Đồ án tốt nghiệp - Cao áp (P1)

Tham khảo tài liệu đồ án tốt nghiệp - cao áp (p1), kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án tốt nghiệp - Cao áp (P1) đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao ápChương 1 : HIỆN TƯỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng bao gồm NMĐ -đường dây - TBA và các hộ tiêu thụ điện. Trong đó có phần tử có số lượng lớnvà khá quan trọng đó là các TBA, đường dây. Trong quá trình vận hành cácphần tử này chịu ảnh hưởng rất nhiều sự tác động của thiên nhiên như mưa, gió,bão và đặc biệt nguy hiểm khi bị ảnh hưởng của sét. Khi có sự cố sét đánh vàoTBA, hoặc đường dây nó sẽ gây hư hỏng cho các thiết bị trong trạm dẫn tớiviệc ngừng cung cấp điện và gây thiệt hại lớn tới nền kinh tế quốc dân. Để nâng cao mức độ cung cấp điện, giảm chi phí thiệt hại và nâng cao độ antoàn khi vận hành chúng ta phải tính toán và bố trí bảo vệ chống sét cho HTĐ.1.1 - HIỆN TƯỢNG DÔNG SÉT1.1.1 - Khái niệm chung: Dông sét là một hiện tượng của thiên nhiên, đó là sự phóng tia lửa điện khikhoảng cách giữa các điện cực khá lớn (trung bình khoảng 5km). Hiện tượng phóng điện của dông sét gồm hai loại chính đó là phóng điệngiữa các đám mây tích điện và phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặtđất. Trong phạm vi đồ án này ta chỉ nghiên cứu phóng điện giữa các đám mâytích điện với mặt đất (phóng điện mây - đất). Với hiện tượng phóng điện này gâynhiều trở ngại cho đời sống con người. Các đám mây được tích điện với mật độ điện tích lớn, có thể tạo ra cường độđiện trường lớn sẽ hình thành dòng phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn này làgiai đoạn phóng điện tiên đạo. Tốc độ di chuyển trung bình của tia tiên đạo củalần phóng điện đầu tiên khoảng 1,5.10 7cm/s, các lần phóng điện sau thì tốc độ Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 1 đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áptăng lên khoảng 2.10 8 cm/s (trong một đợt sét đánh có thể có nhiều lần phóngđiện kế tiếp nhau bởi vì trong cùng một đám mây thì có thể hình thành nhiềutrung tâm điện tích, chúng sẽ lần lượt phóng điện xuống đất). Tia tiên đạo là môi trường Plasma có điện tích rất lớn. Đầu tia được nối vớimột trong các trung tâm điện tích của đám mây nên một phần điện tích của trungtâm này đi vào trong tia tiên đạo. Phần điện tích này được phân bố khá đều dọctheo chiều dài tia xuống mặt đất. Dưới tác dụng của điện trường của tia tiên đạo,sẽ có sự tập trung điện tích khác dấu trên mặt đất mà địa điểm tập kết tùy thuộcvào tình hình dẫn điện của đất. Nếu vùng đất có địên dẫn đồng nhất thì điểm nàynằm ngay ở phía dưới đầu tia tiên đạo. Còn nếu vùng đất có điện dẫn khôngđồng nhất (có nhiều nơi có điện dẫn khác nhau) thì điện tích trong đất sẽ tậptrung về nơi có điện dẫn cao. Quá trình phóng điện sẽ phát triển dọc theo đường sức nối liền giữa đầu tiatiên đạo với nơi tập trung điện tích trên mặt đất và như vậy địa điểm sét đánhtrên mặt đất đã được định sẵn. Do vậy để định hướng cho các phóng điện sét thì ta phải tạo ra nơi có mật độtập trung điện diện tích lớn. Nên việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho cáccông trình được dựa trên tính chọn lọc này của phóng điện sét. Nếu tốc độ phát triển của phóng điện ngược là ν và mật độ điện trường củađiện tích trong tia tiên đạo là δ thì trong một đơn vị thời gian thì điện tích đi vàtrong đất sẽ là: is = ν. δ Công thức này tính toán cho trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (cótrị số điện trở nhỏ không đáng kể). Tham số chủ yếu của phóng điện sét là dòng điện sét, dòng điện này có biênđộ và độ dốc phân bố theo hàng biến thiên trong phạm vi rộng (từ vài kA đếnvài trăm kA) dạng sóng của dòng điện sét là dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọtcủa sét ứng với giai đoạn phóng điện ngược (hình 1-1) Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 2 đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp - Khi sét đánh thẳng vào thiết bị phân phối trong trạm sẽ gây quá điện áp khíquyển và gây hậu quả nghiêm trọng như đã trình bày ở trên. α.S ρ.S min ρ.S min ρ.S H×nh 1-1 : Sù biÕn thiªn cña dßng diÖn sÐt theo thêi gian1.1.2 - Tình hình dông sét ở Việt Nam: Việt Nam là một trong những nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dông sétkhá mạnh. Theo tài liệu thống kê cho thấy trên mỗi miền đất nước Việt nam cómột đặc điểm dông sét khác nhau : + Ỏ miền Bắc, số ngày dông dao động từ 70 ÷ 110 ngày trong một năm và sốlần dông từ 150 ÷ 300 lần như vậy trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2 ÷ 3cơn dông. + Vùng dông nhiều nhất trên miền Bắc là Móng Cái. Tại đây hàng năm có từ250 ÷300 lần dông tập trung trong khoảng 100 ÷ 110 ngày. Tháng nhiều dôngnhất là các tháng 7, tháng 8. + Một số vùng có địa hình thuận lợi thường là khu vực chuyển tiếp giữavùng núi và vùng đồng bằng, số trường hợp dông cũng lên tới 200 lần, số ...