Đồ án Bảo vệ chống sét trạm biến áp 110/35kV và đường dây 110kV

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học thì điện năng là nguồn năng lượng hết sức quan trọng đối với mọi lĩnh vực. Nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá nên điện năng góp một phần đáng kể đối với sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Để đảm bảo cung cấp điện liên tục và chất lượng tốt thì bảo vệ và chống sét cho hệ thống điện có một vị trí rất quan trọng. Trong phạm vi đồ án thiết kế chúng ta phải làm các vấn đề sau: Chương mở đầu. Chương I : Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp 110/35 kV Chương II : Tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét cho trạm biến áp 110/35 kV. Chương III: Tính chỉ tiêu chống sét cho đường dây 110 kV. Chương IV: Tính bảo vệ chống sóng truyền từ đường dây vào trạm biến áp phía 110/35 kV. Từ việc hoc tập, nghiên cứu, tính toán đồ án này rút ra được một số kết luận sau: Quá trình học tập cùng với sự cố gắng nỗ lực của bản thân đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Đình Thắng bản đồ án này đã được hoàn thành. Nhưng do thời gian có hạn, cùng với sự thiếu sót về kinh nghiệm thực tế nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót cần bổ sung. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp đỡ hướng dẫn cho em hoàn thành bản đồ án này.

doc121 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 14/06/2013 | Lượt xem: 208 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Đồ án Bảo vệ chống sét trạm biến áp 110/35kV và đường dây 110kV, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
d©y : Ndd = N . JaB = 144 . 0,00196 = 0,282 ( lÇn / 100 km.n¨m ) SuÊt c¾t cña ®­êng d©y do sÐt ®¸nh vßng qua d©y thu sÐt vµo 100 km ®­êng d©y : ndd = Ndd . Jp® .h = 0,282. 0,81.0,67 = 0,153 ( lÇn / 100 km.n¨m ) 8) TÝnh suÊt c¾t cña ®­êng d©y 110 kV do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît ( tÝnh cho pha B,C) : - §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ta gi¶ thiÕt sÐt ®¸nh vµo chÝnh gi÷a kho¶ng v­ît. Khi ®ã dßng ®iÖn sÐt ®­îc chia ®Òu cho 2 phÝa : - Gi¶ thiÕt dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng xiªn gãc : IS = a . t khi t < t®s IS = t®s. a khi t ³ t®s - Ta tÝnh øng víi c¸c gi¸ trÞ thay ®æi cña tham sè : + §é dèc thay ®æi tõ 10 ®Õn 100 (kA / ms) + Thêi gian thay ®æi tõ 1 ®Õn 10 (ms) §iÖn ¸p t¸c dông lªn chuçi sø c¸ch ®iÖn khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît cña ®­êng d©y lµ : Uc® ( a,t ) = Trong ®ã : Uc® ( a,t ) : ®iÖn ¸p ®Æt trªn c¸ch ®iÖn chuçi sø ULV : ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®­êng d©y RC : ®iÖn trë nèi ®Êt IS : dßng ®iÖn sÐt K : hÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y dÉn vµ d©y thu sÐt - Dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng : IS (t) = at do ®ã : VËy : Uc® ( a,t ) = Uc® ( a,t ) = Víi th«ng sè ®· cã : Kvqcs ( B ) = Kvqcs( C ) = 0,195; RC = 10 W + Víi LCSC = L0 . hCS L0 : ®iÖn c¶m d¬n vÞ cña th©n cét L0 = 0,6 mH / m hCS : chiÒu cao vÞ trÝ treo d©y thu sÐt hCS = 20 m VËy Lcsc = 0,6 . 20 = 12 (mH ) - X¸c ®Þnh ULV : ULV ®­îc tÝnh lµ ®iÖn ¸p trung b×nh ULV = ® Uc® ( a,t ) = ( 10.t + 12 ) . (1 – 0,195) + 57,21 = 0,81. a ( 5.t + 6 ) + 57,21 (kV) TÝnh Uc® ( a,t ) víi : + §é dèc thay ®æi tõ 10 ®Õn 100 (kA / ms) + Thêi gian thay ®æi tõ 1 ®Õn 10 (ms) Ta cã kÕt qu¶ Uc® ( a,t ) ë b¶ng sau v× hµm lµ hµm bËc nhÊt nªn ta chØ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®Çu vµ cuèi lµ vÏ ®­îc ®å thÞ : t(ms) a (kA/ms) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 145,8 186,0 226,3 266,5 306,8 347,0 387,3 427,5 467,8 508,0 20 234,3 314,8 395,3 475,8 556,3 636,8 717,3 797,8 878,3 958,8 30 322,9 443,6 564,4 685,1 805,9 926,6 1047,4 1168,1 1288,9 1409,6 40 411,4 572,4 733,4 894,4 1055,4 1216,4 1377,4 1538,4 1699,4 1860,4 50 500,0 701,2 902,5 1103,7 1305,0 1506,2 1707,5 1908,7 2110,0 2311,2 60 588,5 830,0 1071,5 1313,0 1554,5 1796,0 2037,5 2279,0 2520,5 2762,0 70 677,1 958,8 1240,6 1522,3 1804,1 2085,8 2367,6 2649,3 2931,1 3212,8 80 765,6 1087,6 1409,6 1731,6 2053,6 2375,6 2697,6 3019,6 3341,6 3663,6 90 854,2 1216,4 1578,7 1940,9 2303,2 2665,4 3027,7 3389,9 3752,2 4114,4 100 942,7 1345,2 1747,7 2150,2 2552,7 2955,2 3357,7 3760,2 4162,7 4565,2 §å thÞ: -Tõ c¸c gi¸ trÞ cña Uc® (t) ta sÏ vÏ ®­îc c¸c ®­êng th¼ng Uc® =f (t) víi c¸c gi¸ trÞ t­¬ng øng a= 10 100 KA/s trªn ®å thÞ v«n- gi©y nh­ h×nh vÏ. -Trªn ®å thÞ ta vÏ ®­êng ®Æc tÝnh V«n – Gi©y cña chuçi c¸ch ®iÖn lµ ®Æc tÝnh V«n – Gi©y cña chuçi c¸ch ®iÖn gåm 7 b¸t sø lo¹i - 4,5. Tra tµi liÖu h­íng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiÖp kü thuËt ®iÖn cao ¸p cã sè liÖu cho ë b¶ng sau: t (s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Up® (kV) 1020 960 900 855 830 810 805 800 797 795 - Khi ®iÖn ¸p ®Æt trªn chuçi sø lín h¬n ®iÖn ¸p phãng ®iÖn cña chuçi sø th× sÏ cã phãng ®iÖn - Trªn ®å thÞ ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c cÆp gi¸ trÞ (ai ; ti ) lµ giao ®iÓm cña c¸c ®­êng Uc® (ai ; ti ) víi ®­êng ®Æc tÝnh v«n - gi©y cña chuçi sø. Sau ®ã ta t×m ®­îc cÆp th«ng sè nguy hiÓm víi : Ii = ai . ti Ta lËp b¶ng kÕt qu¶ sau : a(kA/ms) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ti(ms) 16 7,5 4,9 3,7 2,9 2,4 1,9 1,6 1,4 1,2 I = ai .ti (kA) 160 150 147 148 145 144 133 128 126 120 Víi c¸c gi¸ trÞ Ii , ai tÝnh ®­îc ë b¶ng trªn ta x©y dùng ®­êng cong nguy hiÓm nh­ sau: X¸c ®Þnh x¸c suÊt phãng ®iÖn : - X¸c suÊt phãng ®iÖn chÝnh lµ x¸c suÊt ®Ó cÆp th«ng sè ( I , a ) cña dßng ®iÖn sÐt n»m trong miÒn nguy hiÓm : I > Ii vµ a > ai do ®ã ta cã dVp® = P { I ³ Ii } P { I ³ Ii } = P { a ³ ai }= Trong ®ã : + VI : x¸c suÊt ®Ó dßng ®iÖn sÐt I lín h¬n mét gi¸ trÞ Ii nµo ®ã. + Va : x¸c suÊt ®Ó cho ®é dèc dßng ®iÖn sÐt a lín h¬n mét gi¸ trÞ ai nµo ®ã Tõ ®ã ta cã : dVp® = VI . dVa hay Vp® = B»ng c«ng thøc sai ph©n ta x¸c ®Þnh ®­îc : Vp® = hay Vp® = víi VIi = ; DVai = ai (kA/ms) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ¥ ti (ms) 16 7,5 4,9 3,7 2,9 2,4 1,9 1,6 1,4 1,2 0 I=ai.ti(kA) ¥ 160,0 150,0 147,0 148,0 145,0 144,0 133,0 128,0 126,0 120,0 0 VIi 0 0,0022 0,0032 0,0036 0,0034 0,0039 0,0040 0,0061 0,0074 0,0080 0,0101 1 Vai 1 0,3995 0,1596 0,0638 0,0255 0,0102 0,0041 0,0016 0,0006 0,0003 0,0001 0 DVai 0,6 0,2399 0,0959 0,0383 0,0153 0,0061 0,0024 0,0010 0,0004 0,0002 0,0001 0 VIi. DVai (10-4) 0 5,2204 3,0596 1,3714 0,5273 0,2364 0,0981 0,0598 0,0289 0,0125 0,0104 0 Vp®(10-3) 1,062 KÕt qu¶ tÝnh to¸n d­íi b¶ng sau: TÝnh suÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît ®­êng d©y 110 KV : - ¸p dông c«ng thøc : nKV = NKV . Vp® . h ( lÇn / 100 km.n¨m ) Víi RC = 10 W NKV = N / 2 = 144 / 2 = 72 Vp® = 1,062.10-3 h = 0,67 Thay vµo ta ®­îc : nKV = 72 . 1,062.10-3. 0,67 = 0,0512 ( lÇn / 100km.n¨m ) 9) TÝnh suÊt c¾t cña ®­êng d©y 110 KV do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét: - Khi sÐt vµo ®Ønh cét phÇn lín dßng ®iÖn sÐt ®i vµo ®Êt qua bé phËn nèi ®Êt cña cét, phÇn cßn l¹i theo d©y thu sÐt ®i vµo c¸c bé phËn nèi ®Êt cña c¸c cét l©n cËn. S¬ ®å sÐt ®¸nh ®Ønh cét Lý thuyÕt tÝnh to¸n : - §iÖn ¸p trªn c¸ch ®iÖn ®­êng d©y khi cã sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Uc®(a,t)= Uc(a,t)+ Uc­.tõdd (a,t)+ Uc­.®iÖndd (a,t) – Kcsvq . Ucs(a,t) + Ulv - Trong c«ng thøc trªn ®iÖn ¸p xuÊt hiÖn trªn c¸ch ®iÖn ®­êng d©y gåm : + §iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña bé phËn nèi ®Êt cña cét do dßng ®iÖn sÐt ®i trong cét g©y ra. Uc(t)=ic (a,t) . Rc + Lddc () + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p lµm viÖc: Ulv= + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p c¶m øng do c¶m øng tÜnh ®iÖn gi÷a d©y dÉn vµ ®iÖn tÝch cña dßng ®iÖn sÐt: Uc­.®iÖndd = + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p c¶m øng tõ xuÊt hiÖn do hç c¶m cña d©y dÉn vµ kªnh sÐt g©y ra: Uc­.tõdd (t) = Mdd(t).= Mdd(t).a + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn sÐt ®i trªn d©y chèng sÐt g©y ra. Ucs(a,t) = ic(a,t) . Rc + Lccs + Mcs(t) Trong ®ã : + Rc : ®iÖn trë nèi ®Êt cña cét + ic (a,t) : dßng ®iÖn ®i trong cét + Lddc : ®iÖn c¶m cña th©n cét tÝnh tõ mÆt ®Êt ®Õn ®é treo cña ®­êng d©y pha Lddc = L0 . hdd L0 lµ ®iÖn c¶m ®¬n vÞ cña th©n cét + : tèc ®é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn ®i qua th©n cét + Thµnh phÇn tõ cña ®iÖn ¸p c¶m øng xuÊt hiÖn trªn ®­êng d©y do hç c¶m ®­êng d©y vµ kªnh sÐt g©y ra. + Mdd (t): Lµ hç c¶m gi÷a khe phãng ®iÖn sÐt víi m¹ch d©y dÉn trÞ sè hç c¶m lµ hµm sè cña thêi gian v× nã phô thuéc vµo chiÒu dµi ph¸t triÓn cña kªnh sÐt mµ chiÒu dµi khe sÐt t¨ng cïng víi sù ph¸t triÓn cña phãng ®iÖn ng­îc ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: Mdd (t) =0,2. hdd Trong ®ã: + hdd : Lµ ®é treo cao cña d©y dÉn. + H = hdd + hc + H = hc – hdd - hc : Lµ ®é cao cña cét - b: Lµ tèc ®é phãng ®iÖn ng­îc cña dßng ®iÖn sÐt lÊy b = 0,3 - V : Lµ vËn tèc ph¸t triÓn phãng ®iÖn ng­îc cña khe sÐt V =b.C = 300.0,3 = 90 m/ms - C : Lµ vËn tèc ¸nh s¸ng : C = 300 m/s S¬ ®å biÓu diÔn nh­ h×nh vÏ: - Thµnh phÇn cña ®iÖn ¸p c¶m øng Uc­ (a,t ) g©y ra bëi c¶m øngtÜnh ®iÖn gi÷a d©y dÉn vµ ®iÖn tÝch cña dßng ®iÖn sÐt ®­îc x¸c ®Þnh theo: + : tèc ®é cña dßng ®iÖn ®i trong cét + : ®é dèc cña dßng ®iÖn sÐt + Mdd(t) : hç c¶m gi÷a khe phãng ®iÖn sÐt vµ m¹ch vßng Mdd(t) = 0,2 hcs X¸c ®Þnh ic (a,t) vµ * Khi ch­a cã sãng ph¶n x¹ tõ cét bªn c¹nh trë vÒ t­¬ng øng víi thêi gian t £ Trong ®ã : + LKV : chiÒu dµi kho¶ng v­ît LKV = 195 m + C : vËn tèc truyÒn sãng C = 300 m / ms Trong tr­êng hîp nµy øng víi : t £ - S¬ ®å t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch dÉn dßng ®iÖn sÐt khi kh«ng cã sãng ph¶n x¹ - Trong s¬ ®å trªn d©y chèng sÐt ®­îc biÓu thÞ bëi tæng trë sãng cña ®­êng d©y chèng sÐt cã xÐt tíi ¶nh h­ëng cña vÇng quang. - Gi¶i s¬ ®å trªn ta ®­îc : ic(a,t) = Víi + a1 = * XÐt tr­êng hîp sau khi cã ph¶n x¹ tõ cét bªn c¹nh trë vÒ víi thêi gian: t > 1,3 ms S¬ ®å thay thÕ khi cã sãng ph¶n x¹ - Trong s¬ ®å nµy chØ xÐt tíi 2 kho¶ng v­ît l©n cËn cét bÞo sÐt ®¸nh nªn ®­êng d©y thu sÐt trong kho¶ng v­ît ®­îc biÓu thÞ bëi ®iÖn c¶m tËp chung lµ Lcs = Trong ®ã : + Z0CS : tæng trë sãng cña ®­êng d©y thu sÐt khi kh«ng xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang: - Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn ta viÕt ph­¬ng tr×nh m¹ch vßng vµ nót. Gi¶i ph­¬ng tr×nh trªn ta ®­îc : Trong ®ã : + a2 = Rót gän l¹i ta ®­îc ic(a,t) = b. Tr×nh tù tÝnh to¸n : - SuÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét ®­îc tÝnh theo : n®c = N®c . Vp® . h ( lÇn / 100 km.n¨m ) Trong ®ã : + N®c : sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc ®Ønh cét l©n cËn trong mét n¨m trªn ®o¹n ®­êng d©y 100 km, víi N=144 lÇn / 100 km.n¨m . N®c » N / 2 = 144 / 2 = 72 ( lÇn / 100 km.n¨m ) + Vp® : x¸c suÊt phãng ®iÖn do qu¸ ®iÖn ¸p ®­êng d©y khi cã sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét. X¸c ®Þnh x¸c suÊt phãng ®iÖn : - X¸c ®Þnh pha ®Ó tÝnh to¸n : §èi víi nh÷ng pha kh¸c nhau khi cã sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc ®Ønh cét l©n cËn th× ®iÖn ¸p gi¸ng lªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y c¸c pha lµ kh¸c nhau. Víi cïng tèc ®é vµ thêi gian t¸c ®éng th× chuçi c¸ch ®iÖn cña pha nµo chÞu ®iÖn ¸p lín h¬n th× pha ®ã cã x¸c suÊt phãng ®iÖn lín h¬n Chän mét gi¸ trÞ cô thÓ cña dßng ®iÖn sÐt ®Ó tÝnh to¸n trÞ sè ®iÖn ¸p gi¸ng lªn mçi d©y pha. + Dßng ®iÖn sÐt d¹ng xiªn gãc cã a = 10 kA / ms + Thêi gian t¸c ®éng t = 3 ms b1. TÝnh ®iÖn ¸p t¸c ®éng lªn c¸ch ®iÖn pha A : TÝnh theo ®iÖn ¸p c¶m øng phÇn ®iÖn ( Uc­® ) cã : + hcs = 20 m = hc + hdd = hA = 16 m + H = hA + hc = 20+ 16 = 36 m + Dh = hc – hA = 20 – 16 = 4 m + Kcsvq (A) = 0,286 + b = 0,3 + c = 300 m / ms ® V = b . c = 0,3 . 300 = 90 m / ms Thay c¸c sè liÖu vµo c«ng thøc ta ®­îc : Uc­.®iÖndd = = = 182,740 (kV) TÝnh ic(a,t) vµ Chän t = 3 ms > 1,3 ms - ¸p dông trong tr­êng hîp sau khi cã sãng ph¶n x¹ tõ cét l©n cËn trë vÒ (kh«ng xÐt tíi ¶nh h­ëng cña vÇng quang). + Dßng ®iÖn ®i trong th©n cét: ic(a,t) ic(a,t) = Víi Lcs = + Zcs = 405,56 (W) + LKV = 195 m + C = 300 m / ms ®Lcs = ( mH ) + Mcs(t) : hç c¶m gi÷a kªnh sÐt vµ m¹ch vßng ( ®­êng d©y thu sÐt - ®Êt ) Mcs(t) = 0,2 . hcs = 0,2 . 20 11,14 Víi Rc = 10 W Lccs = l0 . hcs = 0,6 . 20 = 12 ( mH ) ® a2 = 0,069 ® ic(a,t) = = 22,562 - §é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn ®i trong cét lµ : = 6,769 X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p c¶m øng phÇn tõ : Uc­.tõdd (a,t) Uc­.tõdd (a,t) = =Mdd(t).a Trong ®ã : - Lcdd = lo . hdd = 0,6 . 16 = 9,6 ( mH ) - Lcdd : ®iÖn c¶m cña th©n cét kÓ tõ mÆt ®Êt ®Õn ®é treo cao cña d©y pha - Mdd(t) : hç c¶m gi÷a m¹ch khe sÐt vµ m¹ch d©y dÉn Mdd (t) = 0,2 . hdd = 0,2 . 16. 8,33 ( mH ) ® Uc­.tõdd (a,t)= 8,33.10 = 83,3 ( kV ) X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn ®i trong d©y thu sÐt g©y ra : Uc(a,t) = ic. Rc + Lcdd = 22,562.10 + 9,6. 6,769 = 290,60 (kV) X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn ®i trong d©y thu sÐt g©y ra : Ucs(a,t) = ic. Rc + Lccs + Mcs(t) = ic. Rc + Lccs + Mcs(t) .a = 22,562.10 + 12 . 6,769 + 11,14.10 = 418,259 ( kV ) X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn cña pha A: Uc®(a,t) = Uc(a,t)+ Uc­.tõdd (a,t)+ Uc­.®iÖndd (a,t) – Kcsvq(A) . Ucs(a,t) + Ulv = 290,60 + 83,3 +182,740– 0,286 . 418,259+57,21 = 494,225 ( kV ) b2. TÝnh ®iÖn ¸p t¸c ®éng lªn c¸ch ®iÖn pha B,C : TÝnh theo ®iÖn ¸p c¶m øng phÇn ®iÖn ( Uc­.®iÖndd ) cã : + hcs = 20 m = hc + hdd = hB,C = 13 m + H = hB,C + hc = 13 + 20 = 33 m + Dh = hc – hB,C = 20 – 13 = 7 m + Kcsvq (B,C) = 0,195 + b = 0,3 + c = 300 m / ms ® V = b . c = 0,3 . 300 = 90 m / ms Thay c¸c sè liÖu vµo c«ng thøc ta ®­îc : Uc­.®iÖndd = = = 154,612 (kV) TÝnh ic(a,t) vµ Chän t = 3 ms > 1,3 ms - ¸p dông trong tr­êng hîp sau khi cã sãng ph¶n x¹ tõ cét l©n cËn trë vÒ (kh«ng xÐt tíi ¶nh h­ëng cña vÇng quang). + Dßng ®iÖn ®i trong th©n cét : ic(a,t) ic(a,t) = Víi Lcs = + Zcs = 405,56 (W) + LKV = 195 m + C = 300 m / ms ®Lcs = ( mH ) + Mcs(t) : hç c¶m gi÷a kªnh sÐt vµ m¹ch vßng ( ®­êng d©y thu sÐt - ®Êt ) Mcs(t) = 0,2 . hcs = 0,2 . 20 11,14 Víi Rc = 10 W Lccs = l0 . hcs = 0,6 . 20 = 12 ( mH ) ® a2 = 0,069 ® ic(a,t) = = 22,562 - §é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn ®i trong cét lµ : = 6,769 X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p c¶m øng phÇn tõ : Uc­.tõdd (a,t) Uc­.tõdd (a,t) = =Mdd(t).a Trong ®ã : - Lcdd = lo . hdd = 0,6 . 13 = 7,8 ( mH ) - Lcdd : ®iÖn c¶m cña th©n cét kÓ tõ mÆt ®Êt ®Õn ®é treo cao cña d©y pha - Mdd(t) : hç c¶m gi÷a m¹ch khe sÐt vµ m¹ch d©y dÉn Mdd (t) = 0,2 . hdd = 0,2 . 13. 6,597 ( mH ) ® Uc­.tõdd (a,t)= 6,597.10 = 65,97 ( kV ) X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn ®i trong d©y thu sÐt g©y ra : Uc(a,t) = ic. Rc + Lcdd = 22,562.10 + 7,8. 6,769 = 278,416 (kV) X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn ®i trong d©y thu sÐt g©y ra : Ucs(a,t) = ic. Rc + Lccs + Mcs(t) = ic. Rc + Lccs + Mcs(t) .a = 22,562.10 + 12 . 6,769 + 11,14.10 = 418,259 ( kV ) X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn cña pha B hoÆc pha C: Uc®(a,t)= Uc(a,t)+ Uc­.tõdd (a,t)+ Uc­.®iÖndd (a,t) – Kcsvq(B) . Ucs(a,t) + Ulv = 278,416 + 65,97 +154,612– 0,195 . 418,259 +57,21 = 474,649 ( kV ) KÕt luËn: VËy pha A cã Uc®(a,t) lín h¬n 2 pha B,C nªn ta tiÕp tôc tÝnh to¸n ®iÖn ¸p ®Æt lªn c¸ch ®iÖn chuçi sø trong tr­êng hîp tæng qu¸t lµ víi pha A. c. TÝnh ®iÖn ¸p trªn chuçi c¸ch ®iÖn : Uc®(a,t ) - Trong phÇn tr­íc ta ®· tÝnh ®­îc ®iÖn ¸p t¸c dông lªn chuçi c¸ch ®iÖn cña c¸c pha khi bÞ sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc ®Ønh cét l©n cËn víi mét gi¸ trÞ cuh thÓ cña cÆp th«ng sè ( a,t ) = (10;3) vµ ®· x¸c ®Þnh ®­îc ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn cña pha nguy hiÓm nhÊt lµ pha A. - Trong phÇn nµy ta tÝnh Uc®(a,t) cña pha B theo gi¸ trÞ cña cÆp th«ng sè ( ai , ti ) thay ®æi vµ tÝnh víi Rc = 10 W; Kcsvq(A)=0,286. + §iÖn ¸p t¸c dông lªn chuçi c¸ch ®iÖn ®­îc tÝnh b»ng : Uc®(a,t) = Uc(a,t)+ Uc­.®iÖndd(a,t) + Uc­.tõdd(a,t) – Kcsvq(A) . Ucs(a,t) + Ulv Trong ®ã: + hcs = 20 m = hc + hdd = hA = 16 m + H = hA + hc = 20+ 16 = 36 m + Dh = hc – hA = 20 – 16 = 4 m + Kcsvq (A) = 0,286 + b = 0,3 + c = 300 m / ms ® V = b . c = 0,3 . 300 = 90 m / ms Tr­êng hîp 1 : - Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ tõ cét l©n cËn trë vÒ øng víi kho¶ng thêi gian t < Trong tr­êng hîp nµy ic(a,t) vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ic(a,t) = Víi: Zcsvq : tæng trë sãng cña ®­êng d©y chèng sÐt cã xÐt tíi ¶nh h­ëng cña vÇng quang (tÝnh to¸n ë phÇn ®Çu ch­¬ng 3). + Zcsvq = 405,56 (W); Lccs =12 (mH ); Rc=10 (W); + a1 = 17,73 VËy: + ic(a,t) = + VÝ dô: a = 10 (kA/ms); t = 1 ms ta cã : ic(a,t) = 8,632 (kA); kA/ms Tr­êng hîp 2 : - Sau khi cã sãng ph¶n x¹ tõ cét l©n cËn trë vÒ øng víi thêi gian t ³ 1,3 ms ta kh«ng kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang. Trong tr­êng hîp nµy ic(a,t) vµ ®­îc tÝnh theo : + Zcs = 405,56 (W) Þ Lcs = ( mH ) + Lcdd = lo . hdd = 0,6 . 16 = 9,6 ( mH ) + a2 = 0,069 + ic(a,t) = = + = + Mcs(t) = 0,2 . hcs = 0,2 . 20 + Mdd (t) = 0,2 . hdd = 0,2 . 16. + §iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña bé phËn nèi ®Êt cña cét do dßng ®iÖn sÐt ®i trong cét g©y ra. Uc(t)=ic (a,t) . Rc + Lddc () + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p lµm viÖc: Ulv = 57,21 (kV) + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p c¶m øng do c¶m øng tÜnh ®iÖn gi÷a d©y dÉn vµ ®iÖn tÝch cña dßng ®iÖn sÐt: Uc­.®iÖndd = = + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p c¶m øng tõ xuÊt hiÖn do hç c¶m cña d©y dÉn vµ kªnh sÐt g©y ra: Uc­.tõdd (t) = Mdd(t).= Mdd(t).a + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn sÐt ®i trªn d©y chèng sÐt g©y ra. Ucs(a,t) = ic(a,t) . Rc + Lccs + Mcs(t) Tõ c«ng thøc tÝnh to¸n ta cã c¸c b¶ng gi¸ trÞ sau: B¶ng 3.1. B¶ng tÝnh to¸n Mdd(t) vµ Mcs(t). B¶ng 3.2. B¶ng gi¸ trÞ Uc­.®iÖndd (a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét. B¶ng 3.3. B¶ng gi¸ trÞ Uc­.tõdd (a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét. B¶ng 3.4. B¶ng gi¸ trÞ ic(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng. B¶ng 3.5. B¶ng gi¸ trÞ dic/dt khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng. B¶ng 3.6. B¶ng gi¸ trÞ Uc(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng. B¶ng 3.7. B¶ng gi¸ trÞ Ucs(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng. B¶ng 3.8. B¶ng gi¸ trÞ Uc®(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng. Th«ng sè cña c¸c b¶ng nh­ sau: B¶ng 3.1. B¶ng tÝnh to¸n Mdd(t) vµ Mcs(t) øng víi Rc= 10 Ω. t(ms) Tr­íc PX Sau PX 0,5 1 1,33 1,33 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mdd(t) 4,08 5,49 6,17 7,22 8,33 9,15 9,81 10,35 10,82 11,22 11,58 11,91 4,08 Mcs(t) 5,97 7,67 8,50 9,77 11,14 12,16 12,97 13,65 14,22 14,73 15,18 15,58 5,97 s a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 79,230 115,989 131,163 131,163 157,217 182,740 201,285 215,863 227,877 238,094 246,984 254,851 261,908 20 158,460 231,979 262,327 262,327 314,435 365,479 402,571 431,727 455,753 476,188 493,968 509,703 523,816 30 237,689 347,968 393,490 393,490 471,652 548,219 603,856 647,590 683,630 714,283 740,951 764,554 785,724 40 316,919 463,957 524,654 524,654 628,870 730,959 805,142 863,454 911,507 952,377 987,935 1019,406 1047,632 50 396,149 579,946 655,817 655,817 786,087 913,698 1006,427 1079,317 1139,383 1190,471 1234,919 1274,257 1309,540 60 475,379 695,936 786,981 786,981 943,305 1096,438 1207,712 1295,181 1367,260 1428,565 1481,903 1529,108 1571,448 70 554,609 811,925 918,144 918,144 1100,522 1279,178 1408,998 1511,044 1595,137 1666,659 1728,887 1783,960 1833,356 80 633,839 927,914 1049,308 1049,308 1257,739 1461,917 1610,283 1726,908 1823,013 1904,754 1975,871 2038,811 2095,264 90 713,068 1043,904 1180,471 1180,471 1414,957 1644,657 1811,569 1942,771 2050,890 2142,848 2222,854 2293,663 2357,172 100 792,298 1159,893 1311,635 1311,635 1572,174 1827,397 2012,854 2158,635 2278,767 2380,942 2469,838 2548,514 2619,080 B¶ng 3.2. B¶ng gi¸ trÞ Uc­.®iÖndd (a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. B¶ng 3.3. B¶ng gi¸ trÞ Uc­.tõdd (a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 40,765 54,904 61,738 61,738 72,152 83,298 91,548 98,102 103,538 108,184 112,240 115,839 119,075 20 81,530 109,808 123,476 123,476 144,303 166,595 183,096 196,203 207,077 216,368 224,480 231,679 238,149 30 122,296 164,712 185,215 185,215 216,455 249,893 274,644 294,305 310,615 324,552 336,720 347,518 357,224 40 163,061 219,615 246,953 246,953 288,607 333,190 366,192 392,406 414,153 432,736 448,961 463,358 476,298 50 203,826 274,519 308,691 308,691 360,759 416,488 457,740 490,508 517,691 540,921 561,201 579,197 595,373 60 244,591 329,423 370,429 370,429 432,910 499,785 549,289 588,609 621,230 649,105 673,441 695,037 714,447 70 285,356 384,327 432,168 432,168 505,062 583,083 640,837 686,711 724,768 757,289 785,681 810,876 833,522 80 326,122 439,231 493,906 493,906 577,214 666,380 732,385 784,812 828,306 865,473 897,921 926,716 952,596 90 366,887 494,135 555,644 555,644 649,366 749,678 823,933 882,914 931,845 973,657 1010,161 1042,555 1071,671 100 407,652 549,039 617,382 617,382 721,517 832,976 915,481 981,015 1035,383 1081,841 1122,402 1158,395 1190,745 B¶ng 3.4. B¶ng gi¸ trÞ ic(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 3,947 8,632 11,452 10,579 15,731 22,562 28,857 34,673 40,055 45,042 49,664 53,952 57,930 20 7,894 17,265 22,905 21,159 31,461 45,123 57,713 69,346 80,111 90,083 99,329 107,904 115,860 30 11,841 25,897 34,357 31,738 47,192 67,685 86,570 104,019 120,166 135,125 148,993 161,855 173,790 40 15,789 34,529 45,809 42,317 62,922 90,247 115,426 138,691 160,222 180,167 198,657 215,807 231,720 50 19,736 43,161 57,261 52,896 78,653 112,809 144,283 173,364 200,277 225,209 248,321 269,759 289,650 60 23,683 51,794 68,714 63,476 94,383 135,370 173,140 208,037 240,332 270,250 297,986 323,711 347,580 70 27,630 60,426 80,166 74,055 110,114 157,932 201,996 242,710 280,388 315,292 347,650 377,663 405,510 80 31,577 69,058 91,618 84,634 125,844 180,494 230,853 277,383 320,443 360,334 397,314 431,614 463,440 90 35,524 77,691 103,070 95,213 141,575 203,056 259,710 312,056 360,499 405,376 446,979 485,566 521,370 100 39,471 86,323 114,523 105,793 157,305 225,617 288,566 346,729 400,554 450,417 496,643 539,518 579,300 B¶ng 3.5. B¶ng gi¸ trÞ dic/dt khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 9,530 9,530 9,530 7,778 7,335 6,769 6,264 5,807 5,389 5,005 4,651 4,325 4,022 20 19,060 19,060 19,060 15,557 14,670 13,538 12,529 11,614 10,778 10,010 9,303 8,649 8,045 30 28,590 28,590 28,590 23,335 22,005 20,307 18,793 17,421 16,167 15,016 13,954 12,974 12,067 40 38,120 38,120 38,120 31,113 29,340 27,076 25,057 23,228 21,556 20,021 18,606 17,299 16,090 50 47,650 47,650 47,650 38,892 36,675 33,845 31,322 29,035 26,945 25,026 23,257 21,624 20,112 60 57,180 57,180 57,180 46,670 44,010 40,614 37,586 34,842 32,334 30,031 27,909 25,948 24,135 70 66,710 66,710 66,710 54,449 51,345 47,383 43,850 40,649 37,723 35,036 32,560 30,273 28,157 80 76,240 76,240 76,240 62,227 58,680 54,152 50,115 46,456 43,113 40,042 37,212 34,598 32,180 90 85,770 85,770 85,770 70,005 66,015 60,921 56,379 52,263 48,502 45,047 41,863 38,923 36,202 100 95,300 95,300 95,300 77,784 73,350 67,690 62,643 58,070 53,891 50,052 46,515 43,247 40,225 B¶ng 3.6. B¶ng gi¸ trÞ Uc(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 132,103 178,955 207,154 180,465 227,722 290,600 348,704 402,476 452,289 498,467 541,297 581,035 617,916 20 264,207 357,909 414,309 360,930 455,443 581,200 697,408 804,952 904,578 996,934 1082,594 1162,071 1235,832 30 396,310 536,864 621,463 541,395 683,165 871,800 1046,111 1207,428 1356,867 1495,401 1623,890 1743,106 1853,748 40 528,413 715,819 828,618 721,860 910,887 1162,400 1394,815 1609,903 1809,156 1993,869 2165,187 2324,142 2471,664 50 660,517 894,774 1035,772 902,325 1138,608 1453,001 1743,519 2012,379 2261,445 2492,336 2706,484 2905,177 3089,580 60 792,620 1073,728 1242,927 1082,790 1366,330 1743,601 2092,223 2414,855 2713,735 2990,803 3247,781 3486,212 3707,496 70 924,723 1252,683 1450,081 1263,255 1594,052 2034,201 2440,926 2817,331 3166,024 3489,270 3789,078 4067,248 4325,412 80 1056,826 1431,638 1657,236 1443,720 1821,774 2324,801 2789,630 3219,807 3618,313 3987,737 4330,374 4648,283 4943,328 90 1188,930 1610,593 1864,390 1624,185 2049,495 2615,401 3138,334 3622,283 4070,602 4486,204 4871,671 5229,319 5561,244 100 1321,033 1789,547 2071,545 1804,651 2277,217 2906,001 3487,038 4024,759 4522,891 4984,672 5412,968 5810,354 6179,160 B¶ng 3.7. B¶ng gi¸ trÞ Ucs(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 207,770 271,617 308,122 284,090 343,021 418,259 485,347 546,139 601,694 652,721 699,743 743,174 783,355 20 415,540 543,234 616,244 568,181 686,042 836,518 970,694 1092,278 1203,388 1305,442 1399,487 1486,349 1566,711 30 623,310 814,850 924,366 852,271 1029,063 1254,777 1456,041 1638,417 1805,083 1958,163 2099,230 2229,523 2350,066 40 831,080 1086,467 1232,489 1136,361 1372,085 1673,036 1941,388 2184,557 2406,777 2610,884 2798,973 2972,698 3133,421 50 1038,850 1358,084 1540,611 1420,452 1715,106 2091,295 2426,735 2730,696 3008,471 3263,605 3498,716 3715,872 3916,777 60 1246,620 1629,701 1848,733 1704,542 2058,127 2509,554 2912,082 3276,835 3610,165 3916,326 4198,460 4459,047 4700,132 70 1454,390 1901,318 2156,855 1988,632 2401,148 2927,813 3397,429 3822,974 4211,860 4569,047 4898,203 5202,221 5483,487 80 1662,160 2172,935 2464,977 2272,723 2744,169 3346,072 3882,776 4369,113 4813,554 5221,768 5597,946 5945,396 6266,843 90 1869,931 2444,551 2773,099 2556,813 3087,190 3764,330 4368,123 4915,252 5415,248 5874,489 6297,689 6688,570 7050,198 100 2077,701 2716,168 3081,221 2840,903 3430,211 4182,589 4853,470 5461,391 6016,942 6527,210 6997,433 7431,745 7833,553 B¶ng 3.8. B¶ng gi¸ trÞ Uc®(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét øng víi Rc= 10 Ω. a&t Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ Sau khi cã sãng ph¶n x¹ 0,5 1 1,333 1,333 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 250,530 330,217 370,098 349,327 416,197 494,225 559,938 617,455 668,830 715,277 757,604 796,388 832,069 20 443,850 603,225 682,987 641,444 775,184 931,241 1062,666 1177,700 1280,449 1373,345 1457,998 1535,567 1606,928 30 637,171 876,232 995,875 933,561 1134,170 1368,256 1565,394 1737,945 1892,069 2031,412 2158,393 2274,745 2381,787 40 830,491 1149,240 1308,764 1225,678 1493,157 1805,271 2068,122 2298,190 2503,688 2689,479 2858,787 3013,924 3156,646 50 1023,811 1422,247 1621,652 1517,795 1852,144 2242,286 2570,850 2858,435 3115,308 3347,546 3559,181 3753,102 3931,504 60 1217,131 1695,255 1934,541 1809,911 2211,131 2679,302 3073,578 3418,680 3726,927 4005,614 4259,575 4492,280 4706,363 70 1410,451 1968,262 2247,429 2102,028 2570,118 3116,317 3576,306 3978,926 4338,547 4663,681 4959,969 5231,459 5481,222 80 1603,772 2241,270 2560,317 2394,145 2929,105 3553,332 4079,034 4539,171 4950,166 5321,748 5660,364 5970,637 6256,081 90 1797,092 2514,277 2873,206 2686,262 3288,091 3990,348 4581,762 5099,416 5561,786 5979,815 6360,758 6709,815 7030,940 100 1990,412 2787,285 3186,094 2978,379 3647,078 4427,363 5084,490 5659,661 6173,405 6637,883 7061,152 7448,994 7805,799 §å thÞ Uc®(a,t) khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét B¶ng 3.9. X¸c suÊt phãng ®iÖn khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét ai (kA/ms) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ¥ ti (ms) 9,00 2,80 1,60 0,80 0,50 0,36 0,32 0,24 0,18 0,11 0 I=ai.ti(kA) ¥ 90,0 56,0 48,0 32,0 25,0 21,6 22,4 19,2 16,2 11,0 0 VIi 0 0,03180 0,11700 0,15896 0,29345 0,38372 0,43710 0,42391 0,47920 0,53757 0,65609 1 Vai 1 0,399544 0,159635 0,063781 0,025483 0,010182 0,004068 0,001625 0,000649 0,000259 0,000104 0 DVai 0,6 0,23991 0,09585 0,03830 0,01530 0,00611 0,00244 0,000976 0,000390 0,000156 0,000104 0 VIi. DVai 0 0,007629 0,011215 0,006088 0,004490 0,002346 0,001068 0,000414 0,000187 0,000084 0,000068 0 Vp® 0,0336 d. TÝnh x¸c suÊt phãng ®iÖn : - Khi ®iÖn ¸p ®Æt lªn chuçi sø lín h¬n ®iÖn ¸p phãng ®iÖn cña chuçi sø th× x¶y ra phãng ®iÖn cña chuçi c¸ch ®iÖn. Tõ ®å thÞ biÓu diÔn quan hÖ Uc®(a,t) = f(t) vµ ®Æc tÝnh V – S cña chuçi c¸ch ®iÖn tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc c¸c cÆp gi¸ trÞ (ai ; ti ) lµ giao ®iÓm cña Uc®(a,t) vµ ®Æc tÝnh V – S cña chuçi c¸ch ®iÖn tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc cÆp th«ng sè nguy hiÓm (ii ; ai) - T­¬ng tù nh­ c¸ch tÝnh x¸c suÊt phãng ®iÖn khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît ta cã : Vp® = Trong ®ã : VIi = ; ΔVai = Gi¸ trÞ cña Vp® cho trong (b¶ng 3.9) : ÞVp®®c = 0,0336 e. TÝnh suÊt c¾t cña ®­êng d©y do sÐt ®¸nh voµ ®Ønh cét hoÆc ®Ønh cét l©n cËn cña ®­êng d©y 110 KV n®c = N®c . Vp®®c . h Trong ®ã : + N®c : sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét N®c = 72 + Vp®®c : x¸c suÊt phãng ®iÖn vµo ®Ønh cét Vp®®c = 0,0336 + h = 0,67 Thay sè vµo ta ®­îc : n®c = 72 . 0,0336. 0,67 = 1,62( lÇn / 100 km.n¨m ) SuÊt c¾t tæng trªn 100 km ®­êng d©y do sÐt ®¸nh lµ : nc = ndd + nKV + n®c = 0,153 + 0,0512 + 1,62= 1,8251 ( lÇn / 100 km.n¨m ) ChØ tiªu chèng sÐt cña ®­êng d©y lµ : m = ( n¨m / 1 lÇn c¾t ) KÕt luËn : SuÊt c¾t cña ®­êng d©y b¶o vÖ lµ cao, muèn gi¶m suÊt c¾t cña ®­êng d©y ta t¨ng c­êng b¶o vÖ chèng sÐt cña ®­êng d©y nh­ gi¶m gãc b¶o vÖ hoÆc gi¶m ®iÖn trë nèi ®Êt cña cét ®iÖn. Chương IV TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHỐNG SÓNG TRUYỀN VÀO TRẠM BIẾN ÁP TỪ ĐƯỜNG DÂY 110 kV 4.1 Mở đầu: Bảo vệ chống sét đối với trạm biến áp có yêu cầu cao hơn nhiều so với đường dây. Trước tiên, phóng điện trên cách điện trong trạm tương đương với ngắn mạch trên thanh góp và ngay cả khi có các phương tiện bảo vệ hiện đại cũng vẫn đưa đến sự cố trầm trọng nhất trong hệ thống. Ngoài ra mặc dù trong kết cấu cách điện của thiết bị thường cố gắng sao cho mức cách điện trong lớn hơn mức cách điện ngoài nhưng trong vận hành do quá trình già cỗi của cách điện trong lớn hơn nhiều nên sự phối hợp đó có thể bị phá hoại dưới tác dụng của quá điện áp, có khả năng xảy ra chọc thủng điện môi mà không phải là phóng điện men theo bề mặt của cách điện ngoài. Để bảo vệ chống sóng truyền vào trạm người ta dùng chống sét ống, chống sét van tăng cường bảo vệ cho đoạn dây gần trạm, sử dụng dường dây cáp, tụ điện, kháng điện... Tính toán bảo vệ chống sóng truyền vào trạm nhằm: Xác định chỉ tiêu bảo vệ chống sóng truyền vào trạm (số năm làm việc an toàn của trạm với sóng quá điện áp) sau khi dự kiến đặt thiết bị bảo vệ. Xác định chiều dài cần thiết của đoạn tới trạm cần bảo vệ. Trên cơ sở những số liệu cần tính toán, theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, xác định số lượng, vị trí đặt chống sét van và các thiết bị bảo vệ khác một cách hợp lý. Chỉ tiêu bảo vệ chống sóng truyền vào trạm là một số liệu quan trọng, nó cho phép đánh giá mức độ an toàn với sóng quá điện áp của trạm. Tuy nhiên việc tính toán khá phức tạp khối lượng tính toán lớn. Trước hết do tham số của sóng từ đường dây truyền vào trạm rất khác nhau, do đó việc tính toán quá điện áp trong trạm không phải với một hay vài sóng nhất định mà phải với nhiều tham số khác nhau. Dựa vào đó tìm ra tham số tới hạn nguy hiểm của sóng sét truyền vào trạm, vượt qua trị số này sẽ xảy ra phóng điện ở ít nhất một thiết bị nào đó trong trạm. Với trị số tới hạn của tham số sóng sét, biết phân bố xác suất của chúng có thể tính được chỉ tiêu bảo vệ chống sóng truyền vào trạm. Tuy nhiên không giống như tham số của dòng điện sét, phân bố xác suất chung cho các tham số sóng sét truyền đến trạm, vì nó rất khác nhau trong từng lưới điện và từng trạm cụ thể. Việc xác định phân bố này đối với từng trạm là rất phức tạp nên người ta phải sử dụng một số giả thiết đơn giản hóa. Một khó khăn nữa trong viêc tính toán bảo vệ chống sóng truyền vào trạm là khối lượng tính toán lớn. Trước hết bài toán truyền sóng trong trạm với một sóng duy nhất truyền vào trong trạm từ đường dây đã khá phức tạp do mạng có nhiều nút. Thực tế người ta sử dụng phương pháp đo đạc trực tiếp trên mô hình hay trên máy tính điện tử, với những trạm đơn giản người ta có thể tính bằng phương pháp lập bảng. Trong nội dung đồ án này do hạn chế thời gian nên em chỉ dừng lại ở việc xác định quá điện áp xuất hiện trên cách điện của trạm theo một vài dạng sóng truyền vào trạm cho trước. So sánh quá điện áp này với đặc tính phóng điện của thiết bị điện tương ứng để đánh giá khả năng gây phóng điện. Coi rằng trạm an toàn khi tất cả các đường điện áp xuất trên cách điện đều nằm dưới đặc tính V-S của chúng. Do trạm cÇn được bảo vệ với mức độ an toàn rất cao, nên khi xét độ bền cách điện của các thiết bị không kể đến hiệu ứng tích lũy và đặc tính cách điện được lấy với điện áp thí nghiệm phóng điện xung kích. Thường sóng quá điện áp xuất hiện trên cách điện có độ dài sóng lớn, biên độ bằng điện áp dư trên chống sét van xếp chồng với một điện áp nhảy vọt hoặc dao động. Vì thế phải lấy điện áp thí nghiệm phóng điện xung kích với sóng cắt và toàn sóng, so sánh với toàn bộ đường cong sóng quá điện áp. 4.2 Các phương pháp tính toán điện áp trên cách điện của thiết bị khi có sóng truyền vào trạm: 4.2.1 Tính toán điện áp trên cách điện của thiết bị khi có sóng truyền vào trạm bằng phương pháp lập bảng. Thực chất của phương pháp này là giải bài toán truyền sóng trong mạng phức tạp. Ta biết rằng quá trình truyền sóng sẽ hoàn toàn xác định nếu ta xác định được sự biến dạng của sóng khi truyền trên đường dây, xác định được sóng phản xạ và khúc xạ khi truyền tới các nút. Do sóng truyền trong trạm trên những khoảng cách không lớn giữa các nút nên có thể coi quá trình truyền sóng là không biến dạng. Điều đó cho phép tính toán đơn giản và thực hiện dễ dàng bằng phương pháp lập bảng. Ta hãy xét kỹ hơn bản chất của phương pháp này. Trước hết do sóng không biến dạng và truyền đi với tốc độ không đổi v trên đường dây nên nếu có một có một sóng từ nút m nào đó đến nút x, tại nút m sóng có dạng Umx(t), thì khi tới x sóng có dạng U’mx(t)=Umx(t-) với (hình vẽ 4-1): Từ đó thấy rằng, nếu dùng phương pháp lập bảng, các giá trị của sóng phản xạ tại nút m được ghi trong một cột thì giá trị của sóng đó tới nút x giống như cột sóng phản hồi tại nút m, chỉ lùi một khoảng tọa độ thời gian. Việc xác định sóng phản xạ và khúc xạ tại một nút dễ dàng giải được nhờ quy tắc Peterson và nguyên tắc sóng đẳng trị. Theo quy tắc Peterson, một sóng truyền trên đường dây có tổng trở sóng Z đến một tổng trở Zs ở cuối đường dây thì sóng phản xạ có thể được tính nhờ sơ đồ tương đương với thông số tập trung như hình vẽ 4-2: Hình vẽ 4-2 Quy tắc Peterson Với sơ đồ này, sóng khúc xạ Ux được tính như điện áp trên phần tử Zx còn sóng phản xạ: Umx = Ux – Ut Với Ut là sóng tới. h×nh 4-1 Nếu Z và Zx là các thông số tuyến tính, Ut là hàm thời gian có ảnh phức hoặc toán tử thì có thể tìm Ux bằng phương pháp số hoặc phương pháp toán tử. Nếu Zx là điện dung tập trung và Ut có dạng đường cong bất khì thì Ux được xác định bằng phương pháp gần đúng, ví dụ phương pháp tiếp tuyến. Nếu Zx phi tuyến (tổng trở của chống sét van) thì phải xác định Ux bằng phương pháp đồ thị. - Trường hợp nút x có nhiều đường dây đi đến thì có thể lập sơ đồ Peterson bằng cách áp dụng quy tắc sóng đẳng trị. Trong trường hợp này sơ đồ tương đương vẫn giống như khi có một đường dây, chỉ khác trị số nguồn phải lấy là 2Uđt và tổng trở sóng phải lấy là Zđt. (4-2) Trong đó: Sóng tới x từ nút m Là hệ số khúc xạ Zmx tổng trở sóng của đường dây nối nút m và nút x Sóng khúc xạ Ux cũng được tính bằng phương pháp như đối với trường hợp một đường dây tùy theo tính chất của Zx Hình vẽ 4-3 Quy tắc sóng đẳng trị Sóng phản xạ Uxm: (4-3) Công thức trên vẫn đúng trong trường hợp chỉ có sóng tới từ một vài đường dây. Lúc đó trong một vài đường dây còn lại chỉ có sóng phản xạ Uxm = Ux. Biết chiều dài của các đường dây giữa các nút ta tính được thời gian truyền sóng. Bằng phương pháp nêu trên ta hoàn toàn xác định được quá trình lan truyền sóng trong mạng theo thời gian đồng thời biết được điện áp tại các nút. Để thuận tiện cho việc tính toán tại các nút, người ta qui ước chung là lấy thời điểm sóng tới nút đầu tiên làm gốc thời gian cho nút đó. Như thế theo con đường truyền sóng, gốc thời gian của các nút phía sau chậm hơn so với các nút trước nó một khoảng thời gian bằng thời gian truyền sóng từ nút trước. (4-4) Gốc thời gian của sóng phản xạ từ nút m được chọn theo gốc thời gian của nút m. Gốc thời gian của sóng tới nút x được chọn theo gốc thời gian của nút x. Như vậy nếu ký hiệu Umx là sóng phản xạ từ nút m, là sóng tới nút x do sóng phản xạ Umx từ nút m truyền đến, ta có: (4-5) Nghĩa là với cách chọn gốc thời gian như ở trên thì ”chậm sau” Umx một khoảng thời gian bằng 2 lần truyền sóng giữa 2 nút m và x. Do quá trình truyền sóng có phản xạ nhiều lần nên quá trình tính toán lập đi lập lại với các nút, số liệu của nút sau được sử dụng để tính toán nút trước và ngược lại, do đó dùng phương pháp lập bảng có nhiều thuận lợi. 4.2.2 Tính toán điện áp trên cách điện của thiết bị khi có sóng truyền vào trạm bằng phương pháp đồ thi: Nếu tại điểm nút có ghép điện cảm, điện dung hoặc điện trở và sóng tới có dạng bất kỳ thì việc xác định điện áp điểm nút bằng phương pháp toán học thường rất phức tạp. Trong các trường hợp này có thể dùng phương pháp đồ thị. Tác dụng của sóng bất kỳ lên điện trở phi tuyến đặt ở cuối đường dây (Hình vẽ 4-4). Hình vẽ 4-4 Sóng tác dụng lên điện trở phi tuyến đặt cuối đường dây Ta có phương trình theo sơ đồ Peterson: (4-6) Để xác định điện áp có thể dùng phương pháp đồ thị như hình vẽ 4-5 sau: Với loại chống sét van không khe hở: Hình vẽ 4-5 Phương pháp đồ thị (chống sét van không khe hở) Với loại chống sét van có khe hở: Hình vẽ 4-6 Phương pháp đồ thị (chống sét van có khe hở) Phần bên phải vẽ đặc tính V-A của chống sét van và điện áp giáng trên tổng trở sóng icsvZ sau đó xây dựng đường cong ucsv +icsvZ. Phần bên trái vẽ quan hệ 2ut(t). Ứng với trị số bất kỳ a của sóng tới dóng ngang sang, xác định một điểm b trên đường cong ucsv +icsvZ. Từ điểm b dóng thẳng xuống gặp đường đặc tính V-A được điểm c, từ điểm c dóng ngang sang gặp đường dóng từ trên xuống tại điểm d, điểm d này thuộc đặc tính Ucsv(t), thay đổi giá trị của a ta có các giá trị của d từ đó xây dựng đặc tính Ucsv(t), độ chênh lệch của 2 đường đặc tính bên phía trái cho ta sóng phản xạ từ phía chống sét van về phía đường dây. Khi có sóng dạng bất kỳ vào trạm, trước khi chống sét van làm việc thì điện áp đặt lên cách điện (cũng là điện áp đặt lên chống sét van) có trị số bằng 2ut(t). Chống sét làm việc khi đường đặc tính V-S của nó giao với đường 2ut(t) lúc này điện trở không đường thẳng của chống sét van được ghép trực tiếp vào mạch và điện áp đặt lên chống sét van cũng chính là điện áp đặt lên cách điện của thiết bị. 4.2.3 Tính toán điện áp trên cách điện của thiết bị khi có sóng truyền vào trạm bằng phương pháp tiếp tuyến: Hình vẽ 4-7 Sóng tác dụng lên điện dung đặt cuối đường dây Thực chất của phương pháp này là cách giải bằng đồ thị phương trình vi phân dạng: (4-7) Ví dụ với sơ đồ trên là sơ đồ sóng truyền vào trạm biến áp cùng với giả thiết điện dung C đã được nạp sẵn tới điện áp UC0 phương trình điện áp được viết: hoặc với T=CZ Nếu biết trước đường cong điện áp nguồn U(t) thì ta vẽ được hàm số 2U(t). Trên hệ tọa độ phụ lệch so với khoảng thời gian T tiến hành việc xác định điện áp UC (t) trước tiên chia trục hoành thành nhiều khoảng thời gian bằng nhau, sau đó từ điểm UC0 (trị số Uc tại t=0) vẽ đường xiên góc tới trị số của hàm số 2U(t) tại thời điểm đầu tiên, và thừa nhận là trong khoảng thời gian hàm UC(t) trùng với đường xiên đó. Tiếp tục từ điểm 1 của đường Uc(t) vẽ đường xiên tới trị số của hàm số 2U(t) của ở đầu khoảng thời gian =và cũng thừa nhận trong khoảng thời gian này hàm UC(t) trùng với đường xiên đó. Các bước tiếp theo cũng được tiến hành tương tự và điện áp Uc(t) có dạng đường gãy khúc. Hình vẽ 4-6 xác định điện áp Uc(t) bằng phương pháp tiếp tuyến 4.3 Trình tự tính toán: II.3.1 Lập sơ đồ thay thế rút gọn trạng thái nguy hiểm nhất của trạm: Khi lập sơ đồ tính toán cần xác định chế độ vận hành nguy hiểm nhất về mặt bảo vệ sóng truyền vào trạm, điều đó bảo đảm số liệu tính toán cho khả năng xác định mức độ bảo vệ an cao toàn nhất. Sơ đồ xuất phát thường rất phức tạp, do đó để quá trình tính toán không phức tạp lắm cần có sự đơn giản hóa hợp lý. Có thể tiến hành theo tình tự sau: Dựa vào sơ đồ nguyên lý lập sơ đồ thay thế của trạm ở trang thái sóng. Trong sơ đồ này đường dây, thanh góp được thay thế bằng các đoạn của đường dây dài với sóng của chúng trong tính toán thường lấy gần đúng tổng trở sóng Z=400 cho cả đường dây và thanh góp. Tốc độ truyền sóng lấy v=300m/μs. Các thiết bị khác được thay thế bằng các điện dung tập trung tương đương của nó. Có thể lấy trị số theo bảng: Bảng 4-1: Loại thiết bị Đặc tính của thiết bị Điện dung T. số giới hạn T. Số trung bình Máy biến áp điện lực Công suất lớn, có bù điện dung 1000-3000 1500 Công suất bé, không bù điện dung 300-1000 500 Máy biến áp đo lường 200-500 300 Máy cắt điện Ở trạng thái đóng 300-800 500 Ở trạng thái mở 200-500 300 Dao cách ly Ở trạng thái đóng 40-80 60 Ở trạng thái mở 30-60 40 Sứ xuyên Kiểu tụ điện 150-300 200 Kiểu khác 100-200 150 - Căn cứ vào sơ đồ đầy đủ với chiều dài các đoạn dây, thanh góp đã biết phân tích sơ bộ tìm ra trạng thái vận hành bất lợi nhất, thường là các trạng thái mà thiết bị bảo vệ ở xa chống sét van, quá trình truyền sóng trên đường dây ít qua các nút có điện dung tập trung và có nhiều đường dây rẽ nhánh. - Tiến hành đơn giản hóa sơ đồ theo nguyên tắc sau: các nút rất gần nhau như điểm nối vào thanh góp có thể nhập chung thành một nút nhằm làm giảm khối lượng tính toán. Các điện dung tập trung không nằm ở các vị trí cần xác định điện áp nút hoặc ở các nút rẽ nhánh của đường truyền sóng có thể di chuyển về các nút gần nhất theo nguyên tắc mômen, nghĩa là mỗi điện dung được chia thành 2 phần chuyển về hai nút gần nhất với với trị số tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ nó đến nút. Sóng truyền từ đường dây 110 kV vào trạm là sóng xiên góc biên độ bằng điện áp cách điện U50% của đường dây, độ dốc đầu sóng là a=300 kA/μs. Thanh góp và dây nối trong trạm được thay thế bằng nhiều chuỗi phần tử dạng , điện cảm và điện dung của được lấy theo trị số tổng trở sóng. Trong tính toán thường lấy gần đúng tổng trở sóng Z=400 Ω cho cả đường dây và thanh góp. Tốc độ truyền sóng lấy bằng v = 300m/μs Điện cảm trên một đơn vị dài của thanh góp: Điện dung trên một đơn vị dài của thanh góp: C = Sơ đồ đẳng trị của trạm được đơn giản hóa theo nguyên tắc sau: Chọn theo điều kiện tính toán nguy hiểm nhất, nặng nề nhất đối với cách điện của trạm. Ví dụ trạm có nối với 2 đường dây thì giả thiết sóng đi vào một đường dây còn đường dây kia hở mạch. Tập trung điện dung vào các điểm nút chính cần xét như điểm đặt dao cách ly đường dây, thanh góp, điểm đặt máy biến áp, chống sét van v.v… Điện dung được phân bố về các điểm gần nhất theo định luật mômem tức là phân làm hai phần tỷ lệ nghịch với khoảng cách tới các nút gần đó. Trạm mà ta cần tính toán bảo vệ chống sóng truyền vào từ đường dây có sơ đồ nguyên lý sau (hình vẽ 4-7): Hình vẽ 4-7 Sơ đồ nguyên lý trạm Trạng thái vận hành nguy hiểm nhất là trạng thái mà trạm chỉ vận hành với một máy biến áp AT1 và một đường dây 1 các đường dây 2, 3, 4 hở mạch và máy biến áp AT2 nghỉ. Vì theo nguyên tắc sóng đẳng trị thì khi có nhiều đường dây nối vào và có sóng qúa điện áp truyền vào trạm từ một đường dây thì biên độ và độ dốc của sóng đẳng trị sẽ giảm cho nên không nguy hiểm bằng trường hợp các đường dây khác hở mạch và sóng truyền vào từ một đường dây. Ta có sơ đồ thay thế đầy đủ và sơ đồ thay thế ở trạng thái nguy hiểm sau: (h×nh 4-8, h×nh 4-9) + Sơ đồ thay thế đầy đủ: Hình vẽ 4-8 Sơ đồ thay thế đầy đủ + Sơ đồ thay thế ở trạng thái nguy hiểm: Hình vẽ 4-9 Sơ đồ thay thế ở trạng thái nguy hiểm Tiến hành tính điện dung của các điểm trong sơ đồ rút gọn về sơ đồ 4 điểm như sau: + Điểm 1 là điểm đặt tại dao cách ly đường dây có sóng sét truyền qua + Điểm 2 là điểm đặt tại thanh góp 110 kV của trạm biến áp. + Điểm 3 là điểm đặt tại chống sét van. + Điểm 4 là điểm đặt tại máy biến áp đang có sóng sét truyền đến. Điện dung thanh góp là: CTG = (pF) Do tính điện dung thanh góp cho nên thanh góp ta gộp thanh góp vào 1 điểm: Hình vẽ 4-10 Sơ đồ rút gọn Khoảng cách dữa các điểm như sau: + Điểm 1-2 L1-2 = 34 m + Điểm 2-3 L1-2 = 17 m + Điểm 2-4 L1-2 = 68 m Ta quy đổi điện dung về các điểm cần xét theo quy tắc momen lực: Hình vẽ 4-11 Quy tắc mômen lực = (pF) = (pF) = (pF) = = 1081,27 (pF) II.3.2 Thiết lập phương pháp tính điện áp các nút trên sơ đồ rút gọn: A, Thời gian truyền sóng giữa các nút: - Thời gian truyền sóng giữa nút 1 – 2: (μs) - Thời gian truyền sóng giữa nút 2 – 3: (μs) - Thời gian truyền sóng giữa nút 2 – 4: (μs) Chọn Δt = 0,03 (μs) và gốc thời gian t = 0 tại nút 1. B, Tính điện áp tại nút 1: Nút 1 có 2 đường dây đi tới cùng tổng trở sóng Z = 400Ω tổng trở tập trung tại nút 1 là tụ điện dung C = 343 pF, ta có sơ đồ thay thế peterson như sau (hình vẽ 4-12): Hình vẽ 4-12 Sơ đồ tính điện áp nút 1 Tổng trở sóng đẳng trị là: Zđt = (Ω) => - Khi t < 2t12 = (μs) thì U’12 = 0 Nên: 2Uđt = U’01 - Khi t > 2t12 = (μs) thì U’12 Nên: 2Uđt = U’01 + U’21 Để tính được 2Uđt ở thời gian này ta phải quan tâm tới nút 2. Ta tạm dừng tính nút 1 và tính nút 2 trong khoảng thời gian 2t12. Sau khi tính được điện áp nút 2 ta quay trở lại tính điện áp nút 1. U’21 = U21(t–0,12) Với U21 = U2 – U’12 Điên áp nút 1 được tính bằng phương pháp tiếp tuyến: T1 = Zđt.C = = 0,0686 (μs) ΔU1 = 0,437(2Uđt – U1(t)) U1(t+Δt) = ΔU1 + U1(t) C, Tính điện áp tại nút 2: Nút 2 có 3 đường dây đi tới cùng tổng trở sóng Z = 400Ω tổng trở tập trung tại nút 2 là tụ điện dung C = 1157,24 pF, ta có sơ đồ thay thế peterson như sau: (h×nh 4-13) Hình vẽ 4-13 Sơ đồ tính điện áp nút 2 Tổng trở sóng đẳng trị là: Zđt = (Ω) => - Khi t < t12 +2t23 = (μs) thì U’42 = 0, U’32 = 0. Nên: 2Uđt = 0,667U’12 - Khi t12 +2t23 < t < t12 +2t24 = (μs) thì U’32 , U’42 = 0. Nên: 2Uđt = 0,667(U’12 + U’32) - Khi t > t12 + 2t24 = (μs) thì U’42 , U’32 . Nên: 2Uđt = 0,667(U’12 + U’32+ U’42) Để tính được 2Uđt ở trong khoảng thời gian t > t12 +2t24 ta phải qua tâm tới nút 3, 4. Ta tạm dừng tính nút 2 và tính nút 3, 4 trong khoảng thời gian từ t = t12 đến t = t12 + t24. Sau khi tính được điện áp nút 3, 4 ta quay trở lại tính điện áp nút 2. U’32 = U32(t–0,12) Với U32 = U3 – U’23 U’42 = U42(t–0,24) Với U42 = U4 – U’24 Điện áp nút 2 có thể tính được bằng phương pháp tiếp tuyến. T2 = Zđt.C = = 0,236 μs ΔU2 = 0,127(2Uđt – U2(t)) U2(t+Δt) = ΔU2 + U2(t) D, Tính điện áp tại nút 3: Nút 3 có 1 đường dây đi tới với tổng trở sóng Z = 400Ω, tổng trở tập trung tại nút 3 là tụ điện dung C = 161 pF mắc song song với chống sét van, ta có sơ đồ thay thế peterson như sau (hình vẽ 4-14): Hình vẽ 4-14 Sơ đồ tính điện áp nút 3 Tổng trở sóng đẳng trị là: Zđt = 400 (Ω) => U’23 = U23(t–0,12) Với U23 = U2 – U’32 Ta có phương trình ứng với sơ đồ peterson như sau: 2Uđt = IZ + Ucsv = (Ic + Icsv)Z + Ucsv Ta nhận thấy khi chống sét van chưa phóng điện thì tác dụng của tụ là chủ yếu, còn khi chống sét van phóng điện thì điện áp trên chống sét van và cũng là ở trên tụ là ổn định, như vậy tác dụng của tụ yếu đi và tác dụng của chống sét van là chủ yếu. Như vậy đối với nút 3 thì ta sẽ xác định điện áp trên chống sét van theo phương pháp tiếp tuyến trong thời gian đầu và theo phương pháp đồ thị trong thời gian sau khi chống sét van làm việc. - Trước khi chống sét van làm việc: 2Uđt = IZ + Ucsv = Ic Z + Ucsv= Ic Z + Uc T3 = Zđt.C3 = = 0,064 μs ΔU3 = 0,466(2Uđt – U3(t)) U3(t+Δt) = ΔU3 + U3(t) - Sau khi chống sét van làm việc: 2Uđt = IZ + Ucsv = IcsvZ + Ucsv = 485+ ZI Phương trình này giải theo phương pháp đồ thị. E, Tính điện áp tại nút 4: Nút 4 có 1 đường dây đi tới với tổng trở sóng Z = 400Ω, tổng trở tập trung tại nút 4 là tụ điện dung C = 1672 pF, ta có sơ đồ thay thế peterson như sau (hình vẽ 4-15): Hình vẽ 4-15 Sơ đồ tính điện áp nút 4 Tổng trở sóng đẳng trị là: Zđt = 400 (Ω) => U’24 = U24(t–0,24) Với U24 = U2 – U’42 Điện áp nút 4 có thể tính được bằng phương pháp tiếp tuyến: T4 = Zđt.C = = 0,6688 μs ΔU4 = 0,0449(2Uđt – U4(t)) U4(t+Δt) = ΔU4 + U4(t) Sau khi xác định được điện áp nút 3, 4 tại các thời điểm từ t12 đến t12 + t24 ta đã xác định được tất cảc các sóng phản xạ tại tất cả các nút cho thời điểm tiếp theo và từ lúc này ta xác định lần lượt các điện áp trên tất cảc các nút theo thời gian. II.3.3 Các đặc tính cách điện tại các nút cần bảo vệ: A, đặc tính điện áp chịu đựng của máy biến áp 110 kV. Tra trong giáo trình kỹ thuật điện cao áp ta có đặc tính chịu qúa áp của máy biến áp 110 kV. Bảng 4-2: t(μs) 0 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U/Umax 0,31 0,78 1 0,97 0,94 0,87 0,81 0,76 0,73 0.71 0.71 0.71 U(kV) 310 780 1000 970 940 870 810 760 730 710 710 710 Hình vẽ 4-16 đặc tính chịu đựng của máy biến áp B, Đặc tính V-S của thanh góp: Bảng 4-3: t(μs) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 U(kV) 1740 1580 1440 1360 1220 1180 1180 1180 1180 1180 1180 Hình vẽ 4-17 Đặc tính V-S của thanh góp C, Điện áp tại các nút: Dựa vào các phương trình điện áp đã lập tại các nút ta có số liệu tính toán được biểu diễn trong đồ thị (hinh vẽ 4-18) điện áp và trong các bảng sau: Hình vẽ 2-18 Điện áp tại các nút theo thời gian Từ đồ thị cho thấy điện áp tại các nút đều nằm dưới đường đặc tính chịu đựng của thanh góp và máy biến áp vì vậy thanh góp và máy biến áp được bảo vệ an toàn. Hình vẽ 4-19 Dòng điện qua chống sét van Kết luận: Dòng điện cực đại qua chống sét van là: Icsvmax = 5,347 kA < 10 kA cho nên đảm bảo cho chống sét van hoạt động bình thường. Sóng khúc xạ sẽ giảm đi khi số đường dây tăng lên và ngược lại. Khi sóng lan truyền từ bất kỳ một đường dây nào đó vào trạm thì theo sơ đồ Peterson điện áp của thanh góp của trạm sẽ giảm đi (n – 1) lần nếu như có n lộ đường dây nối vào thanh góp. Trong các phần tính toán ở trên ta đã tính cho trường hợp nguy hiểm nhất là trường hợp vận hành chỉ với một đường dây và một máy biến áp, kết quả cho thấy các thiết bị trong trạm được bảo vệ an toàn. Với trường hợp cụ thể là vận hành với 5 lộ đường dây nối vào trạm và cùng với 2 máy biến áp cũng vận hành thì càng đảm bảo an toàn cho trạm khi có sóng lan truyền từ đường dây vào trạm. Vậy với chống sét van đã chọn và cách bố trí thiết bị trong trạm như đã thiết kế là hợp lý đảm bảo cho trạm biến áp vận hành an toàn. Môc lôc

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docHOAN THANH.doc
  • doc1.BIA.doc
  • rarBAN VE.rar
  • docBang chuong 4 (A3).doc
  • docLoi noi dau.doc
  • docNhiem vu TKTN.doc
Luận văn liên quan