Đồ án Tính toán chống sét cho ĐZ và TBA 110/35kV Châu Khê – Từ Sơn – Bắc Ninh

Đồ án này do thày Thắng trường Đại học Bách Khóa Hà Nội hướng dẫn có đầy đủ cả các bản vẽ cần thiết. Thiết kế đồ án tốt nghiệp Tính toán chống sét cho ĐZ và TBA 110/35kV Châu Khê – Từ Sơn – Bắc Ninh TBA gồm: + 02 lộ 110kV đến. + Xuất tuyến: 06 lộ 35kV. + Kích thước trạm: 57 x 58,35 m. + Điện trở suất của đất: Dđất=0,65x104S/cm. - Khi tính nối đất: Rcột = 9S. - Khi tính chống sét cho ĐZ 110kV cho chiều dài khoảng vượt: Lk/v = 200m, Rc = 9, 15, 21 (S). - Độ cao các thanh xà phía 110kV là 10m và 8m. - Độ cao các thanh xà phía 35kV là 9m và 7m. - Ngoài ra trạm có 03 cột chiếu sáng là 21m. Nội dung I. Chương mở đầu: Tình hình giông sét ở Việt Nam và ảnh hưởng của giông sét đến HTĐ: Ngày sét = 80 ngày/năm(Bắc Ninh). II. Chương I: Tính toán chống sét cho TBA 110/35kV Châu Khê. III. Chương II: Tính toán hệ thống nối đất TBA 110/35kV Châu Khê: Nối đất làm việc, nối đất chống sét và nối đất an toàn. IV. Chương III: Tính chỉ tiêu chống sét cho đường dây 110kV. V. Chương IV: Tính toán bảo vệ chống sóng truyền vào TBA từ đường dây 110kV. VI. Chương V: Chuyên đề về bảo vệ MBA.

doc34 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 12/06/2013 | Lượt xem: 1564 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Tính toán chống sét cho ĐZ và TBA 110/35kV Châu Khê – Từ Sơn – Bắc Ninh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ch­¬ng 3: tÝnh to¸n chØ tiªu b¶o vÖ chèng sÐt cho ®­êng d©y 110kV §­êng d©y trong HT§ lµm nhiÖm vô truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®Õn c¸c hé dïng ®iÖn. §­êng d©y lµ phÇn tö ph¶i høng chÞu nhiÒu phãng ®iÖn sÐt nhÊt so víi c¸c phÇn tö kh¸c trong HT§. Khi ®­êng d©y bÞ phãng ®iÖn sÐt nÕu biªn ®é dßng sÐt lín tíi møc lµm cho qu¸ ®iÖn ¸p xuÊt hiÖn lín h¬n ®iÖn ¸p phãng ®iÖn xung kÝch cña c¸ch ®iÖn sÏ dÉn ®Õn phãng ®iÖn vµ g©y ng¾n m¹ch ®­êng d©y, buéc m¸y c¾t ®Çu ®­êng d©y ph¶i t¸c ®éng. Nh­ vËy viÖc cung cÊp ®iÖn bÞ gi¸n ®o¹n. NÕu ®iÖn ¸p nhá h¬n trÞ sè phãng ®iÖn xung kÝch cña c¸ch ®iÖn ®­êng d©y th× sãng sÐt sÏ truyÒn tõ ®­êng d©y vµo tr¹m biÕn ¸p vµ sÏ dÉn tíi c¸c sù cè trÇm träng t¹i tr¹m biÕn ¸p. V× vËy b¶o vÖ chèng sÐt cho ®­êng d©y ph¶i xuÊt ph¸t tõ chØ tiªu kinh tÕ kÕt hîp víi yªu cÇu kü thuËt vµ yªu cÇu cung cÊp ®iÖn cña ®­êng d©y ®ã. 2.1- lý thuyÕt tÝnh to¸n. 2.1.1- Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét d©y chèng sÐt. Ph¹m vi b¶o vÖ cña d©y chèng sÐt ®­îc thÓ hiÖn nh­ ( h×nh 2-1 ) ChiÒu réng cña ph¹m vi b¶o vÖ ë møc cao h2 còng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: + Khi hx > 2/3h th× bx = 0,6h (1-hx/h ) (2 – 1) + Khi hx £ h th× bx = 1,2h (1- hx/0,8h (2 – 2) ChiÒu dµi cña ph¹m vi b¶o vÖ däc theo chiÒu dµi ®­êng d©y nh­ h×nh (2– 2 ). Cã thÓ tÝnh to¸n ®­îc trÞ sè giíi h¹n cña gãc a lµ a = 310, nh­ng trong thùc tÕ th­êng lÊy kho¶ng a = 20 0 ¸ 250. 2.1.2- X¸c suÊt phãng ®iÖn sÐt vµ sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt ®¸nh vµo ®­êng d©y. 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 d¶i ®Êt cã chiÒu réng lµ 6h vµ chiÒu dµi b»ng chiÒu dµi ®­êng d©y (l). Tõ sè lÇn phãng ®iÖn sÐt xuèng ®Êt trªn diÖn tÝch 1 km2 øng víi mét ngµy sÐt lµ 0,1¸0,15 ta cã thÓ tÝnh ®­îc tæng sè lÇn cã sÐt ®¸nh th¼ng vµo ®­êng d©y (d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt). N=(0,6¸0,9). h .10-3.l.nng.s (2 – 3) Trong ®ã: + h: ®é cao trung b×nh cña d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt (m). + l: chiÒu dµi ®­êng d©y (km ). + nng. s:sè ngµy sÐt /n¨m trong khu vùc cã ®­êng d©y ®i qua. V× c¸c tham sè cña phãng ®iÖn sÐt : biªn ®é dßng ®iÖn (Is) vµ ®é dèc cña dßng ®iÖn (a = dis /dt), cã thÓ cã nhiÒu trÞ sè kh¸c nhau, do ®ã kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c lÇn cã sÐt ®¸nh lªn ®­êng d©y ®Òu dÉn ®Õn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn. ChØ cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y nÕu qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã trÞ sè lín h¬n møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®­êng d©y. Kh¶ n¨ng phãng ®iÖn ®­îc biÓu thÞ bëi x¸c suÊt phãng ®iÖn ( Vp ® ). Sè lÇn x¶y ra phãng ®iÖn sÏ lµ: Np® = N. Vp® = ( 0,6¸0,9 ). h . 10-3. l . nng s. Vp® . ( 2 – 4 ) V× thêi gian t¸c dông lªn qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt ng¾n kho¶ng 100 ms mµ thêi gian cña c¸c b¶o vÖ r¬le th­êng kh«ng bÐ qu¸ mét nöa chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp tøc lµ kho¶ng 0,01s. Do ®ã kh«ng ph¶i cø cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lµ ®­êng d©y bÞ c¾t ra. §­êng d©y chØ bÞ c¾t ra khi tia löa phãng ®iÖn xung kÝch trªn c¸ch ®iÖn trë thµnh hå quang duy tr× bëi ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®­êng d©y ®ã. X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang (h ) phô thuéc vµo Gradien cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®­êng phãng ®iÖn : h = ¦(Elv) ; Elv = Ulv/lp® (kV/m ). Trong ®ã: + h: x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang. + Ulv: ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®­êng d©y ( kV ). + lp®: chiÒu dµi phãng ®iÖn ( m). Do ®ã sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt cña ®­êng d©y lµ: Nc® = Np®. h. = (0,6¸0,9). h. nng .s. vp®. h. (2 – 5) §Ó so s¸nh kh¶ n¨ng chÞu sÐt cña ®­êng d©y cã c¸c tham sè kh¸c nhau, ®i qua c¸c vïng cã c­êng ®é ho¹t ®éng cña sÐt kh¸c nhau ng­êi ta tÝnh trÞ sè " suÊt c¾t ®­êng d©y" tøc lµ sè lÇn c¾t do sÐt khi ®­êng d©y cã chiÒu dµi 100km. nc® = ( 0,06¸0,09). h. nng s. Vp® .h. (2 – 6) §­êng d©y bÞ t¸c dông cña sÐt bëi ba nguyªn nh©n sau: + SÐt ®¸nh th¼ng vµo ®Ønh cét hoÆc d©y chèng sÐt l©n cËn ®Ønh cét. + SÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn. + sÐt ®¸nh vµo kho¶ng d©y chèng sÐt ë gi÷a kho¶ng cét. Còng cã khi sÐt ®¸nh xuèng mÆt ®Êt gÇn ®­êng d©y g©y qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trªn ®­êng d©y, nh­ng tr­êng hîp nµy kh«ng nguy hiÓm b»ng ba tr­êng hîp trªn. Khi ®­êng d©y bÞ sÐt ®¸nh trùc tiÕp sÏ ph¶i chÞu ®ùng toµn bé n¨ng l­îng cña phãng ®iÖn sÐt, do vËy sÏ tÝnh to¸n d©y chèng sÐt cho ®­êng d©y víi ba tr­êng hîp trªn. Cuèi cïng ta cã sè lÇn c¾t do sÐt cña ®­êng d©y. nc® = nc + nkv + ndd ( 2 – 7) Trong ®ã: + nc : sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét. +nkv: sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît. + ndd: sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vµo d©y dÉn. 2.1.2.1 - C¸c sè liÖu chuÈn bÞ cho tÝnh to¸n. §­êng d©y tÝnh to¸n l = 150km. (Ph¶ L¹i – §«ng Anh) Xµ ®ì kiÓu c©y th«ng, l¾p trªn cét bª t«ng ®¬n. D©y chèng sÐt treo t¹i ®Ønh cét. D©y dÉn ®­îc treo bëi chuçi sø P- 4,5 gåm 7 b¸t sø, mçi b¸t sø cao170mm. D©y chèng sÐt dïng d©y thÐp C-70 cã d = 11mm ; r = 5,5mm. D©y dÉn dïng d©y AC-120mm cã d = 19mm; r = 9,5mm. Kho¶ng v­ît lµ 200m. 2.1.2.2 - X¸c ®Þnh ®é treo cao trung b×nh cña d©y chèng sÐt vµ d©y dÉn. §é treo cao trung b×nh cña d©y ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: hdd = h – 2/3f . (2 – 8) Trong ®ã: + h: ®é cao cña d©y t¹i ®Ønh cét hay t¹i kho¸ nÐo cña chuçi sø. + f: ®é vâng cña d©y chèng sÐt hay d©y dÉn. fdd = g. l2/ 8. σ. (2 – 9) g = p/s =492/120. 1000 = 0,0041. (p : khèi l­îng 1km d©y AC- 120 ,p=492 Kg/Km ; s: tiÕt diÖn d©y AC-120 , s= 120 mm2.) σ : hÖ sè c¬ cña ®­êng d©y ë nhiÖt ®é trung b×nh , σ = 7,25. l: chiÒu dµi kho¶ng v­ît cña ®­êng d©y = 200m. fdd = 0,0041.2002/8. 7,25 = 2,82758 m » 2,8 m. fcs = 1,5 m. §é treo cao trung b×nh cña d©y dÉn theo (2-9) lµ: hddcs = hcs – 2/3 fcs = 16,2 – 2/3.1,5 = 15,2m. hddtbA = hddA – 2/3 fdd = 12 – 2/3. 1,8 = 10,8 m. hddtbB = hddB – 2/3 fdd = 9 – 2/3. 1,8 = 7,8 m. 2.1.2.3- Tæng trë sãng cña d©y chèng sÐt vµ d©y dÉn. Zdd = 60.ln (2.hdd / r). ( 2 – 10 ) ZddA = 60. ln [ ( 2. 10,8) / (9,5. 10-3 ) ] = 463,75 W. ZddB = 60. ln [ ( 2. 7,8 ) / ( 9,5. 10-3 ) ] = 444,22 W. Víi d©y chèng sÐt ta ph¶i tÝnh tæng trë khi cã vÇng quang vµ khi kh«ng cã vÇng quang. + Khi kh«ng cã vÇng quang: Zdcs =60. ln [ ( 2. 15,2 ) / ( 5,5. 10-3 )] = 517 W + Khi cã vÇng quang, ta ph¶i chia Zdcs cho hÖ sè hiÖu chØnh vÇng quang. l = 1,3 ( tra b¶ng 3-3 s¸ch h­íng dÉn thiÕt kÕ kü thuËt ®iÖn cao ¸p). Zdvqcs = Zdcs / l = 517/1,3 = 397,69 W. 2.1.2.4 - HÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y dÉn chèng sÐt víi c¸c d©y pha. C«ng thøc (2 – 11) ®­îc x¸c ®Þnh theo h×nh (2 – 4). Trong ®ã: + h2: ®é cao trung b×nh cña d©y chèng sÐt. + D12: kho¶ng c¸ch gi÷a d©y pha vµ ¶nh cña d©y chèng sÐt. + d12: kho¶ng c¸ch gi÷a d©y chèng sÐt vµ d©y pha. + h1: ®é cao trung b×nh cña d©y dÉn pha. + l: hÖ sè hiÖu chØnh vÇng quang (l = 1,3) Theo kÕt qu¶ tÝnh tr­íc ta cã: hddA = 10,8m ; hddB = hddC = 7,8m ; hddcs = 15,2m. ¸p dông ®Þnh lý Pitago ta cã kho¶ng c¸ch tõ d©y chèng sÐt ®Õn c¸c d©y pha vµ tõ d©y pha ®Õn ¶nh cña d©y chèng sÐt nh­ h×nh ( 2 – 5). Víi pha A: Víi pha B,C: HÖ sè ngÉu hîp gi÷a pha A vµ d©y chèng sÐt : ¸p dông c«ng thøc (2 – 11): Khi cã vÇng quang: KA-csvq = KA-cs. l = 1,3. 0,19768 = 0,257. HÖ sè ngÉu hîp pha B (hoÆc pha C )víi d©y chèng sÐt: Khi cã vÇng quang : 2.1.2.5- Gãc b¶o vÖ cña chèng sÐt. Tõ h×nh (2 – 2 ) ta cã: 2.1.2.6- Sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®­êng d©y. ¸p dông c«ng thøc (2-4) víi l = 100km ; hddcs = 15,2 m ; nng.s= 80ngµy/ n¨m ; mËt ®é sÐt = 0,15. Ta cã: N = 0,15. 6 . 15,2. 80. 100. 10-3 = 109 lÇn/ 100km. n¨m. Tõ c¬ së lý thuyÕt vµ c¸c kÕt qu¶ trªn ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n suÊt c¾t cho ®­êng d©y víi ba kh¶ n¨ng ®· nªu ®èi víi ®­êng 110kV. 2.2 - tÝnh suÊt c¾t cña ®­êng d©y 110kv do sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn. §­êng d©y cã U ≥ 110kV ®­îc b¶o vÖ b»ng d©y chèng sÐt, tuy vËy vÉn cã nh÷ng tr­êng hîp sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn. Tuy x¸c suÊt nµy nhá nh­ng vÉn ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc sau: (2-15) Trong ®ã: a: gãc b¶o vÖ cña d©y chèng sÐt ( ®é). hcs : chiÒu cao cét ®ì d©y chèng sÐt ( m). Khi d©y dÉn bÞ sÐt ®¸nh, dßng trªn d©y dÉn lµ IS/4, v× m¹ch cña khe sÐt sÏ ®­îc nèi víi tæng trë sãng cña d©y dÉn cã trÞ sè nh­ h×nh (2 – 6 ) Cã thÓ coi d©y dÉn hai phÝa ghÐp song song vµ Zdd = (400¸500) W nªn dßng ®iÖn sÐt gi¶m ®i nhiÒu so víi khi sÐt ®¸nh vµo n¬i cã nèi ®Êt tèt. Ta cã dßng ®iÖn sÐt ë n¬i ®¸nh lµ: Z0: Tæng trë sãng cña khe sÐt. §iÖn ¸p lóc ®ã trªn d©y dÉn lµ: (2-14) Khi Udd ³ U50%s cña chuçi sø th× cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn g©y sù cè ng¾n m¹ch 1 pha N(1 ) tõ ( 2 – 14) ta cã thÓ viÕt: Hay ®é lín cña dßng ®iÖn sÐt cã thÓ g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lµ: Ta cã x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lµ: Sè lÇn sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn: Na = N. Va (2 – 16) Trong ®ã: N: tæng sè lÇn phãng ®iÖn sÐt cña 100 km ®­êng d©y ®· ®­îc x¸c ®Þnh t¹i môc 2.1.4 lµ: 96 lÇn / 100km. n¨m. Va: X¸c suÊt sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn ®­îc x¸c ®Þnh theo ( 2 – 12) X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang h phô thuéc vµo gradien cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®­êng phãng ®iÖn ( Elv): + lp®: ChiÒu dµi ®­êng phãng ®iÖn lÊy b»ng chiÒu dµi chuçi sø ( m ). + Ulv: §iÖn ¸p pha cña ®­êng d©y. Dùa vµo b¶ng (21 – 1) s¸ch “gi¸o tr×nh kü thuËt ®iÖn cao ¸p” vÏ ®å thÞ vµ b»ng ph­¬ng ph¸p néi suy ta cã: h = 0,63 B¶ng 2 – 1: X¸c ®Þnh h×nh thµnh hå quang: 50 30 20 10 h (®¬n vÞ t­¬ng ®èi) 0,6 0,45 0,25 0,1 Ta cã suÊt c¾t do sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn: ndd = Nva. vp®h (2 – 18) Tõ ( 2 – 18) ta thÊy va vµ vp® ®Òu phô thuéc tû lÖ chiÒu cao cét h hay ®é cao d©y dÉn vµ gãc b¶o vÖ a, ®é cao d©y dÉn t¨ng hoÆc a t¨ng ®Òu lµm cho ndd t¨ng, vËy ta chän pha A lµ pha cã gãc b¶o vÖ a lín nhÊt vµ hddA lín h¬n so víi pha B vµ pha C ®Ó tÝnh suÊt c¾t cho ®­êng d©y. Pha A cã aA = 19,65 0; hddA = 10,8m. ZddA = 463,75 W ; hcs= 16,2m. Thay c¸c sè liÖu trªn vµo c«ng thøc ( 2 – 12 ) ta cã: X¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn pha A theo c«ng thøc ( 2 – 15 ) U50%c = 660kV ®èi víi ®­êng d©y 110kV [ tra b¶ng ( 9 – 5) Kü thuËt ®iÖn cao ¸p ]. Thay sè vµo (2 – 18 ) ta cã: ndd = 96. 0,756.10-3. 0,804. 0,63. = 0,03676 lÇn / 100km. n¨m. 2.3- TÝnh suÊt c¾t cña ®­êng d©y 110kV do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît. Theo s¸ch “h­íng dÉn thiÕt kÕ Kü thuËt ®iÖn cao ¸p” th× sè lÇn sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît lµ: Nkv= N / 2 ( 2 – 19) Trong ®ã: N lµ sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®­êng d©y ®· ®­îc tÝnh ë trªn môc (2.1.4) N = 109 lÇn / 100km. n¨m. VËy Nkv = 109 / 2 = 55 lÇn / 100km. n¨m. Trong 55 lÇn sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît th× x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang khi phãng ®iÖn ®· ®­îc x¸c ®Þnh t¹i môc [ 2.2 ] b»ng ph­¬ng ph¸p néi suy trªn h×nh (2-7) ®­îc h = 0,63. SuÊt c¾t cña ®­êng d©y 110kV do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît nh­ sau: nkv = Nkv. Vp®. h (2 – 20) §Ó tÝnh Vp® ta ph¶i x¸c ®Þnh x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y. 2.3.1- Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Vp®. Ta coi dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng xiªn gãcvíi biªn ®é Is = a. t. Qu¸ ®iÖn ¸p sÐt xuÊt hiÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y gåm hai thµnh phÇn: Trong ®ã: + lµ thµnh phÇn qu¸ ®iÖn ¸p do dßng sÐt g©y ra phô thuéc vµo biªn ®é (I) vµ ®é dèc sÐt (a). + Ulv : ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®­êng d©y X¸c suÊt c¸c dßng ®iÖn sÐt cã biªn ®é I ³ Is vµ ®é dèc a ³ as lµ: (2 – 22) T¹i thêi ®iÓm ti nµo ®ã ®iÖn ¸p trªn c¸ch ®iÖn lín h¬n hoÆc b»ng ®iÖn ¸p chÞu ®ùng cho phÐp cña c¸ch ®iÖn, lÊy theo ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V- S) cña chuçi sø, th× phãng ®iÖn sÏ x¶y ra: ( 2 – 23) Up®(ti) ®iÖn ¸p phãng ®iÖn lÊy theo ®Æc tÝnh v«n gi©y ( V – S ) t¹i ti . Do coi dßng ®iÖn cã d¹ng I = a. t th× thµnh phÇn Uc®' (I,a) tû lÖ víi ®é dèc a. cã thÓ ®Æt: Uc®' (I,a) = Z.a (2 – 24) VËy: Up® (ti) = Z.ai + Ulv (2 – 25) Hay ta cã ®é dèc ®Çu sãng nguy hiÓm ai t¹i thêi ®iÓm ti: (2 – 26) Z lµ h»ng sè ®èi víi I vµ a nªn cã thÓ tÝnh ®­îc: (2 – 27) Tõ ( 2 – 26 ) vµ ( 2 – 27 ) ta cã: ( 2 – 28 ) MÆt kh¸c ta cã : Dùa vµo c¸c cÆp (Ii,ai ) vÏ ®­êng cong nguy hiÓm h×nh (2 – 8) X¸c suÊt phãng ®iÖn ®­îc tÝnh theo x¸c suÊt xuÊt hiÖn ë miÒn bªn ph¶i phÝa trªn ®­êng cong nguy hiÓm ë h×nh (2 – 8) Tõ ®­êng cong nguy hiÓm ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc: , víi: B»ng ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng vµ tuyÕn tÝnh ho¸ ®­êng cong nguy hiÓm chia ®­êng cong thµnh: n = ( 10 ¸ 15 ) kho¶ng, ta cã: ( 2 – 29 ) Sau khi x¸c ®Þnh ®­îc Vp® , thay sè vµo ( 2 – 20 ) ta cã suÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît cña ®­êng d©y 110kV. 2.3.2- Tr×nh tù tÝnh to¸n. §Ó ®¬n gi¶n ho¸ trong tÝnh to¸n, coi nh­ sÐt ®¸nh vµo kho¶ng gi÷a cña d©y chèng sÐt trong kho¶ng v­ît, khi ®ã dßng ®iÖn sÐt ®­îc chia ®Òu cho hai phÝa cña d©y chèng sÐt nh­ h×nh (2 – 9 ). Nh­ gi¶ thiÕt dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng xiªn gãc: Ta sÏ tÝnh to¸n Is øng víi c¸c gi¸ trÞ trong b¶ng (2 – 1) sau ®©y: a(kA / ms) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t (ms) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 §iÖn ¸p trªn d©y chèng sÐt t¹i ®Ønh cét cã trÞ sè Ucs lµ: ( 2 – 30 ) Trong ®ã: + Rc: ®iÖn trë nèi ®Êt cét + Lc: ®iÖn trë th©n cét tÝnh theo chiÒu cao vÞ trÝ d©y chèng sÐt. Lc = hcs. L0 L0: ®iÖn c¶m ®¬n vÞ dµi cña cét ( L0 = 0,6 mH/m ) Víi hcs = 16,2m ta cã Lc=16,2.0,6 = 9,72 mH §iÖn ¸p trªn d©y dÉn lµ Udd cã kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang: Udd = - Kvq.Ucs + Ulv Trong ®ã: + Ulv lµ ®iÖn ¸p trung b×nh cña pha. Kvq: hÖ sè ngÉu hîp cña d©y dÉn pha víi d©y chèng sÐt cã kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang. §iÖn ¸p ®Æt trªn chuçi c¸ch ®iÖn lµ tæng ®¹i sè cña Udd vµ Ucs: Uc® = Ucs + Udd = Ucs- Kvq. Ucs + Ulv ( 2 – 31 ) ( 2 – 32 ) Uc® = Ucs. (1- Kvq ) + Ulv Tõ biÓu thøc ( 2 – 32 ) ta thÊy khi Kvq nhá th× Uc® lín do vËy theo tµi liÖu “h­íng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiÖp cao ¸p” th× khi tÝnh to¸n ph¶i tÝnh víi pha cã hÖ sè ngÉu hîp nhá nhÊt ë môc ( 2.1.3.3 ) ta cã: Ta tÝnh Uc® víi Kvq = 0,13; Rc = 20 W. Uc® = a/2. (20. t + 9,72 ). (1- 0,257) + 57,17 (kV) Cho c¸c gi¸ trÞ a kh¸c nhau ta tÝnh ®­îc ®iÖn ¸p ®Æt lªn chuçi c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y nh­ trªn b¶ng ( 2 – 2 ) B¶ng ( 2 – 2 ): Gi¸ trÞ Uc® khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît, khi ®é dèc a thay ®æi vµ ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau víi Rc = 20 W Tõ c¸c gi¸ trÞ trªn ta vÏ ®­êng Uc® = f(t) vµ a, trªn h×nh vÏ cßn thÓ hiÖn ®­êng ®Æc tÝnh (V- S) cña chuçi c¸ch ®iÖn §­êng ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V – S) cña chuçi c¸ch ®iÖn sÏ c¾t c¸c hµm Uc® = f(a; t; Rc) t¹i c¸c vÞ trÝ mµ tõ ®ã ta cã thêi gian x¶y ra phãng ®iÖn trªn chuçi sø nh­ h×nh (2 – 11). §Æc tuyÕn v«n – gi©y (V-S) cña chuçi sø ®­îc tra trong b¶ng 25 s¸ch h­íng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiÖp kü thuËt ®iÖn cao ¸p B¶ng ( 2 – 3 ): §Æc tÝnh v«n – gi©y (V-S) cña chuçi c¸ch ®iÖn t(ms) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Up® (kV) 1020 960 900 855 830 810 805 800 797 795 Tõ c¸c gi¸ trÞ trªn ta vÏ ®­îc ®­êng f(t) vµ a, trªn h×nh vÏ nµy cßn thÓ hiÖn ®­êng ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V-S) cña chuçi c¸ch ®iÖn. Ta cã ®å thÞ h×nh (2 – 11) Tõ ®å thÞ h×nh (2 – 10 ) ta cã: ti = 0,53; 0,61; 0,73; 0,88; 1,13; 1,42; 1,95; 2,9; 4,88; 11,9 T¹i thêi ®iÓm phãng ®iÖn ti t­¬ng øng c¸c ®é dèc ®Çu sãng ai ta cã trÞ sè sÐt nguy hiÓm: Ii = ai. ti , tõ cÆp sè cña (I ; a) ta vÏ ®­îc ®­êng cong th«ng sè nguy hiÓm h×nh (2 – 10). 100 80 60 40 20 0 MiÒn nguy hiÓm MiÒn nguy hiÓm I (kA) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 a (kA/ms) H×nh(2 –10): §­êng cong th«ng sè nguy hiÓm khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît. Trong h×nh 2-11 d­íi ®©y ta l­u ý c¸c ®iÓm sau : - X¸c suÊt phãng ®iÖn Vp® lµ x¸c suÊt mµ t¹i ®ã cã c¸c cÆp th«ng sè (Ii;ai) thuéc miÒn nguy hiÓm - C¸c cÆp sè (Ii ; ai) n»m trong miÒn giíi h¹n nguy hiÓm th× sÏ x¶y ra phãng ®iÖn. Do ®ã x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn chÝnh lµ x¸c suÊt ®Ó cho cÆp sè (Ii ; ai) thuéc miÒn nguy hiÓm. dVp® = P (a ³ ai) P (I ³ Ii ). ( 2 – 33 ) Trong ®ã: + P(I ³ Ii ): lµ x¸c suÊt ®Ó cho dßng ®iÖn I lín h¬n gi¸ trÞ dßng ®iÖn Ii nµo ®ã. + P(a ³ ai): lµ x¸c suÊt ®Ó cho ®é dèc a lín h¬n gi¸ trÞ ai nµo ®ã ®Ó g©y ra phãng ®iÖn 0 1 2 3 4 5 5000 4000 3000 2000 1000 0 §Æc tÝnh (v-s) 1 2 3 4 5 a=90kA/ms a=20kA/ms a=30kA/ms a=100kA/ms a=10kA/ms a=40kA/ms a=50kA/ms a=60kA/ms a=70kA/ms a=80kA/ms H×nh 2–11: §iÖn ¸p ®Æt lªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît Uc® (a,t) víi Rc = 20 W vµ ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V-S) cña chuçi c¸ch ®iÖn Up® (t). + P(a ³ ai) = P( ai – da ≤a≤ ai + da ) = dVa Víi: Thay vµo biÓu thøc ( 2 – 34 ) ®­îc: dVp® = Vi.dVa B»ng ph­¬ng ph¸p sai ph©n x¸c ®Þnh ®­îc: ( 2 – 34 ) Víi : Do trong tÝnh to¸n vÒ ®­êng cong th«ng sè nguy hiÓm ta chØ tÝnh víi 10 gi¸ trÞ cña a vµ I nªn ph¶i tiÕn hµnh ngo¹i suy ®Ó phñ kÝn c¸c gi¸ trÞ cña chóng. Ta ®­îc c¸c kÕt qu¶ nh­ b¶ng (2 – 4 ). TÝnh ®­îc Vp.® = 0,00767. 2.3.3- TÝnh suÊt c¾t tæng do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît ®­êng d©y t¶i ®iÖn 110kV. SuÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: nkv = Nkv . Vp® . h (lÇn / 100km. n¨m ) ( 2 – 35 ) Nkv = N/ 2 = 96/ 2 = 48 VËy: nkv = 48. 0,00767. 0,63 = 0,204 ( lÇn / 100km. n¨m ) 2.4- tÝnh suÊt c¾t cña ®­êng d©y110kV do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét. §èi víi ®­êng d©y cã d©y chèng sÐt b¶o vÖ, phÇn lín th× sÐt ®¸nh vµo d©y chèng sÐt ë kho¶ng v­ît vµ ®¸nh vµo khu vùc ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét. §Ó ®¬n gi¶n ta xÐt tr­êng hîp sÐt ®¸nh ngay ®Ønh cét nh­ h×nh (2 – 12 ): ic ic Ics Ics I»0 ic Rc Rc Rc H×nh 2-12 : SÐt ®¸nh ®Ønh cét ®­êng d©y cã d©y chèng sÐt b¶o vÖ . 2.4.1- Lý thuyÕt tÝnh to¸n. Khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét ®­êng d©y cã treo d©y chèng sÐt, ®a sè dßng ®iÖn sÐt sÏ ®i vµo ®Êt qua bé phËn nèi ®Êt cña cét, phÇn cßn l¹i theo d©y chèng sÐt ®i vµo c¸c bé phËn nèi ®Êt cña c¸c cét l©n cËn. §iÖn ¸p trªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét cã treo d©y chèng sÐt lµ: ( 2 – 36 ) Trong biÓu thøc trªn ®iÖn ¸p xuÊt hiÖn trªn c¸ch ®iÖn gåm: + Thµnh phÇn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña cét do dßng sÐt ®i trong cét g©y ra: +Thµnh phÇn ®iÖn cña ®iÖn ¸p c¶m øng xuÊt hiÖn trªn d©y dÉn do hç c¶m gi÷a d©y dÉn vµ kªnh sÐt g©y ra: +Thµnh phÇn tõ cu¶ ®iÖn ¸p c¶m øng xuÊt hiÖn trªn d©y dÉn do hç c¶m gi÷a d©y dÉn vµ kªnh sÐt g©y ra: +Thµnh phÇn ®iÖn ¸p do dßng ®iÖn ®i trong d©y chèng sÐt g©y ra, k lµ hÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y dÉn vµ d©y chèng sÐt : kUcs +§iÖn ¸p lµm viÖc trung b×nh cña ®­êng d©y : Ulv DÊu trõ (-) thÓ hiÖn ®iÖn ¸p nµy ng­îc dÊu víi thµnh phÇn ®iÖn ¸p kh¸c trong c«ng thøc (2 – 36).V× vËy thµnh phÇn nµy lµm gi¶m ®iÖn ¸p trªn c¸ch ®iÖn khi bÞ sÐt ®¸nh. 2.4.1.1- C¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña cét do dßng ®iÖn sÐt ®i trong cét g©y ra. C¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña cét do dßng ®iÖn sÐt ®i trong cét vµ ®iÖn ¸p trªn d©y chèng sÐt liªn quan víi nhau v× chóngphô thuéc vµo ®iÖn ¸p ®i trong cét vµ d©y chèng sÐt. §Ó tÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn nµy cã thÓ dùa vµo s¬ ®å t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch dÉn dßng ®iÖn sÐt. Ta chia lµm hai tr­êng hîp: a/ Tr­êng hîp 1: Khi ch­a cã sãng ph¶n x¹ tõ cét bªn trë vÒ: Trong ®ã : + lkv: lµ chiÒu dµi kho¶ng v­ît +n = c. b víi: c lµ tèc ®é ¸nh s¸ng ; b: tèc ®é phãng ®iÖn ng­îc t­¬ng ®èi cña dßng sÐt. ic ics ics is 2ics Rc is ic S¬ ®å t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch dÉn dßng ®iÖn sÐt nh­ h×nh ( 2 – 13 ) H×nh ( 2 – 13 ): S¬ ®å t­¬ng ®­¬ng m¹ch ®Én dßng sÐt khi ch­a cã sãng ph¶n x¹ tíi Trong s¬ ®å dßng sÐt ®­îc coi nh­ mét nguån dßng, cßn thµnh phÇn tõ cña ®iÖn ¸p c¶m øng trªn d©y chèng sÐt nh­ mét nguån ¸p. Mcs lµ hç c¶m gi÷a kªnh sÐt vµ m¹ch vßng " d©y chèng sÐt - ®Êt ". (2-37) Trong ®ã: +hcs : ®é cao d©y chèng sÐt ; hdd: ®é treo cao cña d©y dÉn ; hc: ®é cao cña cét. +H = hdd + hcs ; +Dh = hc - hdd ; +b : tèc ®é phãng ®iÖn ng­îc t­¬ng ®èi cña dßng sÐt. Theo s¸ch h­íng dÉn thiÕt kÕ kü thuËt ®iÖn cao ¸p ta cã b = 0,3. +n = b.c víi c lµ tèc ®é ¸nh s¸ng c = 3.108 m/s = 300m/ms +Lccs ; Lcdd : lµ ®iÖn c¶m cña cét tõ mÆt ®Êt tíi d©y chèng sÐt hoÆc d©y dÉn. ( 2 – 38 ) Khi tÝnh cho d©y chèng sÐt ta chØ viÖc thay hdd bëi hcs rtd: B¸n kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña d©y tiÕp ®Þa tõ cét xuèng cäc nèi ®Êt chÝnh lµ d©y dÉn dßng sÐt trong th©n cét. Tõ s¬ ®å thay thÕ d©y chèng sÐt ®­îc biÓu thÞ bëi tæng trë sãng cña d©y chèng sÐt, cã xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang. Tõ s¬ ®å h×nh ( 2 – 13 ) ta viÕt hÖ ph­¬ng tr×nh nh­ sau: Ph­¬ng tr×nh m¹ch vßng(*) Ph­¬ng tr×nh thÕ nót(**) Gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh nµy®­îc kÕt qu¶ lµ: (2 – 39 ) Tæng trë sãng cña d©y chèng sÐt Zcs ®­îc x¸c ®Þnh bëi: (2 – 40 ) Trong ®ã: §iÖn ¸p gi¸ng trªn d©y chèng sÐt Ucs (t) =ics (t).Zcs b/ Tr­êng hîp 2: Khi cã sãng ph¶n x¹ tõ cét bªn trë vÒ: t > 2lkv / v: Tr­êng hîp nµy tÝnh chÝnh x¸c ph¶i ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®Æc tÝnh, ë ®©y ®Ó ®¬n gi¶n ta tÝnh gÇn ®óng tøc lµ cã thÓ thay d©y chèng sÐt b»ng ®iÖn c¶m tËp trung nèi tiÕp víi ®iÖn trë cña ®Êt cña hai cét bªn c¹nh nh­ h×nh ( 2 – 14 ) H×nh 2–14: S¬ ®å t­¬ng ®­¬ng m¹ch dÉn dßng ®iÖn khi cã sãng ph¶n x¹ tíi Lcs : lµ ®iÖn c¶m cña mét kho¶ng v­ît d©y chèng sÐt khong kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang. ( 2 – 41 ) Trong ®ã: + Zo.cs : lµ tæng trë sãng cña d©y chèng sÐt kh«ng kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang . + lkv : chiÒu dµi kho¶ng v­ît + c : tèc ®é ¸nh s¸ng c =300/ms Tõ s¬ ®å ta x¸c ®Þnh ®­îc: 2.4.1.2-Thµnh phÇn ®iÖn cña ®iÖn ¸p c¶m øng. Khi kh«ng cã d©y chèng sÐt: Khi cã d©y chèng sÐt: (2-45) Víi K lµ hÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y dÉn víi d©y chèng sÐt. 2.4.1.3-Thµnh phÇn tõ cña ®iÖn ¸p c¶m øng: §é dèc cña dßng sÐt a = (dic/dt) cã thÓ coi lµ mét h»ng sè ®èi víi mçi dßng ®iÖn sÐt. Do ®ã ®Ó tÝnh thµnh phÇn tõ cña ®iÖn ¸p c¶m øng ta ph¶i x¸c ®Þnh Mdd(t). 2.4.1.4-X¸c ®Þnh suÊt phãng ®iÖn Vp® : Tõ c¸c gi¸ trÞ ®iÖn ¸p gi¸ng trªn chuçi c¸ch ®iÖn vµ tõ ®Æc tuyÕn v«n – gi©y cña chuçi sø ta cã c¸c gi¸ trÞ thêi gian x¶y ra phãng ®iÖn (ti) . Biªn ®é dßng ®iÖn sÐt nguy hiÓm sÏ lµ: Ii = ai. ti Tõ ®©y ta cã x¸c suÊt phãng ®iÖn lµ: SuÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét: nc = Vp® . Nc .h 2.4.2-Tr×nh tù tÝnh to¸n. Sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét. Nc =N/2 = 96/2 = 48 lÇn /100km.n¨m X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang: h = 0,63 X¸c ®Þnh Vp® : §Ó x¸c ®Þnh Vp® ta ph¶i x¸c ®Þnh ®iÖn ¸p ®Æt trªn chuçi c¸ch ®iÖn khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét. Rc = 20W Lcdd = Lo.hdd = 0,6.12 = 7,2mH víi Lo lµ ®iÖn c¶m ®¬n vÞ dµi th©n cét. v = b.c = 0,3.300 = 90 m/ms lµ vËn tèc phãng ®iÖn ng­îc cña dßng ®iÖn sÐt (theo s¸ch h­íng dÉn thiÕt kÕ kü thuËt ®iÖn cao ¸p ta cã b = 0,3 ; c lµ vËn tèc ¸nh s¸ng c = 300m/ms). Ulv vËn tèc trung b×nh cña ®­êng d©y. C¸c thµnh phÇn cßn l¹i cña ®iÖn ¸p trong c«ng thøc ( 2 – 36 ) ®Òu phô thuéc vµo ®é dèc a, thêi gian t vµ ®é cao cña d©y dÉn. 2.4.2.1- §iÖn ¸p gi¸ng trªn chuçi c¸ch ®iÖn cña pha A. a/ Thµnh phÇn ®iÖn cña ®iÖn ¸p c¶m øng: Thay c«ng thøc( 2 – 43 ) vµo c«ng thøc ( 2 – 44 ) ta cã: Trong ®ã: +HÖ sè ngÉu hîp khi cã ¶nh h­ëng cña vÇng quang pha A : KA-csvq = 0,257 (®· tÝnh ë 2.1.3.3 ). + hcs =hc =16,2m ; hdd = hddA = 12m. H = hcs + hdd = 16,2+12 = 28,8m ; Dh = hcs – hdd =16,2 – 12 = 4,2m. b = 0,3 ;lÊy a = 10 ; t = 3ms. Ta cã b¶ng (2 – 4 ) b/ Thµnh phÇn tõ cña ®iÖn ¸p c¶m øng: ; Lcdd = Lo.hddA = 7,2mH ¸p dông c«ng thøc ( 2 – 46 ) ta cã: a =dis/dt : ®é dèc ®Çu sãng cña sÐt dic/dt: tèc ®é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn ®i trong th©n cét cã xÐt tíi sù thay ®æi tr­íc vµ sau ph¶n x¹ cña sãng sÐt tõ cét l©n cËn trë vÒ. c/ §iÖn ¸p trªn d©y dÉn g©y ra bëi dßng ®iÖn sÐt ®i trong d©y chèng sÐt K.Ucs(t).: Lccs = Lo . hcs = 9,72mH - Ta ph¶i t×m ic vµ dic /dt trong hai tr­êng hîp: + Tr­êng hîp 1: Tr­íc khi cã sãng ph¶n x¹ tõ cét l©n cËn vÒ ®ã lµ kho¶ng thêi gian t £ 2.lkv /c (lkv = 150m lµ chiÒu dµi kho¶ng v­ît ). t £ 2.150 /300 =1ms. Theo c«ng thøc ( 2 – 39 ) vµ ( 2 – 40 ) ta cã: trong ®ã : NhËn xÐt: Khi R; a; t thay ®æi th× ic (t) vµ dic /dt thay ®æi. + Tr­êng hîp 2: Khi cã sãng sÐt ph¶n x¹ tõ cét l©n cËn trë vÒ : §ã lµ thêi gian t > 2.lkv hay t > 2.150 /300 = 1ms. Theo c«ng thøc ( 2 – 42 ) vµ ( 2 – 43 ) ta cã: Vµ : Trong ®ã: ViÕt l¹i biÓu thøc ®iÖn ¸p trªn chuçi c¸ch ®iÖn: Víi dis / dt = a ta cã : Ta cã: Víi K lµ hÖ sè ngÉu hîp cña pha A víi d©y chèng sÐt cã kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÇng quang KA-csv q = 0,254 Thay sè vµo ta cã: (2 – 51) 2.4.2.2 - §iÖn ¸p gi¸ng trªn chuçi c¸ch ®iÖn cña pha B; C. a/ Thµnh phÇn Ucu®(t) theo c«ng thøc (2-) vµ (2-) Víi b = 0,3; KB-csvq = 0,257 ; hdd = hddB = 9 m ; H = hcs+ hddB = 16,2 + 9 = 25,2m Dh = hcs- hddB = 7,2m b /Thµnh phÇn Ucut (t) : Lcdd = L0hddB = 5,4mH c / Thµnh phÇn ®iÖn ¸p trªn d©y dÉn g©y ra bëi dßng ®iÖn sÐt ®i trong d©y chèng sÐt: k.Ucs(t) Theo tÝnh to¸n pha A ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc a1 ; a2 Lcs Theo c«ng thøc ( 2 – 3 ) ta cã : d/ Víi pha B,C ta cã : 2.4.2.3- So s¸nh ®iÖn ¸p gi¸ng trªn chuçi c¸ch ®iÖn pha A vµ pha B. ë cïng mét thêi gian t¸c ®éng vµ cïng mét ®é dèc cña dßng ®iÖn sÐt, ë cïng mét thêi gian t¸c ®éng vµ cïng ®é dèc cña dßng ®iÖn sÐt, nÕu chuçi c¸ch ®iÖn cña pha nµo cã ®iÖn ¸p gi¸ng lín h¬n th× pha ®ã cã x¸c suÊt phãng ®iÖn lín h¬n. Chän th«ng sè cña dßng ®iÖn sÐt tÝnh to¸n : t = 3ms; a =10kA/ms. a/ TÝnh to¸n víi pha A: Thay t vµ a vµo c¸c c«ng thøc ( 2 – 52 ); ( 2 – 53 ) ; ( 2 – 54 ): Thay t ; a ®· chän vµ R =20W vµo c«ng thøc ( 2 – 39 ) vµ ( 2 – 40 ): Thay c¸c gi¸ trÞ Uc­dd(t); Mdd(t) ; Mcs(t) ; ic(t) ; dic/dt vµo ( 2 – 5 0): Uc®A (t) = (1-0,254).20.30,8+5,6.(7,2-0,254.9,72)+ +10. (6,63+0,254. 9,23)+146,5+57,17 = 716,3kV b/TÝnh to¸n víi pha B: Thay c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh to¸n vµo c«ng thøc ta cã: Uc®B(t) = (1-0,13)20.20,85+5,59(5,4- 0,13.9,72)+10(5,236+0,13.9,46) +124,15+57,17 = 631,9kV. So s¸nh ®iÖn ¸p trªn c¸ch ®iÖn khi ®­êng d©y bÞ phãng ®iÖn ta thÊy: Uc®A = 716,3kV > Uc®B = 631,9kV. VËy víi cïng mét tham sè cña dßng ®iÖn sÐt th× chuçi c¸ch ®iÖn cña pha A ph¶i chÞu ®iÖn ¸p lín h¬n so víi pha B vµ Pha C. Do ®ã ta sÏ tÝnh x¸c suÊt phãng ®iÖn khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét víi c¸c th«ng sè kü thuËt cña pha A. 2.4.3-TÝnh x¸c suÊt phãng ®iÖn. Trong biÓu thøc tÝnh ic(t) vµ dic/dt ta ph¶i tÝnh tr­íc Mcs(t) víi c¸c kho¶ng chia nhá cña thêi gian (víi t = 3ms). B¶ng (2 –5): Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña Mcs(t) vµ Mdd(t) "víi t = 3ms " t(ms) 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mdd(t) 3,26 4,41 5,76 6,63 7,26 7,76 8,2 8,53 8,83 9,1 9,4 Mcs(t) 3,86 5,41 7,24 8,41 9,26 9,94 10 11 11,4 11,7 12 Tõ kÕt qu¶ trong b¶ng ( 2- 4 ) ta tÝnh ic(t); dic/dt theo a vµ R víi 2 kho¶ng thêi gian lµ t £ 1ms vµ t ³ 1ms. a/ Víi t £ 1ms ta tÝnh ic(t) ; dic /dt theo c«ng thøc (2–49) vµ c«ng thøc (2–50) b/ Víi t ³ 1ms ta x¸c ®Þnh ic(t) vµ dic /dt theo c«ng thøc ( 2 – 49 ) vµ (2 – 50) ta ®­îc kÕt qu¶ ë b¶ng (2 – 6 ) vµ b¶ng (2 – 7 ): Cho biªn ®é dßng sÐt nhËn c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau tõ 10 ®Õn 100kA chóng ta tÝnh ®­îc ®iÖn ¸p ®Æt lªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y. KÕt qu¶ tÝnh ®­îc ghi ë b¶ng (2 – 8). Tõ b¶ng (2 – 8) vÏ då thÞ Ucd (t , a) vµ ®Æc tÝnh (v - s) ta d­îc c¸c gi¸ trÞ Ti vµ c¸c sè liÖu tÝnh to¸n ë b¶ng (2 – 9). Tõ b¶ng (2 – 9) ta tÝnh ®­îc Vp® = 0,0397. TÝnh suÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét hoÆc l©n cËn ®Ønh cét: nc = Nc. Vp® . h (lÇn / 100km. n¨m ) Nc = N / 2 = 96 / 2 = 48 VËy: n = 48. 0,0397. 0,63 = 1,2 ( lÇn / 100km. n¨m ). 2.5- TÝnh suÊt c¾t tæng do sÐt ®¸nh vµo ®­êng d©y t¶i ®iÖn 110kV. SuÊt c¾t toµn bé ®­êng d©y khi cã sÐt ®¸nh trùc tiÕp ®­îc x¸c ®Þnh bëi: n = ndd + nkv + n®c (lÇn /100km.n¨m) Ta ®· tÝnh ®­îc suÊt c¾t ndd ; nkv ; n®c ë c¸c phÇn trªn: n = 0,03676 + 0,204 + 1,2 = 1,44 (lÇn/100km.n¨m) 2.6- TÝnh chØ tiªu chèng sÐt cho ®­êng d©y t¶i ®iÖn 110kV Ph¶ l¹i - §«ng Anh. ChØ tiªu chèng sÐt cho ®­êng d©y lµ sè n¨m vËn hµnh an toµn gi÷a hai lÇn sù cè liªn tiÕp, ta ®· tÝnh ®­îc suÊt c¾t ®­êng d©y khi bÞ sÐt ®¸nh. ChØ tiªu chèng sÐt cho ®­êng d©y Ph¶ L¹i - §«ng Anh cã l = 150km lµ: (N¨m / lÇn sù cè ) NhËn xÐt: Sau khi tÝnh to¸n suÊt c¾t cho ®­êng d©y t¶i ®iÖn 110kV ta thÊy: - SuÊt c¾t cña ®­êng d©y do sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn kh«ng phô thuéc vµo trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cña cét ®iÖn, nh­ng l¹i phô thuéc vµo gãc b¶o vÖ a, do ®ã ®Ó gi¶m sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn th× ph¶i gi¶m gãc b¶o vÖ a. - Khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v­ît th× kh¶ n¨ng phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y phô thuéc vµo trÞ sè cña ®iÖn trë nèi ®Êt. NÕu ®iÖn trë nèi ®Êt nhá th× kh¶ n¨ng phãng ®iÖn lµ rÊt Ýt v× khi sÐt ®¸nh vµo d©y chèng sÐt trong kho¶ng v­ît sÏ g©y ra c¸c sãng qu¸ ®iÖn ¸p truyÒn vÒ cét ®iÖn, sãng nµy gÆp ®iÖn trë nèi ®Êt nhá nªn ®iÖn ¸p ®i vµo bé phËn nèi ®Êt ®­îc gi¶m thÊp. - Khi sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét th× phÇn lín dßng ®iÖn sÐt sÏ ®i vµo hÖ thèng nèi ®Êt cña cét ®iÖn. PhÇn cßn l¹i sÏ theo d©y chèng sÐt ®i vµo hÖ thèng nèi ®Êt cña cét ®iÖn bªn c¹nh. Do vËy trÞ sè cña ®iÖn trë nèi ®Êt ¶nh h­ëng lín ®Õn trÞ sè ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn cña ®­êng d©y. VËy ®Ó gi¶m sè lÇn c¾t ®iÖn ®­êng d©y do sÐt th× ph¶i gi¶m ®iÖn trë nèi ®Êt cña cét ®iÖn vµ t¨ng c­êng c¸ch ®iÖn cho ®­êng d©y.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChuong 3.doc
  • rarban ve.rar
  • xlsBT Cao Ap.xls
  • docChuong 1.doc
  • docChuong 2.doc
  • docchuong 3 sua.doc
  • docChuong mo dau.doc
  • docDe.doc
  • docHinh.doc
  • xlsSong truyen 2.xls
  • docTm.doc
Luận văn liên quan