ph¸p ®Ó lµm gi¶m trÞ sè qu¸ ®iÖn ¸p. Dïng lo¹i m¸y c¾t ®iÖn ®éng t¸c nhanh kiÓu míi cã thÓ lo¹i trõ hoµn toµn qu¸ ®iÖn ¸p khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i nh−ng qu¸ ®iÖn ¸p do c¾t m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i l¹i t¨ng cao, do ®ã khi chÕ t¹o m¸y c¾t ph¶i cã nh÷ng biÖn ph¸p dung hoµ c¸c yªu cÇu trªn, ®Ó cã ®ång thêi h¹n chÕ c¶ hai lo¹i qu¸ ®iÖn ¸p. S¬ ®å nguyªn lý cña lo¹i m¸y nµy nh− trªn h×nh 15-8. M¸y c¾t cã hai kho¶ng c¾t, mét trong chóng cã ghÐp ®iÖn trë song song. ViÖc c¾t ®−îc thùc hiÖn bëi tiÕp ®iÓm thø nhÊt sau ®ã tiÕp ®iÓm thø hai sÏ t¸ch ra. Trong lÇn c¾t thø nhÊt hå quang t¾t khi dßng ®iÖn qua trÞ sè Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 6
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn kh«ng nh−ng ®−êng d©y vÉn ®−îc nèi víi nguån qua ®iÖn trë R. V× vËy khi ®iÖn ¸p nguån biÕn ®æi th× ®iÖn tÝch trªn ®−êng d©y sÏ thay ®æi vµ mét phÇn sÏ ®−îc tr¶ vÒ nguån, thµnh phÇn t¸c dông lªn dßng ®iÖn qua trÞ sè R kh«ng kh«ng ph¶i lµ ®iÖn ¸p cã trÞ sè cùc ®¹i vµ khi hå quang t¾t ë lÇn c¾t thø hai th× ®iÖn ¸p trªn ®−êng d©y thÊp h¬n nhiÒu so víi trÞ sè 1 2 U ph . §iÒu ®ã sÏ lµm gi¶m x¸c suÊt ch¸y l¹i H×nh 15-7 cña hå quang vµ cã ch¸y l¹i th× qu¸ ®iÖn ¸p S¬ ®å nguyªn lý cña lo¹i còng bÐ ®i nhiÒu. HiÖu qu¶ gi¶m qu¸ ®iÖn ¸p m¸y c¾t kiÓu míi. tèt nhÊt lµ khi trÞ sè R b»ng dung kh¸ng cña ®−êng d©y tøc lµ khi dßng ®iÖn lÖch pha víi ®iÖn ¸p kho¶ng 45o. Thùc nghiÖm cho thÊy khi khi dïng lo¹i m¸y c¾t nµy cã thÓ gi¶m trÞ sè qu¸ ®iÖn ¸p tíi møc 2,5 U ph . vµ nh− vËy sÏ kh«ng cßn nguy hiÓm ngay c¶ víi c¸c hÖ thèng cã c¸ch ®iÖn gi¶m nhÑ. Tuy nhiªn nã vÉn ch−a ®−îc sö dông réng r·i v× kÕt cÊu phøc t¹p, ®¾t tiÒn. HiÖn nay ®· chó ý ®Õn t¸c dông cña chèng sÐt van trong viÖc giíi h¹n lo¹i qu¸ ®iÖn ¸p nµy. KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy, nÕu ®Æt chèng sÐt van trªn ®−êng d©y (cuèi ®−êng d©y) th× cã kh¶ n¨ng h¹n chÕ qu¸ ®iÖn ¸p ë phÝa cuèi vµ c¶ ë ®Çu ®−êng d©y. Nh− trong ch−¬ng XX ®· nhÊn m¹nh lµ khi dïng chèng sÐt van b¶o vÖ chèng qu¸ ®iÖn ¸p néi bé th× ph¶i kiÕm tra n¨ng lùc th«ng qua dßng ®iÖn ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th th−êng cña nã. VÒ ®é lín cña dßng ®iÖn, nÕu chèng sÐt van giíi h¹n qu¸ ®iÖn ¸p tíi møc 2 U ph . th× trong hÖ thèng 220kV dßng ®iÖn qua chèng sÐt van sÏ cã trÞ sè b»ng U qa 220.2 = = 0,45kA ( Z − tæng trë sãng cña ®−êng d©y), nh− vËy bÐ h¬n nhiÒu so Z 3.400 víi khi cã qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn. Thêi gian kÐo dµi cña dßng ®iÖn cã trÞ sè b»ng CR c, tøc lµ b»ng tÝch sè cña ®iÖn dung ®−êng d©y víi ®iÖn trë cña b¶n th©n chèng sÐt van. §iÖn dung mçi pha ®−êng d©y kho¶ng 1μF / 100km cßn ®iÖn trë Rcv lo¹i 220kV ë ®iÖn ¸p 2 U ph . kho¶ng 300Ω, do ®ã thêi gian tån t¹i cña dßng ®iÖn khi ®−êng d©y dµi 100μs, thêi gian nµy rÊt lín so víi cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn. V× vËy tuy biªn ®é dßng ®iÖn kh«ng lín nh−ng n¨ng l−îng ph¸t nãng trong ®iÖn trë lµm viÖc cña chèng sÐt van cã thÓ lín qu¸ møc cho phÐp vµ chèng sÐt cã thÓ bÞ h− háng. Nh− vËy dïng chèng sÐt van chØ cã thÓ h¹n chÕ qu¸ ®iÖn ¸p khi c¾t ®−êng d©y(kh«ng t¶i) cã chiÒu dµi kh«ng qu¸ 200km. NÕu ®−êng d©y dµi h¬n ph¶i dïng lo¹i chèng sÐt ®Æc biÖt cã n¨ng lùc th«ng qua dßng ®iÖn tèt h¬n. Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 7
Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Cßn mét kh¶ n¨ng kh¸c ®Ó giíi h¹n lo¹i qu¸ ®iÖn ¸p nµy lµ viÖc dïng m¸y biÕn ¸p ®o l−êng ghÐp vµo ®−êng d©y bÞ c¾t. Khi ®iÖn ¸p t¨ng cao do lâi thÐp cña m¸y biÕn ¸p bÞ b¶o hoµ, ®iÖn c¶m cña nã gi¶m thÊp sÏ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc t¶n ®iÖn tÝch d− trªn ®−êng d©y xuèng ®Êt khiÕn cho ®é lín cña qu¸ ®iÖn ¸p ®−îc gi¶m ®i nhiÒu. B©y giê xÐt lo¹i qu¸ ®iÖn ¸p khi c¾t bé tô ®iÖn (h×nh 15-9) ra khái nguån cã ®iÖn c¶m L0 . Còng t−¬ng tù nh− khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i, dßng ®iÖn ®iÖn dung qua trÞ sè kh«ng khi ®iÖn ¸p trªn tô ®iÖn cã trÞ sè cùc ®¹i... Do ®ã hå quang cã kh¶ n¨ng ch¸y l¹i, sÏ g©y dao ®éng víi biªn ®é 2 U ph . . Trong qu¸ tr×nh dao ®éng, ®iÖn ¸p trªn bé tô ®iÖn ®¹t møc 3 U ph . , khi ®ã dßng ®iÖn l¹i qua trÞ sè kh«ng vµ L0 hå quang cã thÓ bÞ dËp t¾t. NÕu hå quang ch¸y l¹i lÇn n÷a th× ®iÖn ¸p trªn tô ®iÖn cã thÓ ®¹t ®−îc ~ C H×nh 15-9 møc 5 U ph . .... S¬ ®å c¾t bé tô ®iÖn Sù kh¸c nhau gi÷a tr−êng hîp nµy víi khi c¾t ®−êng d©y kh«ng t¶i lµ ë chç dao ®éng riªng trong m¹ch chØ cã mét tÇn sè 1 ω0 = . L0 C Trong thùc tÕ, tô ®iÖn kh«ng ph¶i chØ dïng ®¬n chiÕc ®©y lµ do nhiÒu tô ®iÖn ®îc ghÐp nèi tiÕp song song theo yªu cÇu cña ®iÖn ¸p lµm viÖc vµ cña c«ng suÊt;; tõng chiÕc ®Òu ®−îc b¶o vÖ b»ng cÇu ch× nªn kh«ng thÓ xÈy ra ng¾n m¹ch toµn bé. §iÒu ®ã cho phÐp sö dông c¸c lo¹i m¸y c¾t cã kÕt cÊu gän nhÑ, ®éng t¸c nhanh ®Ó cã thÓ ®¹t ®−îc tèc ®é phôc håi c¸ch ®iÖn cao. Do ®ã ki dïng lo¹i m¸y c¾t chuyªn dïng nµy th× cã thÓ lo¹i trõ ®îc kh¶ n¨ng ch¸y l¹i cña hå quang vµ giíi h¹n ®é lín cña qu¸ ®iÖn ¸p kh«ng qu¸ møc 2 U ph . . Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. http://www.ebook.edu.vn 8