đồ án tốt nghiệp môn cao áp, chương 7

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

176
lượt xem 49
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính toán nối đất chống sét cho phía 110 kV Khi có dòng điện sét đi vào bộ phận nối đất, nếu tốc độ biến thiên của dòng điện theo thời gian rất lớn thì trong thời gian đầu điện cảm sẽ ngăn cản không cho dòng điện đi tới các phần cuối của điện cực khiến cho điện áp phân bố không đều, sau một thời gian, ảnh hưởng của điện cảm mất dần và điện áp phân bố sẽ đều hơn. Thời gian của quá trình quá độ nói trên phụ thuộc vào hằng số thời gian. T...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: đồ án tốt nghiệp môn cao áp, chương 7

Chương 7: tÝnh to¸n nèi ®Êt chèng sÐt A. TÝnh to¸n nèi ®Êt chèng sÐt cho phÝa 110 kV Khi cã dßng ®iÖn sÐt ®i vµo bé phËn nèi ®Êt, nÕu tèc ®é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn theo thêi gian rÊt lín th× trong thêi gian ®Çu ®iÖn c¶m sÏ ng¨n c¶n kh«ng cho dßng ®iÖn ®i tíi c¸c phÇn cuèi cña ®iÖn cùc khiÕn cho ®iÖn ¸p ph©n bè kh«ng ®Òu, sau mét thêi gian, ¶nh h-ëng cña ®iÖn c¶m mÊt dÇn vµ ®iÖn ¸p ph©n bè sÏ ®Òu h¬n. Thêi gian cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é nãi trªn phô thuéc vµo h»ng sè thêi gian. T =L.g.l2 (II – 6 ) Tõ (II–6) ta thÊy: T tû lÖ víi trÞ sè ®iÖn c¶m tæng L.l vµ ®iÖn 1 dÉn tæng g.l  cña ®iÖn cùc. R Tõ biÓu thøc (II–6) ta thÊy khi dßng ®iÖn t¶n trong ®Êt lµ dßng ®iÖn mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu tÇn sè c«ng nghiÖp th× ¶nh h-ëng cña L kh«ng ®¸ng kÓ vµ bÊt kú h×nh thøc nèi ®Êt nµo ( th¼ng ®øng hoÆc n»m ngang ) còng ®Òu biÓu thÞ bëi trÞ sè ®iÖn trë t¶n. Khi dßng ®iÖn t¶n trong ®Êt lµ dßng ®iÖn sÐt, tham sè biÓu thÞ cña nèi ®Êt tuú thuéc vµo t-¬ng quan gi÷a h»ng sè thêi gian T vµ thêi gian ®Çu sãng cña dßng ®iÖn. Khi T
nèi ®Êt dïng cäc hoÆc thanh cã chiÒu dµi kh«ng lín l¾m vµ goÞ lµ nèi ®Êt tËp trung. NÕu ®iÖn cùc dµi, h»ng sè thêi gian cã thÓ ®¹t tíi møc ®.s vµ t¹i thêi ®iÓm dßng ®iÖn ®¹t trÞ sè cùc ®¹i, qu¸ tr×nh qu¸ ®é ch-a kÕt thóc vµ nh- ®· ph©n tÝch t¸c dông cña ®iÖn c¶m, nèi ®Êt sÏ thÓ hiÖn nh- mét tæng trë Z cã gi¸ trÞ rÊt lín so víi ®iÖn trë t¶n. Tr-êng hîp nµy gäi lµ nèi ®Êt ph©n bè dµi. Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ tr¹m biÕn ¸p 110kV, th-êng th× phÇn nèi ®Êt nèi chung víi m¹ch vßng nèi ®Êt an toµn cña tr¹m. Nh- vËy sÏ gÆp tr-êng hîp nèi ®Êt ph©n bè dµi, tæng trë xung kÝch Zx.k cã thÓ lín gÊp nhiÒu lÇn so víi ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu lµm t¨ng ®iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt vµ cã thÓ g©y phãng ®iÖn ng-îc ®Õn c¸c phÇn mang ®iÖn cña tr¹m. Do ®ã ta ph¶i tÝnh to¸n, kiÓm tra theo yªu cÇu cña nèi ®Êt chèng sÐt trong tr-êng hîp cã dßng ®iÖn sÐt ®i vµo hÖ thèng nèi ®Êt. II.4.1- D¹ng sãng tÝnh to¸n cña dßng ®iÖn sÐt. Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ ta chän sãng tÝnh to¸n cña dßng ®iÖn sÐt lµ d¹ng sãng xiªn gãc cã biªn ®é kh«ng ®æi (xem h×nh II-1) . D¹ng sãng tÝnh to¸n cña dßng ®iÖn sÐt: + Is = a.t khi t < ®s + Is = I khi t  ®s Trong ®ã: + a: ®é dèc dßng ®iÖn sÐt a = 30kA/s + I: biªn ®é dßng ®iÖn sÐt I = 150kA
+ ®s: thêi gian ®Çu sãng lÊy b»ng 5s  I s 150  ;   ds    5s   a 30  II.4.2-YªucÇu kiÓm tra Ta kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn nh»m ®¶m b¶o an toµn cho c¸ch ®iÖn cña m¸y biÕn ¸p : I.Z(0, ®.s )  U0,5. Trong ®ã: I : lµ trÞ sè dßng ®iÖn sÐt lÊy b»ng 150kV. Z(0, ®.s ): lµ tæng trë xung kÝch nèi ®Êt t¹i thêi ®iÓm ngay chç dßng ®iÖn sÐt ®i vµo ®iÖn cùc. U0,5 : trÞ sè ®iÖn ¸p phãng ®iÖn xung kÝch bÐ nhÊt cña m¸y biÕn ¸p U0,5 (MBA) = 460kV. II.4.3-TÝnh to¸n l¹i trÞ sè ®iÖn trë nh©n t¹o theo yªu cÇu nèi ®Êt chèng sÐt. Do viÖc dïng hÖ thèng nèi ®Êt an toµn phÝa 110 kV lµm hÖ thèng nèi ®Êt chèng sÐt nªn ta ph¶i tÝnh to¸n l¹i trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o theo yªu cÇu nèi ®Êt chèng sÐt. Tra b¶ng 19- 2 s¸ch kü thuËt ®iÖn cao ¸p ta chän hÖ sè mïa sÐt lµ: Km.v = 1,2 ; Kcoc = 1,15. Dùa vµo c«ng thøc (II-4);(II-5) thÊy Rm.v vµ Rcoc. sÏ tû lÖ thuËn víi kmïa , do  ®o kh«ng ®æi. VËy ®iÖn trë cña m¹ch vßng lµ:
K m.v.( sÐt ) .Rm.v ( an toan ) 1,2.1,382 Rm.v    1,037 . .K m.v.( an toµn ) 1,6 §iÖn trë cña cäc lµ: K coc.( sÐt ) .Rcoc ( an toan ) 1,15.43,87 Rcoc    36,36. .K coc.( an toµn ) 1,4 §iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o tÝnh cho nèi ®Êt chèng sÐt lµ: Rcoc Rm.v Rn.t ( sÐt )  ( II  7) Rcoc .m.v  n.Rm.v .coc Trong ®ã: Rm.v vµ Rcäc ta võa tÝnh ®-îc. n lµ sè cäc ®· tÝnh ®-îc n = 100 cäc cäc vµ m.v ®· tÝnh ®-îc ë phÇn nèi ®Êt nh©n t¹o øng víi n = 100 cäc ta cã cäc = 0,39. ; m.v = 0,19. VËy: Rcoc Rm.v 36,36.1037 Rn.t ( sÐt )    0,8. Rcoc .m.v  n.Rm.v .coc 36,36.0,19  100.0,39.1,037 VËy ®iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o tÝnh cho nèi ®Êt chèng sÐt lµ: Rn.t sÐt =0,8. II.4.4- TÝnh tæng trë ®Çu vµo cña nèi ®Êt chèng sÐt Z(0; ®.s). §Ó tÝnh tæng trë ®Çu vµo cña nèi ®Êt chèng sÐt ta xÐt c¸c ®iÒu kiÖn sau: + Bá qua nèi ®Êt t- nhiªn. + Bá qua c¸c thanh nèi c©n b»ng ®iÖn ¸p trong tr¹m biÕn ¸p. + Trong tÝnh to¸n, ®Ó ®¬n gi¶n ta bá qua qu¸ tr×nh phãng ®iÖn tia löa trong ®Êt vµ gi¶ thiÕt ®iÖn trë suÊt cña ®Êt kh«ng ®æi.
+ Bá qua thµnh phÇn ®iÖn trë, ®iÖn dung cña ®iÖn cùc nèi ®Êt v× trë rÊt nhá so víi thµnh phÇn ®iÖn kh¸ng vµ ®iÖn dÉn øng víi tÇn sè dßng ®iÖn sÐt. Ta xem m¹ch nèi vßng ®Êt gåm hai tia dµi ghÐp song song víi nhau. l =L/2 H×nh (II – 6): M¹ch vßng nèi ®Êt gåm hai tia dµi ghÐp song song Ta cã s¬ ®å thay thÕ: L0 L0 L0 Is/2 g0 g0 g0 H×nh (II–7): S¬ ®å thay thÕ cña mçi tia. Víi L vµ g lµ ®iÖn c¶m vµ ®iÖn dÉn trªn mét ®¬n vÞ dµi.
1  1  g0    R.l  .m  R lµ ®iÖn trë nèi ®Êt æn ®Þnh cña cùc nèi ®Êt R = 0,8.  l  L0  0,2. ln  0,31 ( H / m.)  r  Víi r lµ b¸n kÝnh cùc nèi ®Êt: b 50 r   12,5m m  1,25.10  2 m. 4 4 Thay sè vµo ta cã:  130  L0  0,2. ln 2  0,31  1,65H / m.  1,25.10  V× ®iÖn dÉn ghÐp song song nªn ta cã: 1 1  1  g0    4,8.10 3   2.Rn.t .l 2.0,8.130  .m  TÝnh to¸n ph©n bè dµi khi kh«ng xÐt qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt. Tõ s¬ ®å thay thÕ cã thÓ thµnh lËp ®-îc hÖ ph-¬ng tr×nh vi ph©n: U I L ( II  8) x t Gi¶i hÖ ph-¬ng tr×nh trªn ta ®-îc ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm bÊt kú vµ thêi ®iÓm bÊt kú trªn ®iÖn cùc. a  1    t . cos k .x   U ( x, t )  t  2T1. 2 1  e Tk   ( II  9) g 0 .l  k 1 k    l      L 0 .g 0 .l 2 Víi h»ng sè thêi gian Tk  k 2 . 2
L 0 .g 0 .l 2 T1 Ta cã T1  nªn Tk  . Tõ ®ã suy ra tæng trë xung 2 k 2 kÝch ë hai ®Çu vµo nèi ®Êt: 1  2.T1  1   t  Z (0, t )  1  . 1  e Tk  ( II  10) g 0 .l   ds k 1 k 2      Tæng trë xung kÝch cña nèi ®Êt ë ®Çu vµo thêi ®iÓm t = ®.s vµ xÐt tíi hai tia ghÐp song song lµ: 1 1  2.T1  1   t  Z (0, ds )  . l  . 1  e Tk  ( II  11) 2 g 0 .l   ds k 1 k 2      §Ó tÝnh Z(0, ®.s) xÐt chuçi:  ds  ds   Tk  1  e Tk 1 e      k2 k 1k 2 k 1 k 2 V× : e-3 =0,05 ; e-4 =0,018 ; e-5 = 0,0067 ; e-6 = 0,00247 Nªn ta chØ xÐt ®Õn e-4. Tõ e-4 rÊt bÐ so víi sè h¹ng tr-íc nªn ta  ds cã thÓ bá qua, tøc lµ tÝnh víi k sao cho 4 Tk T1  ds T1 .4 Ta cã Tk  nªn  4 . VËy: k 2  k2 T1  ds k2 4.T1 HÖ sè K lµ nguyªn d-¬ng nªn ta cã: k  ds L0 .g 0 .l 2 1,65.4,8.1031302 Víi: T1    13,58( s ). 2 3,142 4.13,58 ®.s = 5s, ta cã: k  3,3 5
Nh- vËy ta sÏ tÝnh to¸n víi K nhá nhÊt lµ 4. Ta cã c¸c kÕt qu¶ nh- b¶ng (II – 1 ): k 1 2 3 4 Tk 13,58 3,395 1,509 0,849  ds Tk 0,368 1,473 3,313 5,889  ds  e Tk 0,7351 0,2920 0,0627 0,0072  ds  e Tk /k2 0,7351 0,073 0,0070 0,0005  ds  Tk 4 e Tõ b¶ng (II – 1 ) ta tÝnh ®-îc: 1 k2  0,8156  1 2 Vµ ta tÝnh ®-îc  k2  6 k 1 Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (II – 11) ta ®-îc: 1 1  2.16,25  2  Z (0, ds )  . 3 1  .(  0,8156)  3,021. 2 4,4.10 .142  5 6  KiÓm tra ®iÒu kiÖn nh»m ®¶m b¶o an toµn c¸ch ®iÖn cho m¸y biÕn ¸p víi c¸c gi¸ trÞ : I =m .150kA ; Z(0, ®.s) = 3,021. øng víi 2 gi¸ trÞ trªn t¹i thêi ®iÓm dßng ®iÖn sÐt ®i vµo hÖ thèng nèi ®Êt th× thÕ t¹i ®iÓm dßng ®iÖn sÐt ®i vµo lµ: UsÐt = I. Z(0, ®.s) = 150.3,021= 453,15kV.
VËy UsÐt = 453,15kV < U50% = 460kV. NhËn xÐt: Do ®iÖn trë nèi ®Êt ®¹t yªu cÇu nªn kh«ng ph¶i nèi ®Êt bæ xung cho hÖ thèng chèng sÐt.