Ảnh hưởng của môi trường đặt cáp đến quá điện áp trên vỏ cáp trong đường dây truyền tải điện có cấu trúc hỗn hợp

Bài viết trình bày các kết quả tính toán điện áp cảm ứng trên vỏ cáp trong trường hợp sét đánh trên đường dây truyền tải 220 kV có cấu trúc hỗn hợp, gồm đường dây trên không nối với một đoạn cáp XLPE sử dụng phương pháp hoán vị vỏ để tăng khả năng tải. Các tình huống mô phỏng được thực hiện trên phần mềm EMTP-ATP nhằm phân tích trị số điện áp cảm ứng trên vỏ cáp khi thay đổi môi trường đặt cáp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của môi trường đặt cáp đến quá điện áp trên vỏ cáp trong đường dây truyền tải điện có cấu trúc hỗn hợp JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 2, April 2021, 001-006 Ảnh hưởng của môi trường đặt cáp đến quá điện áp trên vỏ cáp trong đường dây truyền tải điện có cấu trúc hỗn hợp Effect of Cable Configuration on Overvoltage on Cable Sheath in “Mix” Transmission Lines Phạm Thành Chung1*, Phạm Hồng Thịnh2, Trần Văn Tớp1 1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam 2 PSEG Long Island, Hicksville, New York, USA *Email: chung.phamthanh1@hust.edu.vn Tóm tắt Bài báo trình bày các kết quả tính toán điện áp cảm ứng trên vỏ cáp trong trường hợp sét đánh trên đường dây truyền tải 220 kV có cấu trúc hỗn hợp, gồm đường dây trên không nối với một đoạn cáp XLPE sử dụng phương pháp hoán vị vỏ để tăng khả năng tải. Các tình huống mô phỏng được thực hiện trên phần mềm EMTP-ATP nhằm phân tích trị số điện áp cảm ứng trên vỏ cáp khi thay đổi môi trường đặt cáp. Kết quả mô phỏng cho thấy tổng trở sóng của vỏ cáp thay đổi mạnh khi môi trường đặt cáp thay đổi, dẫn đến trị số điện áp trên vỏ cáp có thể vượt quá mức độ cách điện của vật liệu vỏ cáp khi cáp đi trên không. Kết quả cũng gợi ý sự cần thiết của việc sử dụng các thiết bị hạn chế quá điện áp trên vỏ cáp trong đường dây có cấu trúc hỗn hợp, đặc biệt ở các khu vực cáp đi trên không. Từ khoá: Điện áp vỏ cáp, hoán vị vỏ cáp, đường dây hỗn hợp, EMTP-ATP. Abstract This paper deals with the induced voltage along cross-bonded cable sheaths of a 220 kV mixed overhead- cable transmission line when a lightning surge propagates from the overhead line. The simulation is performed by using EMTP-ATP software to analyze the effect of surrounding environment of the cable on the sheath voltage and the surge impedance thereof. The results show that the sheath voltage can exceed the impulse withstand voltage of the cable jacket in overhead cables. The results also suggest that the sheath voltage limiters (SVL) need to be installed at the junction between minor sections of overhead cables to minimize the effects of lightning induced voltage on the sheath. Keywords: Sheath voltage, crossbonding, mixed overhead-cable line, EMTP-ATP.1. Giới thiệu chung 1 đối với cáp có ít nhất 3 chế độ truyền sóng bao gồm các chế độ đồng trục (coaxial mode), chế độ trở về Những năm gần đây, sự mở rộng quy mô lưới trong đất và chế độ trở về giữa các vỏ (intersheath)truyền tải kết hợp với quá trình đô thị hóa dẫn đến sự [1]. Do vậy dạng dòng điện và điện áp trong lõi cápxuất hiện ngày càng nhiều các đường dây hỗn hợp và cảm ứng trên vỏ cáp ở chế độ làm việc bìnhbao gồm cáp ngầm kết hợp với đường dây trên không thường cũng như trong các trường hợp quá độ (đóngtrên lưới truyền tải. Sự kết hợp giữa đường dây trên cắt, ngắn mạch, sét) phức tạp hơn nhiều khi cáp đượckhông và cáp là một bài toán phức tạp trong kỹ thuật kết hợp với đường dây trên không. Sự phức tạp nàytruyền tải với nhiều tham số không đồng nhất như đặt ra các thách thức hoàn toàn mới như tính toánthông số đường dây ở tần số 50 Hz (điện cảm, điện chỉnh định và xác lập phương thức cho bảo vệ rơ le,dung và điện dẫn) cũng như sự khác nhau rất lớn về tính toán và lựa chọn loại máy cắt phù hợp, và đặctổng trở sóng (đường dây trên không có tổng trở biệt là tính toán các loại quá điện áp do đóng cắt, dotruyền sóng lớn khoảng 400 Ω trong khi đường cáp ngắn mạch và do sét trên cả lõi cáp và vỏ cáp.chỉ có tổng trở sóng khoảng vài chục Ω). Trong khicác chế độ truyền sóng (propagation mode) của Nghiên cứu về quá điện áp trong lưới điệnđường dây trên không đơn giản với hai chế độ là chế truyền tải với cấu trúc hỗn hợp cũng chỉ mới bắt đầuđộ trên không (aerial mode) đối với dòng điện thứ tự trên thế giới từ khoảng 15 năm trở lại đây [2,3]. Tuythuận và chế độ ...