BÀI TẬP HỌC PHẦNInternational Standard Book Number10: 0824799577 (Hardcover) International Standard Book Number13: 9780824799571 (Hardcover) This book contains information obtained from authentic and highly regarded sources. Reprinted material is quoted with permission, and sources are indicated. A wide variety of references are listed. R KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
Trang 1BÀI TẬP HỌC PHẦN KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
CHƯƠNG 1 + 2 + 3
Biên soạn: TS Nguyễn Đức Tường
CHƯƠNG 1
1.1 Một máy phát xung (MFX) có sơ đồ mạch điện như hình vẽ MFX có các thông số như
sau: UDC=2 (kVDC); R1= 100 (); R2= R3=50 (); RE=150 (); CS=1 (F); CB = 2.10-4 (F) MFX thử nghiệm một loại cách điện có CTest Opject = 1.10-3 (F)
1 Xác định hằng số thời gian cho mạch nạp (1) và
phóng (2) của MFX?
2 Xác định điện áp đầu ra u(t)?
1.2 Một máy phát xung (MFX) có sơ đồ mạch điện như hình vẽ MFX có các thông số như
sau: UDC=2 (kVDC); R1= 100 (); R2= R3=50 (); RE=150 (); CS=1 (F); CB = 2.10-4 (F) MFX thử nghiệm một loại cách điện có CTest Opject = 2.10-2 (F)
1 Xác định thời gian đỉnh (TP) của xung ra u(t)?
2 Xác định điện áp đỉnh U(TP) của điện áp đầu ra?
u(t)
R 3
R 2
R E
C B
C S
S 2
R 2
S 1
R 1
R E
C S
R 1
U DC
u(t)
R 3
R 2
R E
C B
C S
S 2
R 2
S 1
R 1
R E
C S
R 1
U DC
Trang 21.3 Một máy phát xung (MFX) có sơ đồ mạch điện như hình vẽ MFX có các thông số như
sau:
UDC (kV) R1 () R2 () R3 () RE () C1 (F) CB (F) Ctest Object (F)
1 Xác định điện áp đầu ra u(t)?
2 Xác định hiệu suất của MFX?
1.4 Một máy phát xung (MFX) có sơ đồ mạch điện như hình vẽ MFX có các thông số như
sau:
UDC (kV) R1 () R2 () R3 () RE () C1 (F) CB (F) Ctest Object (F)
1 Xác định thời gian đỉnh (TP) của xung ra u(t)?
2 MFX có thông số như trên ứng dụng vào việc gì?
U DC
u(t)
C b
R 3
R 2
R 2
R E
R E
R E
C S
C S
C S
R 0
R 1
R 1
S 1
S 2
S 3
R 2
U DC
u(t)
C b
R 3
R 2
R 2
R E
R E
R E
C S
C S
C S
R 0
R 1
R 1
S 1
S 2
S 3
R 2
Trang 31.5 Thực hiện đo điện trở của một khu đất bằng Megohmeter như hình 1 và 2 Điện trở đo
được trong cả 2 hình là R = 21,6 Ω Biết a = 5 m; b = 0,3m; h = 1,2 m; d = 3 cm
Hình 1 Hình 2
1 Xác định điện trở suất của khu đất trong hình 1 theo phương pháp 4 điểm khi c = 5 m và c
= 7 m?
2 Xác định điện trở suất của khu đất trên trong hình 2 theo phương pháp 3 điểm?
1.6 Cho 3 hệ thống nối đất có sơ đồ như hình vẽ a, b và c Các điện cực là thanh thép có tiết
diện mặt cắt ngang là hình tròn, điện trở suất của đất nơi đặt các hệ thống nối đất là ρ =
100 Ω.m
Biết d = 2 cm; l = 1,5 m; h = 0,8 m
1 Xác định điện trở của hệ thống nối đất trong hình a khi S = 2 m?
2 Xác định điện trở của hệ thống nối đất trong hình b?
Trang 4CHƯƠNG 2
2.1 Một cú sét có dòng điện đỉnh của phóng điện ban đầu là IS1 = 80 kA và phóng điện lặp lại
IS2 = 60 kA Tham số phân bố log chuẩn (M, )
Tham số Phóng điện ban đầu Phóng điện lặp lại
IS (kA) 27.7 0.461 11.8 0.530
1 Xác định khoảng cách phóng điện (S) theo IEEE và Whitehead cho phóng điện sét ban đầu?
2 Tính giá trị trung bình của phóng điện sét ban đầu và lặp lại theo phân bố log chuẩn?
3 Tính xác suất xuất hiện dòng điện sét IS2?
Dòng điện trong khe sét của một cú sét âm của phóng điện lặp lại có dạng biến thiên như
hình 12.1 Tham số phân bố log chuẩn cho trong bảng
1 Xác định độ dốc trung bình dòng điện sét S10/90; S30/90?
2 Xác định xác suất xuất hiện độ dốc đầu sóng S10/90 = 5 (kA/s); S30/90 = 15 (kA/s)?
3 Xác định giá trị trung bình của dòng điện sét?
2.3 Dòng điện trong khe sét của một cú sét âm của phóng điện ban đầu có dạng biến thiên như
hình 2.2 Tham số phân bố log chuẩn cho trong bảng:
Tham số Phóng điện lặp lại
IS (kA) 11,8 0,53
S10/90 (kA/s) 15,4 0,944
S30/90 (kA/s) 20,1 0,967
Tham số Phóng điện ban đầu
IS (kA) 27.7 0.461
T10/90 (s) 5,63 0,576
T30/90 (s) 3,83 0,553
T 10/90
S
10/90
S
30/90
Imax
t (s)
i (kA)
T 30/90
i(t) 0,9I max
0,3I max
0,1I max
Hình 2.2
T 10/90
S
10/90
S
30/90
I max
t (s)
i (kA)
T 30/90
i(t) 0,9I max
0,3I max
0,1I max
Hình 2.1
Trang 51 Tính thời gian trung bình T10/90; T30/90?
2 Xác định giá trị trung bình của đỉnh dòng điện sét?
3 Xác định xác suất xuất hiện các cú sét có đỉnh dòng điện lớn hơn hoặc bằng 50kA?
2.4 Một phóng điện sét âm từ đám mây xuống mặt đất có tham số như sau:
Đỉnh dòng điện sét Imax = 150 kA;
Thời gian đầu sóng (thời gian đỉnh) cực đại Tmax = 20 µs
1 Tính độ dốc đầu sóng Smax?
2 Xác định xác suất có các cú sét có độ dốc đầu sóng lớn hơn hoặc bằng Smax?
3 Tính xác suất các cú sét có đỉnh dòng điện lớn hơn hoặc bằng Imax?
2.5 Một cú sét có dòng điện đỉnh của phóng điện ban đầu là IS1 = 100 kA và phóng điện lặp lại
IS2 = 80 kA Tham số phân bố log chuẩn (M, )
Tham số Phóng điện ban đầu Phóng điện lặp lại
IS (kA) 27.7 0.461 11.8 0.530
1 Xác định khoảng cách phóng điện (S) theo IEEE ứng với phóng điện sét ban đầu và lặp lại?
2 Tính giá trị trung bình của phóng điện sét ban đầu và lặp lại theo phân bố log chuẩn?
3 Tính xác suất xuất hiện dòng điện sét IS1?
2.6 Một phóng điện sét dương từ đám mây xuống mặt đất có tham số như sau:
Đỉnh dòng điện sét Imax = 100 kA;
Thời gian đầu sóng (thời gian đỉnh) cực đại Tmax = 20 µs
1 Tính độ dốc đầu sóng Smax?
2 Xác định xác suất có các cú sét với độ dốc đầu sóng lớn hơn hoặc bằng Smax?
3 Tính xác suất các cú sét có đỉnh dòng điện lớn hơn hoặc bằng Imax?
Trang 62.7 Một cú sét có dòng điện đỉnh của phóng điện ban đầu là IS1 = 100 kA và phóng điện lặp lại IS2 = 80 kA Tham số phân bố log chuẩn (M, )
Tham số Phóng điện ban đầu Phóng điện lặp lại
IS (kA) 27.7 0.461 11.8 0.530
1 Xác định khoảng cách phóng điện (S) theo IEEE ứng với phóng điện sét ban đầu và lặp lại?
2 Tính giá trị trung bình của phóng điện sét ban đầu và lặp lại theo phân bố log chuẩn?
3 Tính xác suất xuất hiện dòng điện sét IS1?
CHƯƠNG 3
3.1 Một công trình điện cấp điện áp 35kV, được bảo vệ bằng hai cột chống sét có độ cao bằng
nhau và có kích thước như hình vẽ:
- Cột thu sét: h = 30 (m); S = 28 (m)
- Công trình: hx = 10 (m); a = 8 (m); b = 15 (m);
c = 12 (m); d = 5 (m)
- Góc bảo vệ: = = 300
1 Xác định bán kính bảo vệ của hai cột thu sét ở độ cao hx?
2 Hai cột thu sét có bảo vệ được công trình tai vị trí điểm C và D không?
3.2 Một công trình điện cấp điện áp 22kV, được bảo vệ bằng hai cột chống sét có độ cao bằng nhau và có kích thước như hình vẽ:
- Cột thu sét: h = 25 (m); S = 30 (m)
- Công trình: hx = 12 (m); a = 15 (m); b = 25 (m);
c = 11 (m); d = 5 (m)
- Góc bảo vệ: = = 450
a S
c c
d
d
hx
h
Cột thu sét
a S
c c
d
d
hx
h
Cột thu sét
Trang 71 Xác định bán kính bảo vệ của hai cột thu sét ở độ cao hx?
2 Vẽ mặt bằng phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét trên và đánh giá khả năng bảo vệ của hai cột chống sét?
3.3 Một công trình điện cấp điện áp 35kV, được bảo vệ bằng hai cột chống sét có độ cao khác nhau và có kích thước như hình vẽ:
- Cột thu sét: hA = 30 (m); hB = 25 (m); S = 29 (m)
- Công trình: hx = 8 (m); a = 10 (m); b = 20 (m);
c = 15 (m); d = 5 (m)
- Góc bảo vệ: = = 350
1 Xác định bán kính bảo vệ của hai cột thu sét ở độ cao hx?
2 Hai cột thu sét có bảo vệ được công trình tai vị trí điểm C và D không?
3.4 Một công trình điện cấp điện áp 22kV, được bảo vệ bằng hai cột chống sét có độ cao khác nhau và có kích thước như hình vẽ:
- Cột thu sét: hA = 30 (m); hB = 23 (m); S = 25 (m)
- Công trình: hx = 11 (m); a = 10 (m); b = 25 (m);
c = 7 (m); d = 4 (m)
- Góc bảo vệ: = = 350
1 Xác định bán kính bảo vệ của hai cột thu sét ở độ cao hx?
2 Vẽ mặt bằng phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét trên và đánh giá khả năng bảo vệ của hai cột chống sét?
3.5 Đường dây 220 kV có tổng trở sóng 400 , cường độ cách điện xung sét BIL = 750 kV Chiều cao trung bình của dây chống sét trên toàn tuyến là 36 m, và dây dẫn pha trên cùng là
30 m Góc bảo vệ của dây chống sét là 25o; Dòng điện sét trung bình 31 kA Hệ số A, b theo Brown-Whitehead cho trong bảng:
a S
c c
d
d
hx
hB
Cột thu sét
hA
a S
c c
d
d
hx
hB
Cột thu sét
hA
Trang 8Brown-Whitehead 6,4 0,75 7,1 0,75
1 Xác định dòng điện sét tới hạn IC?
2 Xác định dòng điện sét cực đại (Imax) để sét không đánh vào dây dẫn pha (SFFOR = 0)?
3.6 Đường dây 110 kV có tổng trở sóng 450 , cường độ cách điện xung sét BIL = 650 kV
Chiều cao trung bình của dây chống sét trên toàn tuyến là 25 m, và dây dẫn pha trên cùng là
22 m Góc bảo vệ của dây chống sét là 30o Hệ số A, b theo IEC cho trong bảng:
1 Xác định dòng điện sét tới hạn IC?
2 Xác định dòng điện sét cực đại để sét không đánh vào dây dẫn pha (SFFOR = 0)?
3.7 Đường dây 550 kV có tổng trở sóng 350 , cường độ cách điện xung sét BIL = 1500 kV Đường dây đi qua vùng có mật độ sét là 4 (lần/km2.năm), chiều cao trung bình của dây chống sét trên toàn tuyến là 45 m, và dây dẫn pha trên cùng là 35 m Góc bảo vệ của dây chống sét
là 20o; Dòng điện trung bình 31 kA Hệ số A, b theo IEEE cho trong bảng:
1 Xác định dòng điện sét tới hạn IC ?
2 Xác định dòng điện sét cực đại Imax để sét không đánh vào dây dẫn pha (SFFOR = 0)?
3.8 Đường dây 220 kV có chiều dài L = 100 km, đi qua vùng có mật độ sét Nd=5 (lần/km2/năm) Dòng điện tới hạn IC = 10 kA; Dòng điện cực đại Imax = 20 kA (ứng với SFFOR=0); DCC =
2 m; Tham số phân bố dòng điện sét cho trong bảng:
Dòng điện I (kA) Độ lệch trung bình M I Độ lệch chuẩn I
Trang 9Hãy xác định suất phóng điện (SFFOR) của đường dây?
3.9 Đường dây 500 kV có chiều dài L = 100 km, đi qua vùng có mật độ sét Nd=5 (lần/km2/năm) Dòng điện tới hạn IC = 10 kA; Dòng điện cực đại Imax = 25 kA (ứng với SFFOR=0); DCC =
5 m; Tham số phân bố dòng điện sét cho trong bảng:
Dòng điện I (kA) Độ lệch trung bình M I Độ lệch chuẩn I
Hãy xác định suất phóng điện (SFFOR) của đường dây?
3.10 Một máy biến áp 110 kV có kích thước Dài x Rộng x Cao = 6,7m x 5,4 m x 5,6 m
Sử dụng 2 cột chống sét (cột 1 và cột 2) có chiều cao bằng nhau, đặt cách nhau một khoảng 20 m
Bẳng phương pháp quả cầu lăn của Mousa hãy:
2 Tính bán kính bảo vệ ở độ cao 5,6m?
3.11 Một máy biến áp 110 kV có kích thước Dài x Rộng x Cao = 6,7m x 5,4 m x 5,6 m
Sử dụng 2 cột chống sét (cột 1 và cột 2) có chiều cao bằng nhau, đặt cách nhau một khoảng 20 m
Cột 2 Cột 1
20 m
5,4 m
Trang 10Bằng phương pháp quả cầu lăn của Mousa hãy:
2 Tính chiều cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ
Cột 2 Cột 1
20 m
5,4 m