Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 1 Phóng điện vầng quang

Chương 1 Phóng điện vầng quang thuộc bài giảng Kỹ thuật cao áp. Cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: khái niệm chung, phóng điện vầng quang trên đường dây cao áp 1 chiều, phóng điện vầng quang trên đường dây cao áp xoay chiều.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 1 Phóng điện vầng quang Chương 1: Phóng điện vầng quangI)Khái niệm chung: Là dạng phóng điện tự duy trì, nó đặc trưng cho hiện tượng phóng điện trong trường không đều. Quá trình phóng điện không kéo dài trên toàn bộ khoảng cực mà chỉ xảy ra ở lân cận điện cực có bán kính bé. Gây ra dòng điện vầng quang (tính chất giống dòng rò) Tổn thất vầng Điện trường trên bề mặt dây dẫn có bán kính r0: quang Uf Edd = = Evq 2h r0 ln r0 Ví dụ đối với các đường dây siêu cao áp có Uđm từ 400 kV trở lên gây ra tổn thất vầng quang lên đến 19 kW/ 1km. Chương 1: Phóng điện vầng quangII) Phóng điện vầng quang trên đường dây cao áp 1 chiều Các đặc điểm: 1. Cường độ điện trường phát sinh vầng quang Evq được xác định theo công thức thực nghiệm sau: N Evq = Mδ (1 + ) r0δTrong đó: r0 - bán kính dây dẫn M, N - hệ số thực nghiệm δ - mật độ tương đối của không δ = 0.386 P T khí,Thực nghiệm trên tụ điện hình trụ người ta xác địnhđược: M=31; N=0,308; và R U vq = Evq .r0 . ln r0 Chương 1: Phóng điện vầng quangDòng điện vầng quang được xác định theo biểu thức: I vq = 2πR.1.k .E trong đó: k là độ dịch chuyển của điện tích v = kE là tốc độ di chuyển của điện tích Hoặc: 8πεk I vq = U (U − U vq ) 2 R R ln r0Đây là quan hệ Volt-Ampe của vầng quang trên cácđường dây tải điện cao âp. Chương 1: Phóng điện vầng quangIII) Phóng điện vầng quang trên đường dây cao áp xoay chiều Khi nghiên cứu đường dây cao áp xoay chiều 3 pha thì trước hết cần phải xét đến các điện tích khối của các pha có ảnh hưởng đến nhau hay không? Vì cực tính của các dây dẫn biến đổi trong từng nửa chu kỳ nên điện tích khối của mỗi pha chỉ bị đẩy ra xa khỏi dây dẫn một đoạn đường nào đó trong nửa chu kỳ đầu, còn trong nửa chu kỳ sau nó lại bị kéo về phía dây dẫn. Cần tìm cách tính đoạn mà các điện tích khối di chuyển ra xa dây dẫn Giả thiết: 1. Cường độ trường trên mặt dây dẫn trong toàn bộ thời gian của nửa chu kỳ là không đổi và bằng Evq 2. Cường độ trường E tại một điểm ở ngoài không gian cách xa trục dây dẫn một đoạn r thỏa điều kiện: Chương 1: Phóng điện vầng quangTốc độ dịch chuyển điện tích tỉ lệ với điện trường v=kE:Thứ nguyên của k là m2/V.sMà ta có v=dr/dt, với r là quãng đường dịch chuyển củađiện tích. Do đó dr Edd r0 v = = k .E = k dt rLấy tích phân 2 vế trong nửa chu kỳ, ta có: T 2 rmax 1 ∫ dt = kEdd r0 0 ∫ rdr r0Với rmax là đoạn đường lớn nhất mà khối điện tích dichuyển được. Tính tích phân ta được: rmax = kTEdd r0 Chương 1: Phóng điện vầng quangVí dụ: Nếu Evq=36kV/cm; r0=1,25cm; T=0,02s; k=1,8cm2/Vsta tính được đường đi xa nhất của điện tích khối rmax=40cmTrong khi đó khoảng cách pha-pha của đường dây 110kV là3-4m, của đường dây 220kV là 7m. Từ đó cho thấy rằngrmax bé hơn rất nhiều so với khoảng cách giữa các dây dẫnvà có thể xem điện tích khối của mỗi pha là độc lập vớinhau.ó có thể nghiên cứu vầng quang trên đường dây xoayDo đchiều 3 pha bằng cách nghiên cứu từng pha độc lập. Từ đósuy ra tổn hao vầng quang trên toàn đường dây bằng cáchlấy tổn hao vầng quang của 1 pha nhân 3 lần lên. Chương 1: Phóng điện vầng quangCông thức thực nghiệm quen thuộc của Pick được dùngđể tính toán tổn hao vầng quang là 241 r0 −5 ∆P = ( f + 25) (U − U 0 ) .10 2 δ strong đó: δ là mật độ tương đối của không khí s là khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn U là trị số hiệu dụng của điện áp pha U0 là trị số điện áp phát sinh vầng quang, được xác định bởi công thức: s U 0 = 21,2δr0 m1m2 ln r0 với m1 là hệ số bóng của bề mặt dây dẫn và m2 là hệ số khí hậu Chương 1: Phóng điện vầng quang IV) Biện pháp giảm tổn thất vầng quangBiện pháp chủ yếu để giảm tổn thất vầng quang là giảmcường độ trường trên bề mặt dây dẫn (Edd). Nếu Edd Uđm =110 kV: F ≥ 70mm 2 Uđm =220 kV: F ≥ 240mm 2Tăng ro : - Dùng dây dẫn rỗng (nhưng có độ bền kém) - Dùng dây lõi thép ACViệc tăng bán kính dây dẫn là có giới h ...