Luận văn nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho Đường dây 220 kv Ứng dụng bảo vệ Đường dây 220kv yên bái lào cai

Sự cổ do sét đánh đối với đường dây 220 kV đang là mối quan tâm của các đơm vị quản lý, của các chuyên gia trong việc nghiên cứu để giảm thiếu số lần cắt điện và hiệt hại Xuất phát từ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

PHẠM DÌNH ĐẠO

NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHÓNG SÉT

CHO ĐƯỜNG DẦY 220 KV, ỨNG DỤNG BẢO VỆ

DUONG DAY 220 KV YEN BAI- LAO CAI

LUAN VAN TIIAC Si K¥ TITUAT

NGANH: HE THONG DLEN

NGUOI HUGNG DAN KHOA HOC: PGS TS NGUYEN DINH THANG

Hà nội - 2012

LỜI CAM ĐOAX

tôi xin cam đoan luận văn." Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220 kV, ứng dụng bảo vệ đường dây 220 kV Yên Bái — Lào

Cai” là công trình nghiên cứu của riêng tỏi Các số liệu, kết quả trình bay trong

hiận văn là trung fhực và chưa từng được công bé trong bat kỹ hiận văn nào trước

đây

Hà Nội, ngày - tháng 11 năm 2012

“Tác giả luận văn

Phạm Đình Đạo

MỤC LỤC Trang phụ bia

Lời cam đoạn

Danh mục các băng biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Mở dẫu

CHUONG 1 TONG QUAN VE BAO VE CHONG SET DUONG DAY

1.1 Tình hình lưới truyền tải điện nước ta

1.2 Sét và ảnh hưởng của sét dén việc bão vệ đường đây

1.2.1 Quả điện áp khi quyển

1.2.2 Sự nguy hiểm của quả điện áp khi quyền

1.2.3 Sự có do sét đánh dối với dường đây truyền lãi điện trên không

13 Tình hinh sự cổ trên đường đây 220KV truyền tải điện Tây Bắc

1.3.1 Lưới điện 220 kV truyền tải điện Tây Dắc

1.3.2 Thống kê sự cố vả sự có do sét trên đường dây 220kV

1.3.3 Các biện pháp ap dụng, dễ giám thiểu số lần cắt và thiệt hại do sét

1.3.4 Phân tích dánh giá các biện pháp

1.4 Kết luậu và hưởng rghiên cứu của để tải

CHUONG 2 LY THUYRT BAO VB CHONG SET DUONG DAY 220 kV

21 Yéucdu chung

Chỉ tiêu chẳng sét của đường dây

Tình toán bảo vệ chẳng sét cho đường đây

Các tham số của đường đây

1.1 Suất cất của đường dây đo sét đánh vòng quá dây chống sét vào day din

1.2 Suất cắt của đường dây đo sét đánh vào khoảng vượt

1.3 Suất cắt của đường dây đo sét đánh vào đỉnh cột hoặc gần đỉnh cột

2.4.1.4 Suất cắt của đường dây

2.5 Kết luận

CHƯƠNG 3.MỘT SỐ HIỆN PHẮP BẢO VỆ ĐƯỜNG DẦY 220KV YÊN BÁI-

LAO CAT

3.1 Hiện trạng đường đây 220kV Yên Bái- Lao Cai

3.1.1 Công tác quản lý vận hành đường dây 220KV Yên Hải- Lao Cai

3.1.2 Thông số kỹ thuật đường đây 220kV Yên Bai- Lao Cai

3.1.3 Quả trình quán lý vận hành đường dây 220kV Yên Hải- Lao Cai

3.1.4 Tình hình sự od do sét đánh vào dường dây 220V Yên Bái Lao Cai

3.1.5 Nhận xét đánh giá tình hình sự oỗ do sét

2 Một số biện pháp khắc phục sự cổ do sét đánh đường dây Yên Bái- Lao Cai

3.2.1 Đề cao cổng tác kiểm tra đường đây

3.2.2 Đám bảo khoảng cách hành lang, an toàn đường day

3.2.3 Bé sung day nói đât cho hệ thẳng tiếp địa cột

3.2.4 Lắp đặt chẳng sét van đường đây

3.2.5, Bé sung bat st day din

3.2.6, Kiém tra và bổ sung tiếp địa cột

3.3.7 Tái hoàn thế phục hỏi điện trở suất của dat

3.3 Phân tích nguyên nhân giảm thiếu sự cổ đo sét đánh trên đường dây sau khi đã

áp dụng các biện pháp

3.3.1 So sảnh số vụ sự có do sét đánh trên đường, đây theo năm vận hành

3.3.2 Phân tích nguyên nhân tăng giám số vụ sự cổ do sét đánh trên đường dây

3.4 Nhậnxét chung

CHUONG 4 SƠ SÁNH KINH TẾ CÁC BIỆN PHÁP, KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

41 So sánh kinh tế - kỹ thuật các biện pháp

4.1.1 Biện pháp tái hoàn thổ phục hỏi điện trở suất của đất

4.1.2 Biện pháp nổi đải đây tiếp địa

4.1.3 Biện pháp đỏng bổ sung tiếp địa cột

4.1.4, Biện pháp bé sung cách điện

4.1.5 Biện pháp lắp đặt chồng sét van đường day

4.2.2.1 Dối với đường dây đang vận hành

4.2.2.2, Dối với dự án đầu tư xây đựng đường đây mới

TAI LIU THAM KIIAO

Phy luc 1 Bang theo déi do dign trở cột dường dây 220kV YênBái Lao Cai

Thụ lục 2 Bảng theo đối bễ sung, cách điện dường dây 220 kV Yên Bái — Lao Cai

Phụ lục3 Một số hình ảnh vẻ dường dây 220 kV Yên Bái — Lao Cai

to

100 lll 120

DANH MUC CAC BANG BIEU HINH VE

Đanh mục các bằng biểu

Bang 1.1: Ting trưởng đường dây và dua lượng MBA truyền lãi

Bang 1.7 : Công suất vận hánh lớn nhất của H†Đ

Bảng 1.3: Đi ăng truyền tãi lớn nhất của HTĐ

Bang 1.4: Thông kẻ sự có trên lưới 220 kV truyền tải diện Tây Đắc

Bang 2.1: gia tri Uea voi dign trở cột Re — 10 Q

Hãng 2.7: gid tr] Uea vOi dién tré ct Re =15Q

Bang 2.3: Gia tri U*) voi su thay déi a, t

Đăng 2.4: Tỉnh toán giá trị ica) voi, 1000

Bang 2.5: Tính toán các giả trị của Te Lvai Re = 102

lí

Bảng 2.6: Điện áp đặt lên cách điện pha A với R¿ = 10Q

Đăng 2.7: Giá Irị của ie(aU) với Rc 150

Bảng 2.8 Giá trị của "ma vaiRe 150

Bảng 2.9: Pign ap dit lén céch din pha Avie 150

Hảng 3.1 Tổng hợp các loại cột trên dường dây Yên Bái Lao Cai

Bang 3.2 Tổng hợp các loại cách điện trên đường đây Yên Bái — Lao Cai

Lao Cai

Bảng 3.3 Tổng hợp cá loại móng trên đường dây Yên Bái

Bảng 3.4 Tổng bợp các loại tiếp địa trên đường đây Yên Bái Lao Cai

Bang 3.5 Tẳng hợp bễ xung cách điện trên đường dày Yên Bái — Tao Cai Ì Đăng 3.6 Tổng hợp bé xung cách diện trên dường dây Yên Bái — Lao Cai 2 liảng 3.7.Tông hợp sự cố điển hình năm 2007

Bang 3.8.Tắng hợp sự cổ điển hình nằm 2008

Bảng 3.9 Lồng hợp sự có diễn hinh năm 2009

Bang 3.10.Téng hep sự cố điển hình năm 2010

Bang 3.11 Tống hợp sự cô điển hình năm 2011

Bang 3.12 Tang hop su cổ điển hình năm 2012

Bang 3.13 Tổng hợp bồ trí chẳng sét van trên dường đây Yên Bái — Lao Cai

Bang 3.14 Bé 5

Bang 3.15 Dign tré néi dat clia duong day trén khéng,

bí chống sét văn trên đường dây Yên Bái — Tao Cai

Đảng 3.16 So sánh số vụ sự có đo séi đánh trên đường đây

Bang 4.1 Téng hop chi phi tái hoàn thể cho một vị trí móng cột

lãng 4.2 Tổng hợp chỉ phí nói dai đây tiếp địa cho một vị trí cột

Bang 4.3 Tổng hợp chỉ phí đóng bồ xưng tiếp địa cho một vị trí cột

Bang 4.4 Téng hep chỉ phí bê xung cách điện cho một vị trí cột

lãng 4.5 Tổng hop chỉ phi lắp đặt chồng sét van cho một pha

Đanh mục các hình vẽ „ đỗ thị

Tĩnh 2.1 Sơ đỏ minh họa kết câu cột lộ đơn

Hinh 2.2, So dé xác định hệ số ngẫu hợp

Hình 2.3 Đỏ thị phụ thuộc tk)

Hinh 2.4 Sát dánh vào khoáng vượt dãy chúng sét

Hinh 2.5 Đặc tỉnh vön- giây của chuỗi sử

Hình 2.6 Đường đặc tinh nguy hiém I = fa)

Hinh 2.7 Để thị Ưa(a.#) với giá tri dién tré cdt Re — 102

Tinh 2.8 Dé thi Uia(a,t) voi giá trị điện trở cột Ec = 15 @

1linh 2.9, Sát đánh vảo đính cột

Hình 2.10 Sơ để thay thế mạch dẫn dòng điện sét trước khi cỏ sỏng phản xạ

1ình 2.11 Sơ đã thay thế mạch dẫn dòng điện sét sau khi có sóng phản xạ

Hình 2.12 Đồ thị mỗi quan hệ cúa Us¿ với đặc tỉnh V-5 chuối sứ với l„ = 106)

Tĩình 2.13 Đô thị mỗi quan hệ cúa U,¿ với đặc tinh V-S chudi sit voi Re = 150

M6 DAU

1 Lý do chọn để tài

Diện năng là nguồn năng lượng hết sức quan trọng đổi với mọi lĩnh vực của méi quéc gia nhất là đối với các nước đang trong thời kỹ công nghiệp hoá, hiện đại

hoá như nước ta

Trong những thập niên qua ngành điện không ngừng phát triển cả về nguồn và đường dây truyền tải nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp điện năng cho nên kinh tế quốc dan

Để đám báo an toàn cho thiết bị, vận hành hệ thông, cung cấp điện liên tục và

ốn định thì bão vệ chống sét cho hệ thống điện có một vị trí rất quan lrọng nhất là với dưỡng đây truyền tâi diện cao áp, siêu cao áp

Luưới điện truyền tải 220kV với đặc thù đường đây dài đi qua nhiều vùng miễn

địa hình dia chật khác nhau cho nên nó là một trong các phần tử có ngưy cơ chịu

ảnh hướng nặng nẻ nhất sự có do sét đánh

Vận hành an toàn - kinh tế đường đây truyền tải 220lcV lả nhiệm vụ và chỉ tiêu hàng đâu của đơn vị truy: tải, các biện pháp bão vệ đường dây đặc biệt là bảo vệ

chống sét được đầu tư vá hết sức coi trọng Tuy nhiên sét là hiện tượng tự nhiên xây

Ta một cách ngẫn nhiên nên việc phỏng chẳng sét rát phíc tạp và tấn kém trong đâu

tử

Sự cổ do sét đánh đối với đường dây 220 kV đang là mối quan tâm của các

đơm vị quản lý, của các chuyên gia trong việc nghiên cứu để giảm thiếu số lần cắt

điện và hiệt hại

Xuất phát từ nhu cầu thực tế trên tôi chọn dễ tải: " Nghiên cứu các biện pháp

bảo vệ chồng sét cho đường day 220 KV, img dung bao vệ đường dầy 220kV Yên Bái — Lao Cai"

2 Mục đích, đối Lượng „ phạm vỉ nghiên cứu của đề Lãi

Để tải tập trung tìm hiểu, phản tích đánh giá tình hình quản lý vận hành, tỉnh

tình sự cổ do sét trên đường đây 220 kV Yên Bái- Lao Cai từ đó đề xuất các biện

pháp hạn chế sự cổ do sét đánh,

3 Phương pháp nghiên cứu

Dua vào lý thuyết bão vệ chống sét cho đường dây kinh điển, đánh giả phân tích tỉnh hình sự cỗ do sét trên dường đây cụ th, cho sự cố cụ thể nhằm dưa ra các biện pháp phủ hợp hạn chế tối đa ảnh hưởng, cúa sét đến vận hanh đường dây, lam

giảm thiểu số vụ sự cổ do sét đồng thời có sự so sảnh kinh tế các biện pháp

4, Câu trúc luận văn

Luan vin gém 4 chương:

Chương \ Tổng quan về bảo vệ chống sét đường dây

Chương 2 Lý thuyết báo vệ chồng sét dường day 220 kV

của PG8.T8 Nguyễn Định Thắng luận văn nảy đá được hoàn thánd Nhưng do thời

gian cỏ hạn, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nẻn sẽ không tránh khỏi những thiểu

sót cân hỗ sung, tham gia góp ý của thây cô, đồng nghiệp và bạn bè

mm xin chân thành cảm ơn các thấy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện

trường Đại học Bách khoa Hả Nội đã giúp đỡ, hưởng dân cho em hoàn thành bản

luận văn này

Tác giả mong muốn sau luận văn xảy sẽ tiếp tục có những nghiên cứu sâu sắc hon về dé tai bao vệ chỗng sét đường dây 220kV trên lưới truyền tải điện Lãy Hắc

nói riêng và lưới truyền tải điện quốc gia nói chung.

CHUONG 1

TONG QUAN VE BAO VE CHONG SET DUONG DAY

11 Tình hình lưới truyền tải điện nước ta

ứng trước nhu câu và đòi hỏi về cung cắp điện của nên kinh tế quốc đân, năm

1992 Chính phủ đã ra quyết định đầu tư xây đựng tuyến đường dây 500 kV Bắc -

Tam mạch ruột Su thời gian thì công khẩn trương, đông bộ công trình đã hoàn

thánh đồng điện năm 1994 Công trình là mốc lịch sử quan trọng đánh dầu một giai đoạn phát triển mới cửa ngành điện nước ta đó là: chính thức ra đài đường đây siêu

cao áp Đắc — Nam và hệ thống truyền tải diện

kẻ từ đỏ đẩn nay lưới điện truyền tải phát triển không ngừng cá về đường dây

va tram biển ấp cũng như công suất vận hành và điển năng truyền tải Tỉnh đến rằm

2011 nước ta dã cô 4.318 km dường day 500 kV, 10.828 kan duong day 220 kV, 86

trạm biển áp truyền tải SO0KV là 17 TBA với tổng dung lượng là 13.950 MVA, 72

TBA 220 kV với tống dung lượng là 22.476 MVA

Cấp dién ap 500 kV Cap dién ap 220 kY

Bảng 1.3: Công suất vậu hành lớn nhất của HTP

Năm HT Miễn Bắc | HTĐ Miễn Trung | HTĐ Miễn Nam | HTD Quoc gia

Bang 1.3: Điện rằng truyền tải lớn nhất của HTP

_ | HIĐMiễn Bắc | HIĐ Miễn Trung | HIĐ Miễn Nam | HTĐ Quốc gia

Qua thông số ở các bảng trên chúng ta thấy hệ thông truyền tải điện trong,

những năm qua phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu câu cho phụ tái của các vimg

Triển trong cả trước và khu vực Việc đầm bảo vận hành hệ thống truyền tải điện an

toàn _ kinh tế lá nhiệm vụ quan trọng bậc nhất của nganh truyền tái trong đỏ bão vệ

đường dây để lưạn chế tối thiểu sự cổ do mọi nguyên nhân là một rong các chỉ tiêu,

yếu cầu quan trọng nhất

1.2 Sẽ và ảnh hướng của sét đến việc bảo vệ đường dây

1.2.1 Quá điện áp khí quyền

Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyền giữa cáo đám mây giông mang, điện tích với đất hoặc giữa cáo đảm mây mưng điện tích trái đâu Điện ấp giữa đâm may giống và đất có thể đạt tới hàng chục, thậm chí hàng trăm nghin kilévén Chiéu đài trung bình của khe sót khoảng 3-5 km Đa phần cú sét đánh xuống mặt đất mang,

cực tính âm ( khoảng 80-90% ), chí có khoảng 10-20 %4 đông sớt mang cực dương

nhưng thường đo lá những cú sét đữ đội nhất Dóng sét có thời gian rất ngắn khoảng, vai chục mierogiây với tốc độ biến thiên ban đâu rât lớn [6]

Quá trình phỏng điện sét giống như quả trình phỏng điện xây ra trong môi trường không đồng nhất Khi các lớp mây được tịch điện đủ lớn tới mức độ có thể tạo nên cường độ trường lớn sẽ hình thành dòng phát triển về phia mat dal, giai

doạn này gọi là giai doạn phóng tia tiên dạo và dóng gọi là tia tiên dạo Tóc độ di

chuyển trung bình của tia tiên đạo ở lần phóng điện đầu tiên khoảng 1,5.10” cm, của các lần sau nhanh hơn và đạt tới 2.108 em/s ( trong một đọt sét đánh có thế có nhiều lần phỏng điện kế tiếp nhau, trung binh là ba lần điều nảy được giái thích bei

vi trong cùng một lớp mây điện có thể hình thành nhiều trưng tâm điện tích, chứng

sé lan lượt phóng điện xuống dat.) [3]

‘Tia tién đạo lá môi trường plasma có điện dẫn rất lớn Dâu tỉa nổi với một

trong các trung tâm điện tích của lớp mây điện nên một phan điện tích của trung,

tầm này đi vào trong tỉa tiên đạo và phân bố có thể xem như gần đều dọc theo chiều

dài tia Dưới tác dụng của diện trường cảo tia tiến đạo sẽ có sự tập trung diện tích

khác đầu trên mat dat ma dia diém tap kết tưỷ thuộc vào tình hình dẫn điện của đât Néu ving đất có điện din đồng nhất thì dịa điểm này nằm ngay ở phía dười dầu tĩa tiên đạo, trường hợp mặt đất có điện dẫn khác nhau thì điện tích sẽ tập trung vẻ nơi

có điện dẫn gao như 1 sOng, s dối, ao, hồ [3]

Nếu ở phía mặt dắt diện tích khác đâu dược tập trưng dé dang va co điều kiện thuận lợi để tạo nên khu vực tường mạnh ( như đính các cột điện ) thì có thể đồng,

thời xuất hiện la tiên đạo từ phỉa ruặt đất phát triển ngược chiều với tỉa Lién dao Lit

lớp mây điện

Khi tia tiên đạo phát triển gần tới mặt đất thì trường trong khoảng không gian

giữa các điện cực số có trị số rất lớn và bắt đầu có quá trình iơn hoá mãnh liệt dẫn đến sự hình thành dòng plasma với mật độ iơn lớn hơn nhiều so với của tia tiên đạo

Đo có điện dan bản thân rất cao nên đâu đỏng sẽ có điện thê mặt đất và như vậy toàn bộ hiệu số điện thể ( giữa dau lia Hiên dạo với mặt đốt) được lập trưng vào khu vực giữa nó với đầu tia tiên đạo, trưởng trong khu vực nảy tăng cao va gay ion hoa

mãnh al, dong plasma duoc kéo đài và đĩ chuyển ngược lên phía trên Giai đoạn

này gọi là giai đoạn phóng diễn ngược, tốc độ phát triển của phóng dién ngược thay

đổi trong giới bạn 1,5.10° + 1,5.10! om/s te la 0,05 + O,5 tốc độ ảnh sáng Trong,

giai đoạn này điện tích gủa lớp dim may điện sẽ theo dòng plasrna chuyển về phía mặt đất tạo nên dòng diện ở nơi sét dành [3]

1.22 Sự nguy hiếm của quả điện áp khí quyền

Khi xây ra quá điện áp khí quyền tức là xấy ra phóng điện sét thì toàn bộ năng lượng của dòng điện sét sẽ tán vào trong, long đất qua hệ thông nỗi đất của vật bị sét

đánh trực tiếp Quá điện áp khi quyến có thể là do sét đánh trực tiếp vào vật cần bảo

vệ hoặc do sét đánh xuống mặt đất gần đó gây niên quá điện áp cảm ứng lên vậi cần

báo về

Khi sét đánh điện áp sét rất cao có thể chọc thủng cách điện của các thiết bị

gây thiệt hại về kih tế và nguy hiểm cho người

Đôi với thiết bị điện quá điện áp khi quyền thường lớn hơn rất nhiều diện áp thí nghiệm xung kích của cách điện dẫn đến chọc thủng cách điện phá hồng các thiết bị quan trọng như máy biến áp, thiết bị bù Đặc biết đối với dường đây tải điện khi bị sét đánh thường dân đến khả năng giản đoạn cắp điện cho phụ tải do sự

có cất điện gây Huệt li và ảnh hưởng lớn về kimh tế - xã hội - an mình - quốc

phỏng

10

1.2.3 - Sự cổ do sét đánh đối với đường đây truyền tải điện trên không

Duong dây truyền tải điện cao áp hẳu hết là đường dây trên không vá có chiều

đài lớn chạy qua các ving có địa hình, địa chất khác nhan nên xác suất bị sét đánh

là rất lớn Khi bị sét đểnh có thể gây ra phòng điện trên cách điện đường dây dẫn

đến sự cổ cắt điện Dối với đường dây chỉ cân một điểm sự cô cũng có thể gây nên

sự cố ngắn mạch va dan dén ngimg cap điện Trong thực tế van hanh cho thay các

sự có trong hệ thông diễn do sét gây nên chủ yếu là xây ra trên dường dây và truyền song quả điện áp vào trạm biển äp

Để giảm bớt sự cô do séL gây ra người ta dùng các biện pháp chồng sét trên đường day Đa số những lần sét đánh lên dường dây dược thoát xuống dất an toàn, chí có một số it trưởng hợp dòng điện sét quả lớn gây phóng điện trên bê mặt cach

didn [6]

Vì sét là hiện tượng tự nhiên diễn biến rất phức tạp và có tỉnh ngẫu nhiền nên việc bảo vệ đường dây tuyệt đối không bị sự có do sét đánh là không thể thực hiện được Do đó phương hướng đúng đắn trong việc tính toản mức độ bão vệ chống sét của đường day là phải xuất phát từ chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cỏ nghĩa lả biện pháp

chống sét khả thi được thiết kế - thực thi làm cho đường dây có số lân cắt điện do

sét thập nhất có thể đồng thời đâm bảo chỉ phí đầu lư hợp lý

'Trong tính toán thiết kế bảo vệ cho đường dây thường người ta xem xét trưởng,

hợp nguy hiểm vả nặng nẻ nhật đó là sét đánh trực tiếp khi đó đường đây phải hứng,

clủu Loàn bộ năng lượng của phông điện sót

1.3 Tình hinh sự cố trên dường dây 22U kY truyền tải diện Tay Bac

1.3.1 Lưới điện 220 kV truyền tải điện Tây Bắc

Truyền tải điện Tây Bắc hiện lại quản lý 604.97 km duỡng dây 220 kV Cac đường dây đi trên địa phận của các tỉnh phia Hắc là Phú Thọ, Vĩnh Phue, Son La,

Tuyên Quang, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Thái Nguyễn, Hoa Binh Hầu hết nằm

trên dồi nủi cao biểm trở, nằm trên khu vực cỏ độ cao trên 1000 m so với mực nước

biển, đa số cột có chiêu cao trên 40 m va di qua nhiều khu công nghiệp khai thác

quặng niên bụi bắn, ð nhiễm nặng, đi qua vùng có mật độ sét lớn [1 1]

11

1.3.2 Thống kê sự cố và sự cô du sét trên đường dy 220 kV

Bang 1.4: Thông kẻ sự cổ trên lưới220 kV truyền tái điện Tây Bac [11]

Trong số các vụ sự oỗ do sét đánh hiên có nhiều vụ nghiêm trọng gây ra sự cỗ

vĩnh của mất diễn trong thời gian kbá dài Điện hình có các vụ sau:

1 Sự cổ trên đường dây 220 kV Mã Quan - Hà Giang

- Thời gian xây ra sự cổ: 01 giờ 30 phút ngày 09/7/2007 Thời gian vận hành

trở lại 05 giờ 07 phút ngày 09/7/2007 Thời gian ngừng cấp điện: 37 phút

- Vị trí sự cổ: vị trí cột 27 pha C ( pha dưới ); Vị trí 28 pha C ( pha dưới )

- Hiện trạng điểm sự cố: vị trí cột 27 pha C ( pha đưới ):vẻng và sứng đẳng thê

bị phóng bong mạ, chuỗi ngoài bát cách diện sát xả bị phóng vet cit st và bẻ mặt cách điện phóng đổi màn Vị trí 28 pha Ö ( pha đưới }-vòng và sừng đẳng thẻ bị phóng xém bê mặt

- Tóm tắt sự cố: bảo vệ so lệch đọc BZ tac dong (RCS931) tran Hà Giang,

- Khoảng cách từ trạm đến điểm sự cổ: cách trạm 114 Giang 9,3 km

- Nguyên nhằn: trời mưa lõ, có giông sét nhiều, sự cố đo sét đánh

2 Sự cỗ trên dường dây 220 kV Hà Giang — Thái Nguyên 1

- Thời gian xây ra sự cố: 02 giờ 51 phút ngày 23/10/2008 Thời gian vận hảnh

trở lại: 03 giờ 04 phút ngày 23/10/2008 Thời gian ngừng cắp điện: 13 phi

- Vị tri sự cổ: vị trí cột 39( Cột néo) pha A ( pha trên )

- Hiện trạng điểm sự cố: chuẩi cách điện phía cột 38 các cách điện số 6, 7, 8,

10, 11, 12, 13, 14 bị phỏng rộp bê mặt điện tích khoảng 4-15 cuẺ, cũ

ic cach diện

số 7, 8, 10, 11,12, 13, 14 bị phỏng sảng trắng diện tích khoảng lem?” , vong va simmg

12

đẳng thé bi phòng sáng trắng diện tích khoảng 1cm, mỗ phóng sẻ: bị cháy xám đạng có đếm nhỏ

- Tóm tắt sự cố: bão vệ khoảng cách vùng 1 tác động ([A= 1,787 kA),

~ Khoảng cách từ tran đến điểm sự cô: cách trạm Hà Giang 19,2 kan

- Nguyên nhân: trời mưa to, có giông sét nhiều, sự cô do sét đánh

3 Sự cỗ trên đường dây 220 kV Ha Giang — Thái Nguyên 2

- Thời giam xây ra sự cố: 22 giờ 57 phút ngày 23/06/2009 Thời gim vận

hành trở lại: 01 giờ 02 phút ngảy 24/06/2009 Thời gian ngừng cấp điện: 125 phúc

- Vị trí sự cổ: vị trí cột 17 ( Cột đố) pha B ( phá đười )

- Hiện trạng điểm sự cố: các cách diễn số 11, 12, 13, 15, 16 bị phóng cháy rộp

bẻ mặt diện tích từ 2-6 emŠ, mố phóng sét bị cháy xám diện tích khoảng 1em2

- Tớm lắt sự cổ: sự cổ thoáng qua pha B cham dal, tai tram 220 kV Ha Giang

báo vệ khoáng cách vúng 1 tác dộng, tại trạm 220 kV Thái Nguyên không cắt, tự động đóng lại ( AR ) tách khỏi vận hành, đóng lại bằng tay thành công

- Khoảng cách từ trạm đén điểm sự cổ: cách trạm Hà Giang 13,7 km

- Nguyên nhân: trời mưa to, có giông sét nhiều, sự cổ do sét đánh

4 Sự cỗ trên đường day 220 KV IIA Giang — Thái Nguyên 2

~ Thời gia xây ra sự cô 01 giờ 14 phút ngày 24/06/2010 Thời gian vâm

hành trở lại: 01 giờ 26 phút ngảy 24/06/2010 Thời gian ngừng cắp điện: 12 phút

- Vị trí sự cổ: vị trí cột 17 ( Cột náo) pha A ( pha trên ), pha C ( pha giữa )

- Hiện trạng điểm su cd: pha A ( pha trên ) phía vị tri 46 simg cân bằng điện trường dây ngoái bị phóng chảy bong bẻ mặt 2 diểm kich thước khoáng 4 cm”, pha

C ( pha giữa ) phía vị trí 46 vòng và sừng cản bằng điện trường dây ngoài bị phông, cháy bong bỗ mặt 2 điểm kích thước khoảng 6 cmẺ

- Tôm tắt sự cổ: sự có thoáng qua pha A, pha C chạm đất, tại trạm 220kV Hả

Giang bảo về khoảng cách tác động, tại trạm 220 kV Thái Nguyên bão vệ khoảng, cach tac dong, AR không thành công, dóng lại bằng tay thành công,

- Khoảng cách từ trạm đến điểm sự cố: cách trạm Ld Giang 124 km, cách trạm

Thái Nguyên 104,4 km

13

~ Nguyên nhân: lười mưa lo, cô giông sét nhiều, sự cố đo sét đánh

5 Sự cổ trên đường dây 220 kV Hoả Bình — Việt Irì— Vĩnh Yên

- Thời gian xây ra sự cổ: — 18 giờ 32 phút ngày 23/07/2011 Thời giam van trảnh trở lại: 18 giờ 44 phút ngày 23/07/2011 Thời gian ngừng cấp điện: 12 phút

- Vị trí sự cổ: vị trí cột 41 ( Cột đỡ) pha A ( pha giữa )

- Hiện trạng điểm sự cô: chuối cách điện kép ( 18 bát chuỗi ) loại U70BS/146 phía vị trí 40 các bát cách điển (2 + 12) bị phóng loang thành vết dài trên bể mặt lán

cách điện rộng từ 1 đến 2 cm, chuỗi cách điện phía vị tí 42 bát cách điện ( 2 + 12)

bị phóng loang thành vết đài trên bê mặt tán cách điện rộng từ 1 đếu 2 căn sững cân

bằng điện trường bị phóng cháy sảng bể mặt kích thước khoảng 2 cm?

- 'Tớm tắt sự có: sự cố thoáng qua pha A cham dit, tai tram 220 kV ileé Binh

báo vệ khoảng cách tác động, tại trạm 220 kV Vĩnh Yên bão vệ khoảng cách tác động, Alt không làm việc

- Khoảng cách từ trạm đến điểm sự có: cách tram [loa Binh 97,1 km, cách

tram Vĩnh Yên 25,1 km:

- Nguyễn nhân: trời mưa to, có giông sét nhiều, sự cổ do sét đánh

6 Sự cỗ trên đường dây 220 kV Yên Bái— Lao Cail

- Thời giam xây ra sự cô: —— 04 giờ 03 phút ngày 06/08/2012 Thời gian vân

hành trở lại: 04 giờ 27 phút ngáy 06/08/2012 Thời gian ngừng cắp điện: 24 phút

- Vị trí sự cổ: vị trí cột 179 pha C ( pha giữa }

- Hiện trạng điểm sự có: cách điện các bái cách điện số ( 9 + 16) bị phóng chảy xém bẻ mặt diện tịch khoảng từ 1 đến 9 em”, củ sử cách diện số 10, 12) bị phóng, cháy sáng điện tích khoảng 1 em, vòng càn bằng điện trường bị phóng bong mạ

diện tích khoảng 3 cmÊ

- ‘Tom tit su cé: sự cổ thoảng qua pha C chạm đất, tại trạm 220 kV Lào Cai

tảo về so lệch, bảo vệ khoảng cách lác động, AR thành công Tại trại 220 kV Yên

Bái bão vệ so lệch, bảo vệ khoảng cách vùng 1 tác dộng AR không làm việc

- Khoăng cách từ trạm đến điểm sự cố: cách trạm Láo Cai 29,E lan, cách trạm

Yén Bai 72,1 km

14

~ Nguyên nhân: lười mưa lo, cô giông sét nhiều, sự cố đo sét đánh

1.3.3 Các biện pháp áp dụng để giảm thiểu số lần cắt và thiệt hại do sét

Trước tình hình sự cổ đo sét trên đường dây xảy ra khả thường xuyên, Truyền

tải điện Tây Bắc đã đưa ra nhiều biện pháp dé ap dung cho các đường đây Trong đó

có một số biện pháp sau:

1 Các biện pháp không phải cắt điện

- Thực hiện xử lý hệ thống thoát sét từ dây chống sét xuống chân cội bằng, cách bỏ sung thêm dây thu sét xuống chân cột, nốt đải dây tản sét xuống vúng đất thấp hơn, kiếm tra các mối bàn, môi nói đây thụ séL

- Giâm trị số diện trở nói đất bằng cách dóng bổ sung hệ thống tiếp địa, sử dụng hoá chất đề cái thiện điện trở suất cứa đất tạo cho dòng điện sét tấn trong đảt được nhanh nhất

2 Các biện pháp phải cất diện

- Tăng cường cách điện tại nơi có điện trở nổi đất cột cao, điện trở suất của đất

lớn, nơi địa hình khó áp dụng các biện pháp khác hiệu quả bằng cách tăng thêm

một, hai bát sử cho chuỗi sử

- Thực hiện kiếm tra thay thế cách điện gồm bằng cách điện thuỷ tỉnh kết hop

‘bo sung bat siz tai các khu vực có ô nhiễm nặng về khởi bụi, hoá chất, khu vực khai

thác mồ

-Lắp đặt bễ sưng chẳng sét van đường đây, thay đối vị trí lắp chống sét van đường,

đây lừ cột này song cội khác, từ phá này sang pha khác

1.3.4, Phau tích dành giá các biện pháp

- Đối với biên pháp xử lý hệ thẳng thoát sét từ dây chỗng sét xuống chân cột

và giãm trị số diện trổ nổi đãi: đây là biên pháp tối dựa trên kết quả nghiền cửu lý thuyết và đánh giá trên thực nghiệm đó la khi khả năng thoát sét nhanh thì sẽ giảm

sự cố ảo sét gây ra Song trên thực tế những tuyến đường dây đi qua nhiều

địa chất khác nhau có các cột năm ở vị trí dịa hình hiểm trở, điện trở suất dất rất lớn

như khu vực Lao Cao, Yên Lái, Lià Giang, đòi hỏi chỉ phí đầu tư lớn nên không,

thể thục hiện giảm trị số điện trở nồi đất cột bằng biện pháp đóng bồ sung tiếp địa

hoặc biện pháp nối dải đây đẫn séi vì khủ dây dẫn sét quá đải không còn lác dụng tản nhanh dóng sét

- Đải với biện pháp tăng cường cách điện bằng cách lắp thêm chuỗi sử hoặc

(hay thể chuối sứ cần phải xem xét Lính toán cụ thể cho vị trí cội nào, pha tảo dé

mang lại hiệu quả ( tăng cách điện, giảm góc œ ) mà không vi phạm khoảng cách an

toàn pha-pha, pha- đất Trong trường hợp thay đối kết câu đâu đường day gân phia

van tram

trạm biển áp phải xem xét đến khả năng ảnh hưởng của sống sét lan truy

để thực hiện tỉnh toán chính định cải đặt các báo vệ cho trạm

~ Đối với biện pháp lắp đặt chồng sét van đường đây: đây là biện pháp mới áp dụng trong những năm gân đây Kết quả cho thấy nhiều dường dây sau khi lắp dat

số vụ sự có đã giám nhưng cũng cỏ những đoạn đường dây sự có không giảm Vẫn

để cân lưu ý ở đây là lính oán lựa chọn vị tri dail ching sói sao cho phát huy được tỉnh năng báo vệ của thiết bị trong, điều kiện giá thành chồng sét van con cao

1.4 Kết luận và hướng nghiên cứu của đề tải

Vi vậy mạ để tài luận văn này để cập là dựa vào lý thuyết mô hùnh bảo vệ

chống sét cho dường dây kinh diễn, xem xét tỉnh hình quấn lý vận hành và sự có cu thể của đường dây trên địa bản cu thế, xác định nguyên nhân đưa ra đánh giá để tìm

ra biển pháp eu thé phủ Hợp nhằm hạn chế tối đa ãnh hưởng của sét đến vận hành đường day, lam giảm thiêu số vụ sự có do sét đồng thời có sự so sánh kính tế các biên pháp

lá

CHUONG 2

LÝ THUYẾT BẢO VỆ CHÓNG SET DUONG DAY 220 kV

2.1 Yéu cau chung

Vi tri số của quá điện áp khí quyển rất lớn nên không thé chon được mức cách điện của đường dây đáp ứng được hoàn toàn yêu cầu của quá điện áp khí quyển mà

chỉ chọn theo mức độ hợp lý về kinh tổ và kỹ thuật Do đó yêu cầu đổi với bảo vệ

chống sét đường dây không phải loại trừ hoàn toàn khả năng sự cổ do sét má chi la giảm sự cô tới mức giới hạn hợp lý (xuất phát tù yêu câu và sơ dé cung cấp điện của phụ tải, số lần cắt dòng diễn ngắn mạch cho phép của máy cắt diện, dường day co

hoặc không có thiết bị tự đóng lai ), tức là phái cỏ được phương thức báo vệ

đường dây sao cho tấn hao do sót gây rø là thấp nhật

Trong việc tình toản của báo vệ chống sét dường dày do sét đánh †z sẽ tính toán suất cắt điện cho một năm với chiều đài đường đây là 100 km

2.2 Chỉ tiêu chồng sét của đường dây

Xét đường đây có chiều dai L va dé treo cao trung bình của dảy là h, đường

đây sẽ thu hút về phía minh các phóng điện sét trên đải đất có chiển rộng là 6h và

chiêu đải bằng toàn bộ chiêu dài đường đây T Ta có số lần séi đánh xuống Tkm?

trong một ngày sét lá (0,1+0,15) lần nên có thể tính được tổng số lần sét đánh trực

tiếp vào đường đây theo công thức:

Trong đó: h độ treo cao trung bình của dây trên củng (m)

L - chiển đải đường day (km) Tage — 86 ngây sét trong một năm (khu vực đường đây dị qua}

‘Tay theo vi tri sét đánh mà quả điện áp xuất hiện trên cách điện đường dây có

Với tạ là xác suất séL đánh vòng qua day chống sét vào dây dẫn Theo

kinh nghiệm vận hành cho thấy u„ không chỉ phụ thuộc vào góc bão vệ œ mà còn

tăng theo chiều cao cột điện, xác suất này được tính theo công thức:

«fn, c

Trong đỏ ơ.— gòc bảo vệ của dây chồng sét

hc chiều cao của cột điện

-_ Số lầu sét đánh vào điểm giữa khoảng vượt day chống sót

- $6 lan x4y ra phong dién trén đường đây:

Vi tham số của phóng điện sét ( biên độ đông điện sét I, và độ đốc của đông

điện sét: a = địs /dÐ có thể có nhiều trị số khác nhau Do de không phái tất cá số lần

sét đánh trên đường dây đến gây nên phóng điện trên cách điện đường dây Dé có

phóng điện tủ quá điện ap khí quyến phâi có trị số lớn hơn mức cách điện xung,

kích cúa đường dây, khá năng nảy được biểu thị bối xác suất phỏng điện 0ụ¿ Như

vậy số lần xảy ra phóng điện trên cách điện là

Trong đỏ: vpa - xae suat phong diện do quả diện ap đường đây khi có sét đánh

vào dây dẫn, tham số nảy được xác định như sau:

Với: Z¿s - tổng trở sóng của đây dan

Use - điện áp phỏng điện xung kích của cách điện đường dây 1230kV

-_ Số lần xây ra cất diện dường day:

Do thời gian tác đụng của quá điện áp khi quyền rất ngắn ( khoảng 100us ),

trong khi thời gian làm việc của hệ thống bảo vệ rơlk thường không nhỏ hơn mội

18

xiửa chủ kỹ lẫn số công nghiệp ( 0,015s ) nên các rơle chưa kịp tác động Vì vậy Nga chưa phái lả số lần cắt điện đường dày Phóng điện xung kích chí gầy nên cắt điện

đường dây khi tia lửa phóng điện xung kích clnuyền thành hỗ quang duy trị bởi điện

áp làm việc của lưới điện Xác suất chuyển từ tia lửa phóng điện xing kích thành hỗ quang phụ thuộc vào nhiều yếu tổ Trong đó yếu tỏ quan trọng nhất là Gradien của

điện áp làm việc đọc thea đường phóng điện

„ ÑE) Với H= Uw/Le Trong đó: — Uy — điện áp làm việc của đường dây

Les — chiéu dai phóng điện chuỗi sử

Số lần cắt điện đo sét đảnh hàng năm lá:

Đổ sơ sảnh khá năng, chịu sét của các dưỡng dây có các tham số khác nhau qua những vừng có cường độ hoạt động sét khác nhau, thường tính trị sẻ suất cắt đường, đây, tức là số lần cất đường đây có chiêu đài 100km Công thức xác định suất cắt

đường dây như sau:

Not = (0,6+0,9) btug Dpt.) (1an/1 00km.nam) (2-9)

Từ đó Ia xác định được chỉ tiêu chúng sét cho đường dây là khoảng thời gian

giữa bai lần cắt điện của đường dây:

na

Nhận xét

Từ đây ta thấy có hai hướng khác nhau trong việc giảm thấp số lần cắt diện:

- Giảm ta được thực hiện bằng cách treo dây chồng sét và tăng cường cach điện đường đây Treo dây chồng sét là biện pháp rất có hiệu quả trong việc giảm số lân cắt điện đường dây, tuy nhiên cắn lưu ý một số vấn đề sau:

+ Dây chẳng sét làm nhiêm vụ bảo vệ chống sét dánh thẳng cho dây dẫn, chung chưa phải là an toàn tuyệt đổi, mà vẫn còn khả năng sét đánh vào day dan

19

1 Dia không xét đến khả nắng séi đánh vòng qua đây chống sét vào dây dẫn, thị việc báo vệ bằng dây chống sét sẽ gây nên điện áp tác dụng lên cách điện, má

phần chủ yêu của nó lä điện áp giảng trên bộ phận nổi đất cột điện Néu đòng điện

sói và điện trở nối đất của cột điển lớn, thì điện áp tác dụng lêu cách điện có khả xăng vượt quá mức cách điện xung kích của nó, gây nên phóng điện ngược tới day

dan Nhu vay day chống sét chỉ phát huy tác dụng được nhiêu hay ít cỏn tùy thuậc vào lnh hình nối đất của cột điện

- Giảm xác suất hình thành hỗ quang rị được thực hiện băng cách giảm cường,

độ điện trường đọc theo đường phóng diện

2.5 Tính toán bảo vệ chống sét cho đường day 220 kV

2.3.1 Các tham số của đường đây

ucao cét: 6,8m Khoảng vượt: 300m

+ Độ cao treo dây dẫn pha A : 20,8m; nha,C :16,8m

I Góc bao vé pha A: 25% pha B, C:15,6°

+ Day dan: ACO-240 Đô võng: 3m

+ Dây chống sét:C-70.Số day:1.D6 véng: 4m

! Cách điện: sử treo JJC-4,5.Số lượng:14 bát chiều cao Ibát= 170mm

+ Điện trở nói đất cột điện tính cho hai trường hợp:109, 150

+ Số ngày giông géL :100 ngày/ năm

Ta có: Dây ACO-240 có đ= 21,6 mm, r = 10,8 nữn

Day C-70 cd d= 10,5 mm, r = 5,25 mm Cách điện của đường dây dùng loại sử TĨ-4.5 tuột chuỗi 14 bát sử: chiều dải là: lự=140/17= 2,38m,

Điện áp phóng điện xung kích sm¿ của chuối sử lả 1230 KV

Chiểu dải xả đỡ pha A: — la -(268-—20,8)4g25° - 2.8m Chiều dái xã đỡ pha B, Cs Inc = (26,8 16,8).tg15,6° = 2,8 m

20

Cấp điện áp 220kV dùng 1 dây chồng sét có hệ số liệu chỉnh vắng quang 3.— 1.4

Tron dé: _h® — 49 treo cao trung bình của đây dẫn

hh độ treo cao của dây dẫn

†~ độ võng của dày din

~_ Độ troo cao trung bình của dây chồng sót

Ec

2.3.3 Hé số ngẫu hợp giữa dây chống sét với dây dẫn các pha

& Khi chưa xét đến ảnh hưởng của vàng quang thủ hệ số ngẫu hợp hình học được xáo định theo công thức

(213)

Trong đỏ: - hẹs độ treo cao trung bình của dây chẳng sét, hcs = 24,133m

rex — bán kính của dây chồng sét res = 5,25.102 m

đcs> — khoảng cách giữa đây chống sét và dây pha Dcsp khoáng cách giữa dây chồng sét vả ánh của day pha

22

Hình 22 Sơ đồ xác định hệ số ngẫu hợp

Taco dogg ~ fl + (Mg, hy}

Deze —l’ = (es + be)

Với: 1-46 dai xa treo day pha

hes — d6 treo eao trung bình đây chống sót

hr độ treo cao trung bình dây đẫn pha

- Hệ số ngẫu hợp giữa đây dẫn pha A với day chồng sét

dag 4 ~ lla + Dog S— h„} — V28” — (24,113—17,5)” — 7,1990n)

Thay vào công thức lính hệ số ngau hợp la cỏ:

37,737

+ Hệ số ngẫu hợp khi xét đến ảnh hưởng của vâng quang

HỆ số ngẫu hợp khi xét tới ảnh hưởng của vắng quang dược xác dịnh theo

biểu thức sau

Với 3.1š hệ số hiệu chỉnh vang quang 4.—1,4 hay vào la có

1HỆ số ngẫu lợp giữa đây đầu pha A với dây chống sét

K~ 0,193 1,4~ 0,270

1Hệ số ngẫu hợp giữa đây đẫn pha B,C với đây chồng sét:

K 013514 0189

“hận xét:

Qua tính toán ở trên ta thây hệ số ngầu hợp giữa đây chồng sét va day dan pha

A lớn hơn hệ số ngấu hợp giữa dây chống sét và dây dẫn pha B,C De dé:

- Để tính toán suất cắt do sét đánh vòng qua đây chống, sét vào đây dan ta chi

xét cho pha có góc bảo vệ lớn hen là pha À

- Để tính toán suất cắt do sét dãnh vào khoảng vượt đây chồng sớt ta sẽ tính toán cho trường hợp quá điện áp khi quyền đặt lên cách điện lớn hơn, tức lá pha có

hệ số ngẫu hợp nhỏ hem Ta tỉnh cho pha B,C

- Để tính suất cắt do sét dánh vào dinh cột vả lân cận dinh cột ta phải xác dịnh

quả điện áp khi quyền đặt lên cách điện các pha và sẽ tính toán với trường hợp nguy

hiểm nhật tức lá pha có Lĩaz{a,.t) lớn nhật

2.4 Xác dịnh tổng số lần sét đánh vàn dường đây hàng năm

- Khi đường đây có treo đây chống sét, thì chủ yêu sét đánh vào đây chẳng sét TNgoài ra còn một số lần rất í1 sét đánh vòng qua đây chỗng sét vào đây dan

~ Khi sét đảnh vào dây chống sét tr cân phân biệt hai trường hợp,

24

| Sét đánh vào đất cột hoặc khu vực gần dinh cot + Sét danh vao khoáng vượt,

Trong trường hợp đầu, cách điện đường đây nằm trong vùng có điện từ trưởng,

muạnh của kho phóng điện sét và đi qua cách điện là toàn bộ đông điện sói

Còn trường hợp sau đo cách điện ở xa nên không xét đến ảnh hưởng của điện

từ trường đểng thời trị số déng điện sét cũng giảm thắp ( bằng 1⁄2 so với khi sét đánh vào định cội ) và phối chưa bún hai phan gần như đều nhau di vào các cột diện

lần cận

Tổng số lần sét đánh trên đường đây,

N ~ (0,6-0,9).h.103 L-ttags Với: L chiéu dai duéng day tinh toan L = 100 km

Tipgs — 86 ngay gidng sdl ong mat nim tai ving kha sal laggy, 100 ngay

h độ treo cao trung binh của dây chống sét

Vay ta co:

N= (0,6: 0,9).24,133.10? 160.100 = (145: 217) lan/nam.100km

Số lần sét đánh vao đường day duye phan bé nbu sau:

Trong đó: Ne —số lần sét đănh vào dữ cội và khu vực gắn đĩnh cội

Ne số lần sét đánh vòng qua dây chồng sét vào dây dân

Nay — số lân sét đảnh vào khoảng vượt

+ Số lần sét ánh vào dĩnh cột và khu vực gân đỉnh cót:

Trong đó: ø— góc bảo về lớn nhất của day chéng sét ing voi pla A: a — 25°

hc chiều cao của cột điện hc = 26, m

25-/26,8 - s0

2.4.1 Xác dịnh suất cắt dường dây

2.4.1.1 Suât cắt của đường day do sét đánh vàng qua day chống sét vào đây dẫn

Suất cắt của đường đây do séi đánh vịng qua đây chẳng sĩt vào diy din được

xúc dịnh theo biểu thức sau:

Trong dé: Ne số lần sét đánh vong, qua day chéng sét vao day dẫn

Na = 0,595 lằn/năm

ta — xác suất phỏng điện đo quá điện áp đường đây khi cĩ sét

dánh vào dây dẫn, than số này được xác định như sau

nh > Aan - ene

‘ld

Vy — PLU, > Cane |

Với: 744 - lơng trở sĩng của dây dan pha A

Ưà - điện áp phĩng điện xưng kích của cách điện đường day = 1230

Xác suất hình thành hỗ quang phụ thuộc chủ yêu vào Gradien diện áp lam việc

đọc đường phĩng điện được xác định theo sơng thức

zi=ĐBu,)=ĐUh/u2) Trong 46: Ui, — điện áp làm việc, cĩ giá trị bằng giá trị

26

Từ các thưa số đã tính được thay vào công thức tỉnh suất cắt do sét đành vòng,

qua đây chồng sét vào day dan

ns, = Ne-dpd.n] = 0,595.0,684.0,62 = 0,252 (lâm/năm.100 km)

2.4.1.2 Suất cắt của đường đây do sét đánh vào khoáng vượt

Suật cắt của đường đây do sét đánh vòng qua đây chẳng sét vào day din duoc

xác dịnh theo biểu thức sau:

Trong đó: số lân sét đánh vào khoảng vượt — 108 lầnnăm

Tị — xác suất hình thành hẻ quang — 0,62

Nhu vậy để xác định được ngv la cẩn xác định tá

Với giả thiết coi dòng điện sét có dạng xiên góc với biên độ 1; = at thi khi

đường dây tải điện bị sét đánh vào khoảng vượt sẽ sinh ra các cột điện áp lá:

a Điện áp tác dụng lên cách điện không khí giữa đây chồng sẻi và đây dẫn

Ta chỉ xét với dây đẫn pha A, là pha có khoảng cách đến đây chồng sét nhỏ nhật Điện áp tác đụng lên cách điện không khi của đường đây được tính bằng công,

gian đâu sóng ) khoảng 750kVám và s là khoảng cách giữa đây din va day chồng, sét

thì điều kiện phóng điện viết theo biểu thức:

2250s ares

kém để tránh chạm đây nên khả năng phóng điện giữa khoảng vượt rất it xây ra và đủ

có xấy ra thì xác suất hình thành hé quang rat bé cho nên khả năng cất điện đường,

đây là không dáng kể Do dó lá không tính toán ảnh hướng của điện áp này

b Điện án tác đụng lên cách điện chuối sit Use

Để đơn giần trong quá trình tỉnh toán ta giả thiết rắng sét đánh vào khoảng vượt đây chỗng sét tập trung ở giữa khoảng vượt, khi đó dong sét durge chia déu cho hai phía của đây chồng sét

28

Với: Lo điện cảm dơnv| thân cột La = 0,6 nHếm ( Tra trong sách

tra cửu mạng điện công nghiện)

29

Re —1a điện trở nỗi đất của cột điện

K —hé số ngẫu hợp giữa đây chống sét và dây đến có xót đến ảnh thưởng của vắng quang,

Đặc tính vôn giày (V-5) của chuỗi sứ ( Tra ô bảng 2-5 trang 96 sách “Hướng,

đân thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp”)

Tình 2.5 Đặc linh vôn- giây của chuỗi sử

khi điện áp đặt lên cach điện của chuối sử lớn hơn điện áp phóng, điện của

Tình 2.6 Dường đặc tính ngưy hiểm 1 = f{a) Trên dò thị phản gạch chéo là miễn nguy hiểm, nó đặc trưng cho các lần sét

đónh vào đường dây có gây nên phóng điện

Xác suất phóng điện là xác suất dong điện sét xuất hiện trong miễn nguy hiểm:

tpá = [ P (La)c Miễn nguy hiểm]

Vp — LY, AV,

Khi tính toan suat c&t đo sét đánh vào khoảng vượt dây chẳng sét, ta sẽ tính

toán cho pha có quá diện áp khí qu) Á lên gác] điện lớn hơn, bức là phá có

ngẫu hợp nhỏ hem Vậy trong trường hợp này ta chọn K = 0,189 như vậy ta có biểu

thức xắc định L4 như sau

U„(Œ)=114,356 I all OTR) at 116,08)

‘Ta lin lượt xét với các trường hợp: Re = 1082, 150) voi các giá trị của a, t

Ứng với giá trị Re = 10 (3 ta có bảng kết quả ( Băng 2.1, trang 91 )

Từ kết quả bảng ta xây đựng đồ thị LƯa(a,0 như sau:

Hình 2.7 Đỏ thị Ues(a,) với giá trị diện trở cột Rc — 10 Q

Từ đồ thị ta thu được bảng số liệu sau:

Ứng với gia tri Re = 15 2 ta od bang két qua ( Bang 2.2, trang 92)

Từ kết quả bảng ta xây đựng đồ thị LƯaz(a,t) như sau:

32

‘Ves (lo kv)

12345678910 ti)

Hinh 2.8 $98 thi Uea(a,t) voi gia oi dién ind cOLRe — 15

Từ đồ thị ta thu được bằng số liệu sau:

ve va( LO

0ạy— Vy Av, — 0,511,102

e.- Suất cắt đo sét đánh vào khoảng vượt đường đây 220kV:

nặy = Nkv.uya.r| (ân/năm 100 km)

2.4.1.3 Suit cắt của dường dày do sói đánh vào đình cột hoặc gần đũnh cột

Dé don pian ta gid thiét ring sét chỉ đánh vào đỉnh cột điện, khi đó phân lớn

động dién sél i, sé đi vào đất qua hộ phận nói I ña cột điện, [ còn lại rất nhỏ

sẽ dị theo dây chồng sét di vào các bộ phận nổi dất của các cột điện lân cận Sơ đỗ

như binh vế:

33

theo công thức: U,(a.0)-i,(a,0R, 1 UL@t)i UL Ke U,@niu, (19)

- Điện áp này dược phân thành các thành phần điện áp như sau:

1- Điện áp giảng trên bộ phận nỏi đất của cột: ic(a).Rc

Trong đó: Re — điện trở cột, ic — đòng điện đi trong cột

2- Điện áp cam img phan từ: U' (a,t) Xuất hiện trên dây dẫn do hỗ cảm giữa dây dẫn và kênh sét gây 7a

Trong đó fea, Ð - tốc độ biến thiên của dòng điện di trong cột 4

đi 1g, TAK us) ~ độ đốc cũn dõng diện st , «4b cic dase điên cố

1”! điện cảm của thân cột kế từ đất tới độ cao dây đẫn LỰ'—L,hụ

MÊX() - hồ cảm giữa khe sét và mạch vỏng dây đẫn-dất, nó phụ thuộc

vào sự phát triển chiều đài của kênh sét và được xác định băng công thức:

8 —tộc độ tương đôi phóng điện ngược của đồng sét:B — 0.3 + vận tốc phát triển của phỏng điện ngược khe sét:

+=Be (e là tắc độ ánh sáng: ø = 300 m/s)

3- Diện áp cảm img phan dién: Ui (a, 0)

Bién ap cm tng phan dién duge xae dinh bdi edng, thite:

hig, Ol aby | (vith gfe t+ A Ab) Ư2(s,)—( K"—), 4 {eee

a— dO déc cin dong dién sd

4 Điện áp lam việc: Un

M(t) - hỗ cảm giữa khe séi và mạch vòng đây chẳng sét-đất, được xác định bằng công thúc:

M°()~0,2h„ 1n

di Xée din ic(a,t) va a {a,t) ta xét hai trường hợp

1~ Trường hợp 1: trước khi cổ sóng phân xe từ cột lên cộn trở về

21 Khiđô tế” “ Với ky —chidu dai khoang wut le = 300m

°

ø— tốc độ ảnh sáng e 300 mjns

Tình 2.10 Sơ đồ tuy thé tach din dong điện sét trước khi có sóng phần xạ

Trong sơ đồ thay thế trên, dong, điện sét được coi như một nguồn dòng,

day chéng sét được biếu thị bởi tống trở sóng của đây chẳng sét có xét đến

ảnh hưởng của vàng quang Thành phần từ của điện áp cảm ứng được coi như một nguồn áp

Từ sơ đồ tương đương với giả thiệt đạng của đòng điện sét lA i, = atta

thưởng của vẳng quang: 1,

Với Z2 là tổng trở sóng của đây chống sát khi không xét tới ảnh hưởng cúa vẳng quang

[Le ato) « em m2

di

Sa a) ty

Với: œ, = Tống

'Tính toán điện áp đặt lên cách điện của các pha A, B,C:

Khi cé quá điện áp khí quyền tác dụng lêu cách điện đường đây, thì đối với các

pha kháe nhau là không giống nhau, do đó ta phải tiến hành tính toán diện áp dặt lên cach điện đổi với từng pha So sánh điện áp đặt lên cách điện của từng pha với

nhan, lấy pha có did

áp đấtL lên cách điện lớn nhất để tính toán ví đó chính là

trường hợp nguy hiểm nhất,

Giả sử: a = 10 KA/Ms; t= 30s; Rẹ = 10 €3

aÿTĩnh toán diện áp dặt lên cách diện pha A

I= haa + he = 20,8 + 26,8 = 47,6m Ab=he haa = 26,8 20,8=6m