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

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.