+ Quá điện áp khí quyển do sét lan truyền trên các đường dây trên không và quá điện áp do các sự cố trong hệ thống điện có thể lớn hơn điện áp thí nghiệm xung của cách điện của các thiết[r]
TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRÊN ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP VÀ SIÊU
Truyền tải điện trên đường dây cao áp và siêu cao áp
Một hệ thống điện siêu cao áp (DSCA) bao gồm máy biến áp (MBA) tăng áp đầu nguồn và MBA hạ áp cuối đường dây để cung cấp điện cho phụ tải Để đảm bảo chất lượng điện áp ở các chế độ tải khác nhau như không tải, phụ tải tối thiểu, trung bình và tối đa, hệ thống còn được trang bị các thiết bị bù như tụ bù dọc, tụ và kháng bù ngang cùng với các thiết bị điều khiển Tất cả những thành phần này kết hợp lại tạo thành một hệ thống tải điện hoàn chỉnh.
Hệ thống truyền tải siêu cao áp được giới thiệu trong hình bao gồm hai hệ thống điện kết nối với nhau qua DSCA Một hệ thống là nguồn phát, có công suất dư thừa để cung cấp cho hệ thống còn lại, trong khi hệ thống kia là phụ tải, cần hỗ trợ công suất do thiếu hụt.
Hình 2 Hệ thống truyền tải siêu cao áp
2.2 Đường dây truyền tải điện.
Kết cấu điển hình của một đường dây truyền tải điện trên không gồm có : cột, dây dẫn, sứ và các phụ kiện, dây chống sét.
Hình 3 Kết cấu điển hình của đường dây truyền tải điện (có phân pha)
Các cột của đường dây trên không đóng vai trò quan trọng trong việc giữ các dây dẫn ở độ cao an toàn so với mặt đất và mặt nước, nhằm đảm bảo an toàn cho người và phương tiện giao thông, đồng thời đảm bảo hoạt động tin cậy của đường dây.
Cột của đường dây được làm từ các vật liệu như thép, bê tông cốt thép và hợp kim nhôm Lưu ý rằng hai mạch của đường dây trên không thể được bố trí trên cùng một cột.
Ngoài ra trên đường dây có Uđm > 230 KV thì nên phân pha dây dẫn để hạn chế tổn thất vầng quang. Điện ap;kV Cột Khoảng cột; m
Trong lĩnh vực truyền tải điện cao áp, các loại dây dẫn phổ biến bao gồm dây nhôm lõi thép AC, dây nhôm lõi thép tăng cường ACSR, dây toàn nhôm AAC, dây toàn hợp kim nhôm AAAC và dây nhôm lõi hợp kim nhôm ACAR Lý do chính khiến dây nhôm được ưa chuộng là do giá thành thấp và trọng lượng nhẹ hơn so với dây đồng.
Có các loại dây dẫn sau:
-Dây đơn chỉ có một sợi duy nhất: thường là dây thép, dây lưỡng kim lõi thép hủ đồng ở ngoài;
- Dây vặn xoắn đồng nhất: nhiều sợi nhỏ (đồng, nhôm hay thép) vặn xoắn lại với nhau;
- Dây vặn xoắn nhôm lõi thép, để tăng độ bền người ta làm lõi thép ở trong, các sợi nhôm ở bên ngoài;
- Dây vặn xoắn nhôm lõi thép có thêm các sợi phụ bằng chất cách điện để tăng bán kính dùng cho điện áp 220 kV trở lên.
Dây dẫn được gắn vào chuối sứ nhờ các kẹp dây.
Khoảng cách tiêu chuẩn bao gồm các khoảng cách tối thiểu giữa dây dẫn được căng và mặt đất, giữa dây dẫn và các công trình xây dựng, giữa dây dẫn và cột, cũng như giữa các dây dẫn với nhau.
+ Độ võng trên dây: là khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ đường thẳng nối
2 điểm treo dây trên cột tới điểm thấp nhất của dây dẫn do tác dụng của khối lượng dây.
Lực căng dây là lực kéo và giữ chặt dây dẫn trên cột Chế độ làm việc bình thường diễn ra khi dây dẫn không bị đứt, trong khi chế độ sự cố xảy ra khi có ít nhất một dây dẫn bị đứt.
+Khoảng vượt trung gian của đường dây: khoảng cách theo mặt phẳng ngang giữa 2 cột.
Khoảng néo chặt là khoảng cách nằm ngang giữa hai cột chịu lực gần nhau, bao gồm cột đầu tuyến, cột cuối tuyến và cột góc dây dẫn chuyển hướng.
+ Xà: Dùng để đỡ dây dẫn và cố định khoảng cách giữa các dây, được làm bằng sắt hoặc bê tông kích thước tùy vào cấp điện áp
Sứ đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các bộ phận mang điện và cách điện giữa chúng với mặt đất Do đó, sứ cần có độ bền cao, khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch và điện áp của mạng, kể cả trong trường hợp quá điện áp.
Sứ cách điện được thiết kế cho cấp điện áp cụ thể và chia thành hai loại chính: sứ đỡ (sứ treo) dùng để hỗ trợ hoặc treo thanh cái, dây dẫn và các bộ phận mang điện; và sứ xuyên, dùng để dẫn nhánh hoặc xuyên qua tường Đối với đường dây có điện áp từ 110kV trở lên, sứ treo là lựa chọn phổ biến.
Ti sứ là chi tiết kết nối giữa sứ đứng và xà trên cột điện, được gắn chặt bằng cách vặn ren và sử dụng ximăng, cát làm trụ Chất liệu của ti sứ là thép, được sơn phủ hoặc mạ để bảo vệ chống gỉ sét.
+Móng cột: có nhiệm vụ chống lật cột Trong vận hành cột điện chịu lực kéo của dây và lực của gió bão.
Dây néo được sử dụng tại các cột néo, bao gồm cột đầu, cột cuối và cột góc đường dây, nhằm tăng cường khả năng chịu lực kéo cho các cột này Các dây néo được lắp đặt theo hướng ngược lại với lực kéo của dây, giúp đảm bảo sự ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống.
Bộ chống rung: chống rung cho dây dẫn do tác dụng của gió.
+Bộ chống rung gồm 2 quả tạ bằng gang nối với nhau bằng cáp thép, đoạn cáp được kết vào đường dây nhờ kẹp
Trên cột và các xà đỡ, các thiết bị điện được lắp đặt nhằm phục vụ cho việc vận hành và bảo vệ lưới điện, bao gồm cầu chì tự rơi, máy cắt phụ tải, dao cách ly và thiết bị tự đóng lại.
Hình 4 Bộ chống rung và móng cột
Ta có bảng thông số cơ bản đường dây 500 KV :
2.2.2 Các trạng thái làm việc của đường dây trên không :
Xét về cơ học, đường dây trên không hoạt động trong nhiều trạng thái khác nhau, mỗi trạng thái chịu tác động của các lực tương ứng Các trạng thái này được xác định bởi các thông số môi trường như tốc độ gió và nhiệt độ không khí, cũng như tình trạng của dây dẫn và dây chống sét Có tổng cộng 5 trạng thái cơ học cần được xem xét cho đường dây.
Khi nhiệt độ đạt mức thấp nhất, dây dẫn sẽ bị co lại, dẫn đến việc tạo ra ứng suất lớn nhất trong dây Hiện tượng co lại này có thể gây ra lực kéo ngược đối với chuỗi sứ và làm nhổ cột.
+ Trạng thái bão: Trạng thái này dây dẫn chịu tải trọng cơ học lớn nhất, ứng suất trong dây lớn nhất và dây bị lệch khỏi mặt phẳng đứng.
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, QUÁ ĐIỆN ÁP DO ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP VÀ SIÊU CAO ÁP GÂY RA
Ảnh hưởng của điện từ trường
3.1 Tiêu chuẩn điện từ trường trong lưới điện cao áp và siêu cao áp
Trên cơ sở nghiên cứu được công nhận từ các tổ chức như CIGRE và WHO, trước khi vận hành ĐDK - 500 kV mạch 1 tại Việt Nam, Bộ Công Thương đã ban hành các văn bản pháp luật cần thiết, bao gồm Quy phạm trang bị điện 500 kV vào ngày 23/9/1992 theo Quyết định 450 NL/KHKT.
Bộ Năng lượng đã ban hành tiêu chuẩn ngành về mức cường độ điện trường cho phép và quy định kiểm tra tại nơi làm việc theo Quyết định 183NL/KHKT ngày 12/4/1994 Cường độ điện trường tác động trực tiếp lên người không được vượt quá 25 kV/m Mức cho phép của cường độ điện trường (E) còn phụ thuộc vào thời gian (T) mà con người chịu tác động trực tiếp, được quy định theo biểu thức cụ thể.
Khi E