Đồ án tốt nghiệp: Kỹ thuật điện cao áp_Tính toán chỉ tiêu bảo về chống sét đường dây

Đường dây trong HTĐ làm nhiệm vụ truyền tải điện năng đến các hộ dùng điện. Đường dây là phần tử phải hứng chịu nhiều phóng điện sét nhất so với các phần tử khác trong HTĐ. Khi đường dây bị phóng điện sét nếu biên độ dòng sét lớn tới mức làm cho quá điện áp xuất hiện lớn hơn điện áp phóng điện xung kích của cách điện sẽ dẫn tới phóng điện và gây ngắn mạch đường dây...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án tốt nghiệp: Kỹ thuật điện cao áp_Tính toán chỉ tiêu bảo về chống sét đường dây - - -   - - - Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp_Tính toán chỉ tiêu bảo về chống sét đường dây ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p ch−¬ng2: tÝnh to¸n chØ tiªu b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y §−êng d©y trong HT§ lμm nhiÖm vô truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®Õn c¸c hé dïng ®iÖn. §−êng d©y lμ phÇn tö ph¶i høng chÞu nhiÒu phãng ®iÖn sÐt nhÊt so víi c¸c phÇn tö kh¸c trong HT§. Khi ®−êng d©y bÞ phãng ®iÖn sÐt nÕu biªn ®é dßng sÐt lín tíi møc lμm cho qu¸ ®iÖn ¸p xuÊt hiÖn lín h¬n ®iÖn ¸p phãng ®iÖn xung kÝch cña c¸ch ®iÖn sÏ dÉn ®Õn phãng ®iÖn vμ g©y ng¾n m¹ch ®−êng d©y, buéc m¸y c¾t ®Çu ®−êng d©y ph¶i t¸c ®éng. Nh− vËy viÖc cung cÊp ®iÖn bÞ gi¸n ®o¹n. NÕu ®iÖn ¸p nhá h¬n trÞ sè phãng ®iÖn xung kÝch cña c¸ch ®iÖn ®−êng d©y th× sãng sÐt sÏ truyÒn tõ ®−êng d©y vμo tr¹m biÕn ¸p vμ sÏ dÉn tíi c¸c sù cè trÇm träng t¹i tr¹m biÕn ¸p. V× vËy b¶o vÖ chèng sÐt cho ®−êng d©y ph¶i xuÊt ph¸t tõ chØ tiªu kinh tÕ kÕt hîp víi yªu cÇu kü thuËt vμ yªu cÇu cung cÊp ®iÖn cña ®−êng d©y ®ã. 2.1- lý thuyÕt tÝnh to¸n. 2.1.1- Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét d©y chèng sÐt. Ph¹m vi b¶o vÖ cña d©y chèng sÐt ®−îc thÓ hiÖn nh− ( h×nh 2-1 ) Trang 7 ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p D©y chèng sÐt 0,2h h hx 0,6h 1,2h hx H×nh 2-1: Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét d©y chèng sÐt ChiÒu réng cña ph¹m vi b¶o vÖ ë møc cao h2 còng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: + Khi hx > 2/3h th× bx = 0,6h (1-hx/h ) (2 1) + Khi hx ≤ h th× bx = 1,2h (1- hx/0,8h (2 2) ChiÒu dμi cña ph¹m vi b¶o vÖ däc theo chiÒu dμi ®−êng d©y nh− h×nh (2 2 ). Trang 8 ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p α1 A α2 C B H×nh 2-2: Gãc b¶o vÖ cña mét d©y chèng sÐt. Cã thÓ tÝnh to¸n ®−îc trÞ sè giíi h¹n cña gãc α lμ α = 310, nh−ng trong thùc tÕ th−êng lÊy kho¶ng α = 20 0 ÷ 250. 2.1.2- X¸c suÊt phãng ®iÖn sÐt vμ sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt ®¸nh vμo ®−êng d©y. Víi ®é treo cao trung b×nh cña d©y trªn cïng (d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt ) lμ h, ®−êng d©y sÏ thu hót vÒ phÝa m×nh c¸c phãng ®iÖn cña sÐt trªn d¶i ®Êt cã chiÒu réng lμ 6h vμ chiÒu dμi b»ng chiÒu dμi ®−êng d©y (l). Tõ sè lÇn phãng ®iÖn sÐt xuèng ®Êt trªn diÖn tÝch 1 km2 øng víi mét ngμy sÐt lμ 0,1÷0,15 ta cã thÓ tÝnh ®−îc tæng sè lÇn cã sÐt ®¸nh th¼ng vμo ®−êng d©y (d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt). N=(0,6÷0,9). h .10-3.l.nng.s (2 3) Trong ®ã: + h: ®é cao trung b×nh cña d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt (m). + l: chiÒu dμi ®−êng d©y (km ). + nng. s:sè ngμy sÐt /n¨m trong khu vùc cã ®−êng d©y ®i qua. V× c¸c tham sè cña phãng ®iÖn sÐt : biªn ®é dßng ®iÖn (Is) vμ ®é dèc cña dßng ®iÖn (a = dis /dt), cã thÓ cã nhiÒu trÞ sè kh¸c nhau, do ®ã kh«ng ph¶i Trang 9 ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p tÊt c¶ c¸c lÇn cã sÐt ®¸nh lªn ®−êng d©y ®Òu dÉn ®Õn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn. ChØ cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®−êng d©y nÕu qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã trÞ sè lín h¬n møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®−êng d©y. Kh¶ n¨ng phãng ®iÖn ®−îc biÓu thÞ bëi x¸c suÊt phãng ®iÖn ( Vp ® ). Sè lÇn x¶y ra phãng ®iÖn sÏ lμ: Np® = N. Vp® = ( 0,6÷0,9 ). h . 10-3. l . nng s. Vp® . (2 4) V× thêi gian t¸c dông lªn qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt ng¾n kho¶ng 100 μs mμ thêi gian cña c¸c b¶o vÖ r¬le th−êng kh«ng bÐ qu¸ mét nöa chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp tøc lμ kho¶ng 0,01s. Do ®ã kh«ng ph¶i cø cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lμ ®−êng d©y bÞ c¾t ra. §−êng d©y chØ bÞ c¾t ra khi tia löa phãng ®iÖn xung kÝch trªn c¸ch ®iÖn trë thμnh hå quang duy tr× bëi ®iÖn ¸p lμm viÖc cña ®−êng d©y ®ã. X¸c suÊt h×nh thμnh hå quang (η ) phô thuéc vμo Gradien cña ®iÖn ¸p lμm viÖc däc theo ®−êng phãng ®iÖn : η = ƒ(Elv) ; Elv = Ulv/lp® (kV/m ). Trong ®ã: + η: x¸c suÊt h×nh thμnh hå quang. + Ulv: ®iÖn ¸p lμm viÖc cña ®−êng d©y ( kV ). + lp®: chiÒu dμi phãng ®iÖn ( m). Do ®ã sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt cña ®−êng d©y lμ: Nc® = Np®. η. = (0,6÷0,9). h. nng .s. vp®. η. (2 5) §Ó so s¸nh kh¶ n¨ng chÞu sÐt cña ®−êng d©y cã c¸c tham sè kh¸c nhau, ®i qua c¸c vïng cã c−êng ®é ho¹t ®éng cña sÐt kh¸c nhau ng−êi ta tÝnh trÞ sè suÊt c¾t ®−êng d©y tøc lμ sè lÇn c¾t do sÐt khi ®−êng d©y cã chiÒu dμi 100km. nc® = ( 0,06÷0,09). h. nng s. Vp® .η. (2 6) §−êng d©y bÞ t¸c dông cña sÐt bëi ba nguyªn nh©n sau: + SÐt ®¸nh th¼ng vμo ®Ønh cét hoÆc d©y chèng sÐt l©n cËn ®Ønh cét. Trang 10 ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p + SÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vμo d©y dÉn. + sÐt ®¸nh vμo kho¶ng d©y chèng sÐt ë gi÷a kho¶ng cét. Còng cã khi sÐt ®¸nh xuèng mÆt ®Êt gÇn ®−êng d©y g©y qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trªn ®−êng d©y, nh−ng tr−êng hîp nμy kh«ng nguy hiÓm b»ng ba tr−êng hîp trªn. Khi ®−êng d©y bÞ sÐt ®¸nh trùc tiÕp sÏ ph¶i chÞu ®ùng toμn bé n¨ng l−îng cña phãng ®iÖn sÐt, do vËy sÏ tÝnh to¸n d©y chèng sÐt cho ®−êng d©y víi ba tr−êng hîp trªn. Cuèi cïng ta cã sè lÇn c¾t do sÐt cña ®−êng d©y. nc® = nc + nkv + ndd (2 7) Trong ®ã: + nc : sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vμo ®Ønh cét. +nkv: sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vμo kho¶ng v−ît. + ndd: sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vμo d©y dÉn. 2.1.2.1 - C¸c sè liÖu chuÈn bÞ cho tÝnh to¸n. ...