Kỹ thuật cao áp : Bảo vệ chống sét đường dây tải điện part 1

Bảo vệ chống sét đường dây tải điện Đ8-1. Yêu cầu chung đối với bảo vệ chống sét đường dây: Đường dây là phần tử dài nhất trong lưới nên thường bị sét đánh và chịu tác dụng của quá điện áp khí quyển. Quá điện áp không những chỉ gây nên phóng điện trên cách điện đường dây mà còn truyền sóng vào trạm biến áp gây sự cố phá hoại cách điện trong trạm. Do đó khi giải quyết vấn đề bảo vệ chống sét đường dây phải có quan điểm tổng hợp nghĩa là phải có kết...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật cao áp : Bảo vệ chống sét đường dây tải điện part 1Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Ch−¬ng VIII B¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y t¶i ®iÖn §8-1. Yªu cÇu chung ®èi víi b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y: §−êng d©y lµ phÇn tö dµi nhÊt trong l−íi nªn th−êng bÞ sÐt ®¸nh vµ chÞu t¸cdông cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn. Qu¸ ®iÖn ¸p kh«ng nh÷ng chØ g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn ®−êng d©y mµcßn truyÒn sãng vµo tr¹m biÕn ¸p g©y sù cè ph¸ ho¹i c¸ch ®iÖn trong tr¹m. Do ®ã khigi¶i quyÕt vÊn ®Ò b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y ph¶i cã quan ®iÓm tæng hîp nghÜa lµ ph¶icã kÕt hîp chÆt chÏ víi viÖc chèng sÐt ë tr¹m, ®Æc biÖt ë ®o¹n ®−êng d©y gÇn tr¹m (®o¹n tíi tramk) ph¶i ®−îc b¶o vÖ cÈn thËn v× khi sÐt ®¸nh ë kh− vùc nµy sÏ ®−a vµotr¹m c¸c qu¸ ®iÖn ¸p víi tham sè lín, rÊt nguy hiÓm cho c¸ch ®iÖn cña tr¹m. Qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã thÓ lµ do sÐt ®¸nh th¼ng lªn ®−êng d©y hoÆc sÐt ®¸nhxuèng mÆt ®Êt gÇn ®ã vµ g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trªn ®−êng d©y. Cã thÓ thÊytr−êng hîp ®µu nguy hiÓm nhÊt v× ®−êng d©y ph¶i chÞu ®ùng toµn bé n¨ng l−îng cñaphãng ®iÖn sÐt, do ®ã nã ®−îc chän ®Ó tÝnh to¸n chèng sÐt ®−êng d©y. Nh− ®· tr×nh bµy trong phÇn c¸ch ®iÖn cña hÖ thèng, v× trÞ sè cña qu¸ ®iÖn ¸pkhÝ quyÓn rÊt lín nªn kh«ng thÓ chän møc c¸ch ®iÖn ®−êng d©y ®¸p øng ®−äc hoµntoµn yªu cÇu cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn mµ chØ chän theo møc ®é hîp lý vÒ kinh tÕ vµkü thuËt. Do ®ã yªu cÇu ®èi víi b¶o vÖ chèng sÐt ®−êng d©y kh«ng ph¶i lµ lo¹i trõ hoµntoµn kh¶ n¨ng sù cè do sÐt mµ chØ lµ gi¶m sù cè tíi giíi h¹n hîp lý ( xuÊt ph¸t tõ yªucÇu vµ s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cña phô t¶i, sè lÇn c¾t dßng ®iÖn ng¾n m¹ch cho phÐp cñam¸y c¾t ®iÖn, ®−êng d©y cã hoÆc kh«ng cã trang bÞ thiÕt bÞ tù ®éng ®ãng l¹i v.v...). Trong ph¹m vi ch−¬ng nµy, sÏ tËp trung vµo c¸ch tÝnh to¸n sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt,trªn c¬ së ®ã x¸c ®Þnh ®−îc ph−¬ng h−íng vµ biÖn ph¸p ®Ó gi¶m sè lÇn c¾t ®iÖn nãichung vµ cña mét sè lo¹i ®−êng d©y cô thÓ. 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 gi¶i ®Êt cã chiÒu réng 6h vµ chiªï dµi b»ng chiÒu dµi ®−êng d©y L. Tõ tÇn sè cã phãng ®iÖn sÐt xuèng ®Êt trªndiÖn tÝch 1 km2 øng víi mét ngµy sÐt 0,1 ÷ 01,5 (ch−¬ngXVI) cã thÓ tÝnh ®−îc tæng sèlÇn cã sÐt ®¸nh th¼ng lªn ®−êng d©y hµng n¨m: N = ( 0 ,6 ÷ 0 ,9 ) h .10 −3 L. nng .s (8-1)nng.s − sè ngµy sÐt hµng n¨m trong khu vùc cã ®−êng d©y ®i qua ( h tÝnh theo m vµ Ltheo km). http://www.ebook.edu.vn 1Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn V× tham sè cña phãng ®iÖn sÐt - biªn ®é dßng ®iÖn I, vµ tèc ®é cña dßng ®iÖn disa= − cã thÓ cã nhiÒu trÞ sè kh¸c nhau, do ®ã kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c lÇn cã sÐt ®¸nh dtlªn ®−êng d©y ®Òu dÉn ®Õn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn. §Ó cã phãng ®iÖn, qu¸ ®iÖn ¸pkhÝ quyÓn ph¶i cã trÞ sè lín h¬n møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®−êng d©y, kh¶ n¨ng nµy®−îc biÓu thÞ bëi x¸c suÊt phãng ®iÖn ( v pt ) vµ nh− vËy sè lÇn x¶y ra phãng ®iÖn trªnc¸ch ®iÖn sÏ lµ: N pd = Nvpd = ( 0,6 ÷ 0,9) h.nng.s .I ..vpd .10−3 (8-2) §©y ch−a ph¶i lµ sè lÇn nh¶y m¸y c¾t ®iÖn do sÐt hµng n¨m v× thêi gian t¸c dôngcña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt ng¾n, kho¶ng 100 μs , trong thêi gian lµm viÖc cña hÖthèng b¶o vÖ r¬le th−êng kh«ng bÐ qu¸ mét nöa chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp tøc lµ 0,01s. Do ®ã phãng ®iÖn xung kÝch chØ g©y nªn c¾t ®iÖn ®−êng d©y khi tia löa phãng®iÖn xung kÝch trªn c¸ch ®iÖn chuyÓn thµnh hå quang duy tr× bëi ®iÖn ¸p lµm viÖc cñal−íi ®iÖn. X¸c suÊt chuyÓn tõ tia löa phãng ®iÖn xung kÝch thµnh hå quang phô thuécvµo nhiÒu yÕu tè, trong ®ã cã yÕu tè quan träng nhÊt lµ gra®iÖn cña ®iÖn ¸p lµm viÖcdäc theo ®−êng phãng ®iÖn. TrÞ sè gra®iÖn cµng lín th× viÖc duy tr× ®iÖn dÉn trong khephãng ®iÖn vµ chuyÓn thµnh hå quang c¸ng thuËn lîi. Sù phô thuéc cña x¸c suÊt chuyÓn thµnh hå quang η − gäi t¾t lµ x¸c suÊt h×nhthµnh hå quang - vµo gra®iÖn cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®−êng phãng ®iÖn cho b¶ng8-1. B¶ng 8-1. X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang U lv 50 30 20 10 ( kV / m)) Rlv = lpd η ( ®¬n vÞ t−¬ng ®èi) 0,6 0,45 0,25 0,1 Cuèi cïng tÝnh ®−îc sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt hµng n¨m cña ®−êng d©y: N cd = ( 0,6 ÷ 0,9) hL.nng .s .vpd .η10−3 (8-3) §Ó so s¸nh kh¶ n¨ng chÞu sÐt cña c¸c ®−êng d©y cã tham sè kh¸c nhau, ®i quanh÷ng vïng cã c−êng ®é ho¹t ®éng cña sÐt kh¸c nhau th−ê ...