đối với các tiết diện dây dãn và điện trở suất của đất và có thiên của dòng điện theo thời gian rất lớn thì cao và làm biến dạng sóng .Tuy nhiên chỉ trong truyền sóng lớn thì biến dạng đ[r]
Trang 1CHƯƠ TRUYỀN SÓNG QUÁ ĐIỆN ÁP TRÊN CÁC
DÂY TẢI
4.1.Khái niệm
4.2 Truyền sóng trong hệ thống nhiều dây dẫn
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
4.2 Truyền sóng trong hệ thống nhiều dây dẫn
4.3.Phản xạ và khúc xạ của sóng
4.4.Truyền sóng trong mạch dao động
4.5 Xác định điện áp tạI đIểm nút bằng ph
sóng đẳng trị.
4.6 ảnh hưởng của vầng quang xung kích
ƯƠNG 4 : IỆN ÁP TRÊN CÁC ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
Truyền sóng trong hệ thống nhiều dây dẫn
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
Truyền sóng trong hệ thống nhiều dây dẫn
ộng Iểm nút bằng phương pháp đồ thị Nguyên tắc ởng của vầng quang xung kích đối với truyền sóng
Trang 2Quá điện áp khí quyển do sét gây nên tác dụng Sóng quá điện áp lan truyền dọc theo đường dây xuất
sét đánh thẳng vào đường dây
Sóng quá điện áp trên các đường dây tải điện
sét đánh xuống mặt đất gần đường dây gây
Các biện pháp bảo vệ chống sét cho hệ thống điện đường dây
đường dây
Lan truyền sóng quá điện áp thao tác
Lan truyền sóng quá điện áp khí quyển
Sóng quá điện áp nội bộ xuất hiện khi chúng ta đóng
dây dẫn mà trước đó không cùng thế)
Sóng không sin lan truyền theo đường dây, khúc xạ,
nhiều đường dây cùng nối với thanh cái, từ cuối đường
Sóng quá điện áp khí quyển sẽ lan truyền từ điểm
lên cách điện của cả của đường dây và trạm biến áp
xuất hiện do
iện
gây
iện phải dựa trên tính toán quá trình truyền sóng trên
óng cắt mạch điện (ví dụ như khi ta đóng đột ngột giữa hai
xạ, phản xạ từ nơi nối hai đường dây không cùng tổng trở, ờng dây hở mạch
iểm sét đánh, các sóng này sẽ khúc xạ, phản xạ và suy yếu
Trang 3Các đường dây tải điện cao áp là hệ thống tham điện dung phân bố dọc theo chiều dài đường dây chứ
MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY CHẾ
u
Rdx
Gdx
i
điện áp xuát hiện trên đường dây xác định bằng cách
Giải hệ phương trình vi phân ở dạng tổng quát
abscisse x
Gu x
) x ( i
Ri x
) x ( u
số phân bố, các đại lượng vật lý như điện trở, điện cảm và chứ không tập trung tại một điểm
ỜNG DÂY CHẾ ĐỘ BA PHA ĐỐI XỨNG
dx x
u u
x i i
Cdx
cách giải hệ phương trình vi phân
quát với cả bốn tham số sẽ rất phức tạp, và không cần thiết
abscisse x+dx
t
) x ( u C ) x ( Gu
t
) x ( i L ) x ( Ri
Trang 4Do đó sẽ đề xuất một số giả thiết nhằm đơn
điện dẫn tác dụng của dây dẫn vì tham số này (đường dây cao áp có mức cách điện rất cao điện áp có biên độ rất lớn sẽ làm xuất hiện quá quang tăng)
điện trở R của dây dẫn gây tổn hao và làm
Xét quá trình truyền sóng quá điện áp (sét
bỏ qua
điện trở R của dây dẫn gây tổn hao và làm
sẽ có điện áp đối với đất nên dòng điện thứ tự thứ tự ngược sẽ trở về trong đất
Do vậy có thể xem điện trở R bao gồm điện điện trở thứ tự không của dây dẫn đối với các tiết diện dây dãn và điện trở suất của đất và có thiên của dòng điện theo thời gian rất lớn thì cao và làm biến dạng sóng Tuy nhiên chỉ trong truyền sóng lớn thì biến dạng đầu sóng mới đ rất ngắn nên có thể không xét đến biến dạng sóng
n giản hoá.
này quyết định bởi tổn thất do rò điện là do vầng quang nên rò điện rất bé nhỏ không đáng kể, trừ khi sóng quá quá trình phóng điện vầng quang làm cho tổn thất vầng
biến dạng sóng Khi có sét đánh vào dây dẫn, đường dây
(sét hoặc nội bô), thời gian biến thiên rất ngắn có thể
biến dạng sóng Khi có sét đánh vào dây dẫn, đường dây thuận của sóng sẽ truyền dọc theo dây dẫn còn dòng điện
iện trở của dây dẫn và điện trở trở về rđ, nghĩa là bằng bằng các đường dây cao áp, điện trở thứ tự không phụ thuộc vào
có giá trị 0,1 đến 0,4/km ở trạng thái sóng khi tốc độ biến hiệu ứng mặt ngoài trong đất sẽ làm cho điện trở rđ tăng trong vùng đất xấu (điện trở suất của đất lớn) và khi độ dài đáng kể Thực tế thường gặp các trường hợp truyền sóng sóng
Trang 5hệ phương trình vi phân truyền sóng đư
Nghiệm tổng quát của hệ phương trình
t
) x (
u C x
) x ( i
t
) x (
i L x
) x ( u
) , (
) , (
t x i
t x u
v
Sãng ph¶n x¹ u pxx vt
x vt const
t
i
c
px px
Z
u
i
được xem không có tổn hao (R = 0 et G=0)
2
2
2 2
2
2 2
) ( )
(
) ( )
(
2
t
x
i C x
x i
t
x
u L
x
x u
) (
) (
) (
) (
vt x i vt x i
vt x u vt x u
px t
px t
Sãng tí i u tx vt
v
§ - êng d©y dµi v« tËn
x
x vt const
c
t
Z u
Trang 6Nghiệm tổng quát được biểu thị ở dạng tổng hai thành
sóng tới di chuyển về phía d sóng phản xạ di chuyển theo chiều ng
vt x z
vt x
y vt x u vt
x u t
x
) , (
2
2 2
2
t
u LC x
u
LC
1
Vận tốc truyền sóng
thành phần
sóng tới di chuyển về phía dương của trục x sóng phản xạ di chuyển theo chiều ngược lại
dz
du dy
du x
2 2
2u d u d u
LC
2 2
2 2
2
dz
u d dy
u d t
u
1
2
LCv
LC
2
2
2
2 2
2
dz
u d dy
u d x
Trang 7
Trường hợp đường dây không có tổn hao
t
i L x
u
dz
du dy
du x
u
u vt
x u t
x u
px t
px t
) , (
) (
) (
) ,
Nếu đường dây dài vô tận thì sẽ không có sóng định bởi quy luật biến thiên của nguồn theo thời gian
Z C
L
LC
L L
2
Tổng trở sóng của đường dây không tổn hao
Tốc độ truyền sóng dọc theo đường dây không
đối với đường dây trên không nó có trị số bằng vận tốc ánh sáng Nh
cuối
vt
(
dz
du dy
du x
u t px
L -L
dz
di dy
di t
i
L t px
onst L
onst L
px
t
c
u i
c
u i
px t
sóng phản xạ từ cuối đường dây và hàm số ft(x-vt) được quyết gian
vt x u t x i
Z
vt x u t
x i
t
px px
) (
) (
) (
)
có tổn hao
ờng dây trên không nó có trị số bằng vận tốc ánh sáng Như vậy thời gian sóng truyền từ đầu đường dây đến
cuối đường dây sẽ bằng l/.
LC
1
Trang 8Nghiên cứu quá trình truyền sóng trên đường tải
điện từ trường do sự lan truyền sóng trong các dây kia
Sử dụng
nn n
n nn
n n
n n
q q
U
q q
U
q q
U
2 2 1 1 2 2 22 1 21 2 1 2 12 1 11 1 Unn n1q1 n2q2 nn n nn n n n n nn n n q q q U U U 2 1 2 1 2 22 21 1 12 11 2 1
Ma trận gọi là ma trận hệ số thế là một ma trận
xứng vì kj= jk
điện gồm nhiều dây : môi dây dẫn đều bị ảnh hưởng của kia
phương trình Maxwell áp dụng cho hệ thống nhiều dây
n nn
n n n
q
q q
n
nnq
trận đối
pk kp
k
k kk
d b r h
ln 2
1
2 ln 2
1
hp
hk
p k
bkp'
dkp
rk
hp
hk
Trang 9Sóng lan truyền theo đường dây không tổn hao, cách dịch chuyển tất cả điện tích cố định dọc theo
n n
n
n n n
I Z I
Z I Z
q q
q q
q U
1 2
2 1 11
1 2
12 1
11
1 2
12 1
11 1
U1n Z11I1 Z12I2
n n nn n n I Z I Z U I Z I Z U I Z I Z U
2 2 1 1 2 22 1 21 2 2 12 1 11 1 ckp ckk Z Z Le système des équations a (n-1) équations avec 2(n particuliers. do vậy ta có thể xác định dạng sóng của điện trường bằng dây dẫn với vận tốc q n Z n I n 1
n nn n n n n I Z I Z I Z
2 1
I Z
U
kp
kp kp
kp kp
kp
k
k k
k k
k
d
b d
b d
b
r
h r
h r
h
' '
12 '
0 pk
12 0
kk
138.log ln
10 85 8 1 2
1 ln
2
1
2 138.log
2 ln 10 85 8 1 2
1 2
ln 2
1
1) équations avec 2(n-1) variées donc il est résoluble dans les cas
Trang 10Ví dụ đường dây không treo dây chống sét, sét phóng điện ngược qua cách điện hoặc do cảm ứng
Trường hợp các dây dẫn đều nối với
điện áp trên các dây dẫn sẽ bằng nhau
nn n
n
n n
Z I
Z I
Z U
Z I
Z I
Z U
Z I
Z I
Z U
2 2 1 1 2 2 22 1 21 1 2 12 1 11 sét đánh thẳng vào dây dẫn, quá điện áp xuất hiện do với nguồn 1 2 3 U U
U
n nn
n n n
I
I I
I=?