đồ án tốt nghiệp môn cao áp, chương 9 ppt

Khi đ-ờng dây bị phóng điện sét nếu biên độ dòng sét lớn tới mức làm cho quá điện áp xuất hiện lớn hơn điện áp phóng điện xung kích của cách điện sẽ dẫn đến phóng điện và gây ngắn mạch đ

Ch-ơng 9:

tính toán chỉ tiêu bảo vệ

chống sét đ-ờng dây

Đ-ờng dây trong HTĐ làm nhiệm vụ truyền tải điện năng đến các hộ dùng điện Đ-ờng dây là phần tử phải hứng chịu nhiều phóng điện sét nhất so với các phần tử khác trong HTĐ Khi đ-ờng dây bị phóng điện sét nếu biên độ dòng sét lớn tới mức làm cho quá điện áp xuất hiện lớn hơn điện áp phóng điện xung kích của cách điện sẽ dẫn đến phóng điện và gây ngắn mạch đ-ờng dây, buộc máy cắt đầu đ-ờng dây phải tác động Nh- vậy việc cung cấp

điện bị gián đoạn Nếu điện áp nhỏ hơn trị số phóng điện xung kích của cách điện đ-ờng dây thì sóng sét sẽ truyền từ đ-ờng dây vào trạm biến áp và sẽ dẫn tới các sự cố trầm trọng tại trạm biến áp Mặt khác việc bảo vệ đ-ờng dây đến mức an toàn tuyệt đối cũng không thể thực hiện đ-ợc vì vốn vào đ-ờng dây quá lớn nh- tăng c-ờng cách điện đ-ờng dây , đặt thiết bị bảo vệ chống sét…

Vì vậy bảo vệ chống sét cho đ-ờng dây phải xuất phát từ chỉ tiêu kinh tế kết hợp với yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu cung cấp điện của đ-ờng dây đó

III.1- lý thuyÕt tÝnh to¸n.

III.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

III-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 ) (III – 1)

+ Khi hx  h th× bx = 1,2h (1- hx/0,8h ) (III – 2)

ChiÒu dµi cña ph¹m vi b¶o vÖ däc theo chiÒu dµi ®-êng d©y nh-

h×nh (III– 2 )

A

 

 

Hỡnh III _ 1 : Goực baỷo veọ cuỷa moọt daõy choỏng seựt

Có thể tính toán đ-ợc trị số giới hạn của góc  là  = 310, nh-ng trong thực tế th-ờng lấy khoảng  = 20 0  250

III.1.2- Xác suất phóng điện sét và số lần cắt điện do sét đánh vào đ-ờng dây.

Với độ treo cao trung bình của dây trên cùng (dây dẫn hoặc dây chống sét ) là h, đ-ờng dây sẽ thu hút về phía mình các phóng điện của sét trên dải đất có chiều rộng là 6h và chiều dài bằng chiều dài

đ-ờng dây (l) Từ số lần phóng điện sét xuống đất trên diện tích 1

km2 ứng với một ngày sét là 0,10,15 ta có thể tính đ-ợc tổng số

lần có sét đánh thẳng vào đ-ờng dây (dây dẫn hoặc dây chống sét)

(III – 3)

Trong đó:

+ h: độ cao trung bình của dây dẫn hoặc dây chống sét (m)

+ l: chiều dài đ-ờng dây (km )

+ nng s:số ngày sét /năm trong khu vực có đ-ờng dây đi qua

Vì các tham số của phóng điện sét : biên độ dòng điện (Is) và độ

dốc của dòng điện (a = dis /dt), có thể có nhiều trị số khác nhau, do

đó không phải tất cả các lần có sét đánh lên đ-ờng dây đều dẫn đến

phóng điện trên cách điện Chỉ có phóng điện trên cách điện của

đ-ờng dây nếu quá điện áp khí quyển có trị số lớn hơn mức cách

điện xung kích của đ-ờng dây Khả năng phóng điện đ-ợc biểu thị

bởi xác suất phóng điện ( Vp đ ) Số lần xảy ra phóng điện sẽ là:

Npđ = N Vpđ = ( 0,60,9 ) h 10-3 l nng s Vpđ (

III – 4 )

Vì thời gian tác dụng lên quá điện áp khí quyển rất ngắn khoảng

100 s mà thời gian của các bảo vệ rơle th-ờng không bé quá một

nửa chu kỳ tần số công nghiệp tức là khoảng 0,01s Do đó không

phải cứ có phóng điện trên cách điện là đ-ờng dây bị cắt ra Đ-ờng

dây chỉ bị cắt ra khi tia lửa phóng điện xung kích trên cách điện trở

thành hồ quang duy trì bởi điện áp làm việc của đ-ờng dây đó

Xác suất hình thành hồ quang ( ) phụ thuộc vào Gradien của

điện áp làm việc dọc theo đ-ờng phóng điện :

 = (Elv) ; Elv = Ulv/lpđ (kV/m )

Trong đó:

+ : xác suất hình thành hồ quang

+ Ulv: điện áp làm việc của đ-ờng dây ( kV )

+ lpđ: chiều dài phóng điện ( m)

Do đó số lần cắt điện do sét của đ-ờng dây là:

ncđ = Npđ  = (0,60,9) h nng .s vpđ 

(III – 5)

Để so sánh khả năng chịu sét của đ-ờng dây có các tham số

khác nhau, đi qua các vùng có c-ờng độ hoạt động của sét khác

nhau ng-ời ta tính trị số " suất cắt đ-ờng dây" tức là số lần cắt do

sét khi đ-ờng dây có chiều dài 100km

ncđ = ( 0,060,09) h nng s Vpđ  (III – 6)

Đ-ờng dây bị tác dụng của sét bởi ba nguyên nhân sau:

+ Sét đánh thẳng vào đỉnh cột hoặc dây chống sét lân cận

đỉnh cột

+ Sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn

+ sét đánh vào khoảng dây chống sét ở giữa khoảng cột

Cũng có khi sét đánh xuống mặt đất gần đ-ờng dây gây quá

điện áp cảm ứng trên đ-ờng dây, nh-ng tr-ờng hợp này không nguy hiểm bằng ba tr-ờng hợp trên Khi đ-ờng dây bị sét đánh trực tiếp sẽ phải chịu đựng toàn bộ năng l-ợng của phóng điện sét, do vậy sẽ tính toán dây chống sét cho đ-ờng dây với ba tr-ờng hợp trên Cuối cùng ta có số lần cắt do sét của đ-ờng dây

ncđ = nc + nkv + ndd ( III – 7)

Trong đó:

+ nc : số lần cắt do sét đánh vào đỉnh cột

+nkv: số lần cắt do sét đánh vào khoảng v-ợt

+ ndd: số lần cắt do sét đánh vào dây dẫn