[Điện Tử Học] Kỹ Thuật Điện Cao - Giông Sét Phần 7

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

U50 % của cách điện 220 KV là 1140 KV / 13 bát sứ ( Tra bảng 28 – Sách TLHDTKTNKTĐCA ) • Khoảng cách không khí được chọn theo sự phối hợp cách điện với chuối sứ là 2210 mm 2) Góc bảo vệ dây thu sét : - Pha A : Tg A= 2,93 = 0,3907 32 − 24,5

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: [Điện Tử Học] Kỹ Thuật Điện Cao - Giông Sét Phần 7

Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp • Độ treo dây dẫn pha A là : 24,5 m • Độ treo dây dẫn pha B, C là 20,5 m • Độ võng của dây dẫn ta chọn fdd = 9 m • Độ võng của dây thu sét ta chọn fcs = 6 m • Xà đỡ pha A : L = 2,93 m • Xà đỡ pha B - C : L = 4,68 (m) – 4,12 (m) • Khoảng vượt của dây : L = 300 m • U50 % của cách điện 220 KV là 1140 KV / 13 bát sứ ( Tra bảng 28 – Sách TLHDTKTNKTĐCA ) • Khoảng cách không khí được chọn theo sự phối hợp cách điện với chuối sứ là 2210 mm 2) Góc bảo vệ dây thu sét : - Pha A : 2,93 A = 21,34 0 Tg A= = 0,3907 32 − 24,5 - Pha B : 4,68 A = 22,14 0 Tg B = = 0,407 32 − 20,5 - Pha C : 4,12 A = 19,71 0 Tg C = = 0,358 32 − 20,5 3) Xác định độ treo cao trung bình của dây thu sét và dây dẫn : - Với dây thu sét : 2 hcs = hcs - fcs = 32 - .6 = 28 ( m ) tb 3 - Độ treo cao trung bình của dây dẫn pha A : 2 hAb = hA - fdd = 24,5 - .9 = 18,5 ( m ) t 3 - Độ treo cao trung bình của dây dẫn pha B, C : 2 hBb,C = hBb = hB - fdd = 20,5 - .9 = 14,5 ( m ) t t 3 4) Xác định tổng trở sóng của dây thu sét và dây dẫn : - Công thức tính : ĐHBK - Hà Nội 67
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp 2.h tb Z = 60.ln r Trong đó r là bán kính dây dẫn và dây chống sét • Tổng trở sóng của dây dẫn pha A : tb 2.hA 2.18,5 Zdd( A ) = 60 ln = 60 ln = 488,35(Ω) 10,8.10 −3 r • Tổng trở sóng của dây dẫn pha B, C : 2.14,5 Zdd ( B ) = Zdd ( C ) = 60 ln = 473,73(Ω) 10,8.10 −3 • Tổng trở sóng của dây thu sét : tb 2.hcs 2.28 Zcs = 60 ln = 60 ln = 545,55(Ω) 6,3.10 −3 rcs - Khi có xét tới ảnh hưởng của vầng quang thì thành phần của điện dung tăng lên làm cho tổng trở sóng giảm. Vì vậy ta cần hiệu chỉnh lại bằng cách lấy tổng trở sóng Zcs chia cho hệ số hiệu chỉnh . Với cấp điện áp 220 kV sử dụng một dây chống sét. Tra bảng 3 TLHDTKTN ta có = 1,4 Z cs 545,55 Zcsvq = = = 389,68(Ω) λ 1,4 5) Hệ số ngẫu hợp giữa dây chống sét và dây dẫn các pha : - Khi chưa xét ảnh hưởng của vầng quang thì thì hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn và dây thu sét được xác định như sau : D12 ln d12 2.h2 ln r2 Trong đó các hệ số được xác định bằng phép chiếu qua gương phẳng là mặt đất. 2 Δh d 12 1 d 12 1' ĐHBK - Hà Nội 68 2'
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Với : - h1 : độ cao trung bình của dây pha ( h1 = hddtb ) - h2 : độ cao trung bình của dây thu sét ( h2 = hcstb ) - d12 : khoảng cách giữa dây dẫn pha và dây thu sét. - D12 : khoảng cách giữa dây thu sét và ảnh hưởng của dây dẫn qua phép chiếu gương phẳng. • Tính hệ số ngẫu hợp giữa dây thu sét và dât dẫn pha A : h1 = hAtb = 18,5 m Ta có lxa ( A ) = 2,93 m h2 = hcstb = 28 D12 = l xa + (h1 + h2 ) 2 = 2,932 + (18,5 + 28) 2 = 46,592(m) 2 d12 = l xa + (h1 − h2 ) 2 = 2,932 + (18,5 − 28) 2 = 9,942(m) 2 - Hệ số ngẫu hợp hình học : D12 46,592 ln ln d12 9,942 K0 = = = 0,17(m) 2.h2 2.28 ln ln 6,3.10 −3 r2 - Khi xét ảnh hưởng của vầng quang : Kcsvq ( A ) = . K0 = 1,4 . 0,17 = 0,238 • Tính hệ số ngẫu hợp giữa dây thu sét và dây dẫn pha B, C h1 = hBtb = hCtb = 14,5 m lxa ( B ) = 4,68 m ; lxa ( C ) = 4,12 m D12B = l xa + (h1 + h2 ) 2 = 4,682 + (28 + 14,5) 2 = 42,757 ( m ) 2 D12C = l xa + (h1 + h2 ) 2 = 4,122 + (28 + 14,5) 2 = 42,699 ( m ) 2 d12B = l xa + (h1 − h2 ) 2 = 4,682 + (28 − 14,5) 2 = 14,288 ( m ) 2 d12C = l xa + (h1 − h2 ) 2 = 4,122 + (28 − 14,5) 2 = 14,115 ( m ) 2 - Hệ số ngẫu hợp hình hoạ : ĐHBK - Hà Nội 69
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp D12B 42,757 ln ln d12 B 14,288 K0B = = = 0,1206 2.h 2.28 ln 2 ln 6,3.10 −3 r2 D12C 42,699 ln ln d12C 14,115 K0C = = = 0,1217 2.h2 2.28 ln ln −3 r2 6,3.10 - Khi xét đến ảnh hưởng của vầng quang : Kcsvq ( B ) = . K0 = 1,4 . 0,1206 = 0,16884 vq Kcs ( C ) = . K0 = 1,4 . 0,1217 = 0,17038 6) Tính số lần sét đánh vào đường dây. - Tính số lần sét đánh vào đường dây với chiều dài là 100 Km. Áp dụng công thức: N = (0,10,15).6.htbcs.10-3.nngs.L = (0,10,15).6.28.10-3.80.100 = (134,4 ÷ 201,6) (lần/100 Km năm) Trong tính toán thiết kế để nâng cao độ an toàn ta chọn. N = 200 (lần/100 Km năm). 7) Tính suất cắt của đường dây 220 kV do sét đánh vòng qua dây thu sét vào dây dẫn. • Số lần sét đánh vòng qua dây thu sét vào 100 Km đường dây. Áp dụng công thức : Ndd = N.Vdd (lần/100Km năm) Suất cắt của 100 Km đường dây do sét đánh vòng qua dây thu sét và dây dẫn. ndd = N.Vdd.Vpđ. (Lần /100 Km năm) Trong đó : + N = 200( lần/100 km năm) là tổng số lần sét đánhvào dây dẫn trong 1 năm + Vdd: Là xác suất đánh vòng qua dây thu sét vào dây dẫn được xác định theo: α 0 . hc lg (V α ) = −4 90 Với: +: Là góc bảo vệ của đường dây thu sét. ĐHBK - Hà Nội 70
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp +(m): Là chiều cao của cột điện. +: Là xác suất phóng điện trên cách điện. −IS V pd = e 26,1 - Khi dây dẫn bị sét đánh có thể xem tại nơi bị sét đánh thì mạch của khe sét được ghép nối tiếp với tổng trở sóng của dây dẫn có trị số bằng: Z dd / 2 (Dây dẫn ghép song song nhau) Vì tổng trở sóng của dây dẫn khá lớn khoảng Nên dòng điện sét giảm đi rất nhiều so với khi sét đánh vào nơi có nối đất tốt. - Ta có dòng ở nơi sét đánh chỉ còn là: Is I= .Z dd . 4 z 0 khe sÐt is is 4 4 z dd z dd 2 2 - Như phân tích ở trên nên ở mỗi bên của dây dẫn sẽ truyền sóng với dòng điện = I s / 4 và tạo nên điện áp trên dây dẫn. IS U dd = .Z dd 4 -Khi của mỗi chuỗi sứ thì có phóng điện trên cách điện gây ra sự cố ngắn mạch 1 pha . Từ công thức trên ta có thể viết: IS .Z dd ≥ U 50% 4 Hay độ lớn của dòng điện sét có thể gây lên phóng điện trên cách điện là: 4.U 50% IS ≥ Z dd Vậy xác suất phóng điện trên cách điện là: 4U 50% Is − − V pd = e =e 26 ,1. Z dd 26 ,1 ĐHBK - Hà Nội 71
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp • Xác suất hình thành hồ quang điện (η ) : η = f( Elv ) = f( U lv / I pd ) Với U= (KV) : Là điện áp làm việc của đường dây bằng điện áp pha: + I:Là chiều dài đường phóng điện lấy bằng chiều dài chuỗi sứ: Ipd = 0,17.13 = 2,21 (m) U lv 127 Vậy Elv = = = 57,47 (KV/m) I pd 2,21 Theo tài liệu hướng dẫn kỹ thuật điện cao áp ta có quan hệ: η = f(Elv) Bảng (3-2) 50 30 20 10 U lv Elv = ( KV / m) I cs η 0,6 0,45 0,25 0,1 Kv/m 60 50 0,6 40 30 0,45 20 0,25 10 0,1 η 0 0,2 0,8 0,6 0,4 Nội suy theo đường theo đường cong ta tìm được giá trị lấy gần đúng = 0,65 Ta nhận thấy dây dẫn pha B có độ cao và góc bảo vệ lớn hơn dây dẫn pha A và C nên ta chọn pha B để tính toán. Nghĩa là khi có sét đánh vòng qua dây thu sét vào đường dây thì chỉ đánh vào dây dẫn pha B. Pha B có : hdd = 20,5 (m) ; hc = 32 (m) ĐHBK - Hà Nội 72
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp ZddB = 473,73 ( Ω ) = 22,14 A U KV ) Vậy : α A hc 22,14. 32 + lgV = −4= − 4 = −2,6084 B 90 90 Vdd B = 2,070.10-3 4.U 50% IS 4.1140 − − − + V pđ = e =e = 0,6916 =e 26,1. Z dd 26,1 26 ,1.473, 73 - Số lần sét đánh vòng qua dây thu sét vào 100 km đường dây : Ndd = N . Vdd = 200.2,070.10-3 = 0,414 ( lần / 100 km.năm ) - Suất cắt của đường dây do sét đánh vòng qua dây thu sét vào 100 km đường dây : ndd = Ndd.Vpd. = 0,65.0,414.0,6916 = 0,1861 ( lần / 100 km.năm ) 8) Tính suất cắt của đường dây 220 KV do sét đánh vào khoảng vượt : - Để đơn giản trong tính toán ta giả thiết sét đánh vào chính giữa khoảng vượt. Khi đó dòng điện sét được chia đều cho 2 phía : Is Is Is 4 2 4 Lkv Rc Rc - Giả thiết dòng điện sét có dạng xiên góc : IS = a . t khi t ≤ đs khi t ≥ IS = .a đs đs - Ta tính ứng với các giá trị thay đổi của tham số : ĐHBK - Hà Nội 73
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp + Độ dốc thay đổi từ 10 đến 100 KA / s + Thời gian thay đổi từ 1 đến 10 s a. Điện áp tác dụng lên chuỗi sứ cách điện khi sét đánh vào khoảng vượt của đường dây là : Ucđ ( a,t ) = ⎡ c S + LCS dis (t ) ⎤ R . I (t ) (1 − K ) + U LV ⎢2 2.dt ⎥ C ⎣ ⎦ Trong đó : Ucđ ( a,t ) : điện áp đặt trên cách điện chuỗi sứ ULV : điện áp làm việc của đường dây RC : điện trở nối đất IS : dòng điện sét K: hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn và dây thu sét - Dòng điện sét có dạng : IS (t) = at do đó : Vậy : Ucđ ( a,t ) = ⎡ C + LCS ⎤.(1 − K ) + U LV R .at a ⎢ ⎥ C ⎣2 2⎦ (RC .t + LCS ).(1 − K ) + U LV a Ucđ ( a,t ) = C 2 - Ta nhận thấy nếu K nhỏ thì Ucđ ( a,t ) lớn do đó khi tính Ucđ (t) phải tính với pha có hệ số ngẫu hợp nhỏ nhất có xét tới ảnh hưởng của vầng quang ở trên ta được: Kvqcs ( A ) = 0,238 Kvqcs( B ) = 0,16884 Kvqcs( C ) = 0,17038 Kvqcs = 0,16884 Vậy ta tính Ucđ ( at ) với Với theo tài liệu Hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp thì RC = 10 Ω + Với LCSC = L0 . hCS L0 : điện cảm dơn vị của thân cột L0 = 0,6 H/m hCS : chiều cao vị trí treo dây thu sét hCS = 32 m cs Vậy L = 0,6 . 32 = 19,2 ( H) c - Xác định ULV : ULV được tính là điện áp trung bình ĐHBK - Hà Nội 74
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp ⎡1 π ⎤ 2 2 ULV = ⎢ ∫ U ph max Sm(Wt )d (Wt )⎥ = . .220 = 114,4( KV ) ⎣π 0 ⎦π 3 → Ucđ ( a,t ) = ( 10.t +19,2 ).(1 – 0,16884 ) + 114,4 = 0,41558.a.( 10 t + 19,2 ) + 114,4 Tính Ucđ ( a,t ) với : + Độ dốc thay đổi từ 10 đến 100 KA / s + Thời gian thay đổi từ 1 đến 10 s Ta có kết quả Ucđ ( a,t ) ở bảng sau vì hàm là hàm bậc nhất nên ta chỉ xác định giá trị đầu và cuối là vẽ được đồ thị : t(μs) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a(Kv/μs) 10 118,566 112,712 126,867 131,023 135,179 139,335 143,491 147,645 151,802 155,958 20 357,099 440,215 523,331 606,447 689,563 772,679 855,795 938,911 1022,03 1105,14 30 478,488 603,122 727,796 852,47 977,144 1101,82 1226,49 1351,17 1475,84 1600,51 40 599,797 766,029 932,261 1098,49 1264,73 1430,96 1597,19 1763,42 1929,65 2095,89 50 721,147 928,937 1136,73 1344,52 1552,31 1760,1 1967,89 2175,68 2383,47 2591,26 60 842,496 1091,84 1341,19 1590,54 1839,89 2089,24 2338,58 2587,93 2837,28 3086,63 70 963,846 1254,75 1545,66 1836,56 2127,47 2418,38 2709,28 3000,19 3291,09 3582 80 1085,19 1417,66 1750,12 2082,59 2415,05 2747,51 3079,98 3412,44 3744,91 4077,37 90 1206,54 1580,57 1954,59 2328,61 2702,63 3076,65 3450,68 3824,7 4198,72 4572,74 100 1327,89 1743,47 2159,05 2574,63 2990,21 3405,79 3821,37 4236,95 4652,53 5068,11 ĐHBK - Hà Nội 75
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Đồ thị: -Từ các giá trị của Ucđ (t) ta sẽ vẽ được các đường thẳng Ucđ = f (t) với các giá trị tương ứng a = 10 ÷ 100 KA/s trên đồ thị vôn- giây như hình vẽ. ĐHBK - Hà Nội 76
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp 5100 5000 4900 a=100KA/ μs 4800 4700 4600 4500 4400 4300 a=90KA/ μs 4200 4100 4000 3900 3800 a=80KA/ μ s 3700 3600 3500 3400 a=70KA/ μs 3300 3200 3100 3000 a=60KA/ μs 2900 2800 2700 2600 2500 a=50KA/ μ s 2400 2300 2200 2100 a=40KA/ μs 2000 1900 1800 1700 1600 a=30KA/ μs 1500 1400 1300 1200 1100 a=20KA/ μ s 1000 900 800 700 600 500 400 300 a=10KA/ μs 200 100 1 2 3 4 6 7 8 9 10 5 -Trên đồ thị ta vẽ đường đặc tính Vôn – Giây của chuỗi cách điện là đặc tính Vôn – Giây của chuỗi cách điện gồm 13 bát sứ loại - 45. Tra tài liệu hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp có số liệu cho ở bảng sau T(μs) 1 2 3 4 5 6 7 8 Upđ(KV) 1780 1620 1480 1360 1280 1220 1180 1180 ĐHBK - Hà Nội 77