bảo vệ chống sét trạm biến áp 110/35 kv, chương 9

Trong hệ thống điện thì các trạm biến áp được bảo vệ với độ tin cậy rất cao nên sự cố trạm sét đánh trực tiếp là rất bé. Trong khi đó đường dây tải điện là phần tử dài rất lớn và đi qua các vùng có cường độ sét hoạt động khác do vậy khả năng sét đánh vào đường dây lớn hơn rất nhiều so với trạm biến áp. Vì vậy có thể coi sự cố do sét chủ yếu là đối với đường dây tải điện. Quá điện áp khí quyển gây nên phóng điện trên...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
bảo vệ chống sét trạm biến áp 110/35 kv, chương 9 Ch-¬ng 9 B¶o vÖ chèng sÐt ®-êng d©y t¶i ®iÖnI.C¸c yªu cÇu chung1. §Æt vÊn ®Ò Trong hÖ thèng ®iÖn th× c¸c tr¹m biÕn ¸p ®-îc b¶o vÖ víi ®é tincËy rÊt cao nªn sù cè tr¹m sÐt ®¸nh trùc tiÕp lµ rÊt bÐ. Trong khi ®ã®-êng d©y t¶i ®iÖn lµ phÇn tö dµi rÊt lín vµ ®i qua c¸c vïng cãc-êng ®é sÐt ho¹t ®éng kh¸c do vËy kh¶ n¨ng sÐt ®¸nh vµo ®-êngd©y lín h¬n rÊt nhiÒu so víi tr¹m biÕn ¸p. V× vËy cã thÓ coi sù cèdo sÐt chñ yÕu lµ ®èi víi ®-êng d©y t¶i ®iÖn. Qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn vµtruyÒn sãng qu¸ ®iÖn ¸p vµo tr¹m g©y nªn sù cè ph¸ ho¹i c¸ch ®iÖncña tr¹m (®iÒu nµy ®Æc biÖt nguy hiÓm khi sÐt ®¸nh gÇn tr¹m dovËy c¸c ®o¹n ®-êng d©y gÇn tr¹m ph¶i ®-îc t¨ng c-êng c¸ch ®iÖn). Qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã thÓ xuÊt hiÖn do sÐt ®¸nh vµo ®-êngd©y hoÆc do sÐt ®¸nh xuèng mÆt ®Êt gÇn ®ã g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸pc¶m øng trªn ®-êng d©y. Tr-êng hîp nguy hiÓm nhÊt lµ sÐt ®¸nhth¼ng vµo d©y dÉn v× ®-êng d©y ph¶i chÞu toµn bé n¨ng l-îng cñadßng sÐt v× vËy tr-êng hîp nµy ®-îc chän ®Ó tÝnh to¸n cho ®-êngd©y t¶i ®iÖn. Do qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã trÞ sè rÊt lín nªn kh«ngthÓ chän møc c¸ch ®iÖn cña ®-êng d©y ®¸p øng hoµn toµn yªu cÇucña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn. Trong thùc tÕ th-êng chän c¸ch ®iÖnvíi theo yªu cÇu kinh tÕ nh-ng suÊt c¾t do sÐt n»m trong kho¶ngcho phÐp. ViÖc b¶o vÖ chèng sÐt ®-êng d©y th-êng kh«ng thÓ ®¹t tuyÖt ®èi®-îc do vèn ®Çu t- qu¸ lín cho t¨ng c-êng vÒ c¸ch ®iÖn ®-êngd©y, hoÆc dïng c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ chèng sÐt phøc t¹p, ®¾t tiÒn... Do®ã ph-¬ng h-íng ®óng ®¾n lµ viÖc tÝnh to¸n møc ®é b¶o vÖ chèngsÐt cña ®-êng d©y ph¶i xuÊt ph¸t tõ chØ tiªu kinh tÕ, nghÜa lµ métmÆt lµm cho sè lÇn c¾t ®iÖn ®-êng d©y do sÐt g©y ra gi¶m ®Õn møcthÊp nhÊt cã thÓ, mét mÆt ®¶m b¶o tÝnh chÊt kinh tÕ cña biÖn ph¸pchèng sÐt. §iÒu nµy cã nghÜa lµ ta ph¶i t×m ra ®-îc ph-¬ng thøcb¶o vÖ ®-êng d©y t-¬ng øng víi tr-êng hîp tæn h¹i do sÐt g©y ra lµlín nhÊt.2. TÝnh to¸n sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt Víi ®é treo cao cña d©y trªn cïng lµ h th× ®-êng d©y sÏ thu hótvÒ phÝa m×nh c¸c phãng ®iÖn sÐt trªn d¶i ®Êt réng 6h vµ chiÒu dµiL. Sè lÇn cã phãng ®iÖn xuèng ®Êt trªn diÖn tÝch 1km2 øng víi métngµy sÐt lµ (0,1  0,15). VËy sè lÇn sÐt ®¸nh th¼ng trong mét n¨mlµ: N  m s .6 h.10 3.L.n ngs (lÇn/n¨m)  (0,1  0,15).6h.1 0 -3.L.n ngs (lÇn/n¨m) (3 - 1) Trong ®ã: + ms lµ sè lÇn phãng ®iÖn sÐt xuèng ®Êt trªn diÖn tÝch1km2 øng víi mét ngµy sÐt. + h lµ chiÒu cao trung b×nh cña d©y dÉn cao nhÊt. + nngs sè ngµy sÐt h»ng n¨m n¬i cã ®-êng d©y ®i qua. nngs = 75 ngµy Trong dßng ®iÖn sÐt th× hai tham sè quan träng nhÊt lµ biªn ®évµ ®é dèc cña dßng ®iÖn sÐt. C¸c tham sè cña dßng ®iÖn sÐt ph©nbè t¶n m¹n, kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c lÇn cã sÐt ®¸nh vµo ®-êng d©y®Òu g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®-êng d©y mµ chØ cã nh÷ngcó sÐt cã biªn ®é lín h¬n møc c¸ch ®iÖn cña ®-êng d©y th× míi g©ynªn phãng ®iÖn. Kh¶ n¨ng phãng ®iÖn ®-îc ®Æc tr-ng bëi sè x¸csuÊt phãng ®iÖn Vp®. Sè lÇn x¶y ra phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn trongmét n¨m: N pd  Vpd .N  (0,1  0,15).6 h.10 3.n ngs .Vpd .L (3-2) Tuy nhiªn kh«ng ph¶i sè lÇn m¸y c¾t nh¶y b»ng sè lÇn cã phãng®iÖn v× thêi gian t¸c dông cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt ng¾nkho¶ng 100μs trong khi thêi gian lµm viÖc cña b¶o vÖ r¬ le th-êngkh«ng bÐ h¬n mét n÷a chu k× tÇn sè c«ng nghiÖp (b»ng 0,01s).Phãng ®iÖn xung kÝch chØ g©y nªn c¾t m¸y c¾t khi nã h×nh thµnh håquang duy tr× bëi ®iÖn ¸p cña l-íi ®iÖn. X¸c suÊt h×nh thµnh håquang phô thuéc nhiÒu yÕu tè trong ®ã yÕu tè quan träng nhÊt lµgradien cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®-êng phãng ®iÖn.   f (E lv ) ; E lv  U lv / l pd (kV/m) (3-3) Trong ®ã: +η x¸c suÊt chuyÓn tõ phãng ®iÖn tia löa thµnh håquang duy tr×. + Elv c-êng ®é ®iÖn tr-êng trªn c¸ch ®iÖn cña ®-êngd©y. + Ulv ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®-êng d©y. + lp® lµ chiÒu dµi phãng ®iÖn. 0.7 X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 50 60 §iÖn tr-êng lµm viÖc(kV/m) H×nh 3.1: Quan hÖ  = f(Elv) Sè lÇn c¾t ®iÖn trong mét n¨m lµ: N cd  (0,1  0,15).6 h.10 3.n ngs .Vpd .L. (3-4) §Ó so s¸nh kh¶ n¨ng chÞu sÐt cña c¸c ®-êng d©y cã tham sèkh¸c nhau ®i qua nh÷ng vïng cã c-ê ...