Kỹ thuật cao áp : Quá trình sóng điện trên đường dây tải điện part 1

Khái niệm. Khi sét đánh thẳng vào đường dây hoặc sét đánh xuống đất gần đường dây sẽ sản sinh ra sóng điện tù truyền dọc theo đường dây gây nên quá điện áp khí quyển tác dụng lên cách điện của hệ thống. Bởi vậy khi nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho hệ thống điện cần phải dựa trên cơ sở cảu sự tính toán phân tích các quá trình truyền sóng trên đường dây: Trong trường hợp tổng quát quá trình này được xác định bởi hệ phương trình vi phân:...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật cao áp : Quá trình sóng điện trên đường dây tải điện part 1 Ch−¬ng XVII Qu¸ tr×nh sãng ®iÖn trªn ®−êng d©y t¶i ®iÖn . §17-1. Kh¸i niÖm. Khi sÐt ®¸nh th¼ng vµo ®−êng d©y hoÆc sÐt ®¸nh xuèng ®Êt gÇn ®−êng d©y sÏ s¶n sinh rasãng ®iÖn tï truyÒn däc theo ®−êng d©y g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn cñahÖ thèng. Bëi vËy khi nghiªn cøu c¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ chèng sÐt cho hÖ thèng ®iÖn cÇn ph¶i dùatrªn c¬ së c¶u sù tÝnh to¸n ph©n tÝch c¸c qu¸ tr×nh truyÒn sãng trªn ®−êng d©y: Trong tr−êng hîp tæng qu¸t qu¸ tr×nh nµy ®−îc x¸c ®Þnh bëi hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n: δu δi − = ir + L ( 17-1) δx δt δi δu − = gu + L ((17-2) δx δtc¸c tham sè r, L, g, C lµ øng víi ®¬n vÞ chiÒu dµi cña ®−êng d©y. Gi¶i hÖ thèng ph−¬ng tr×nh viph©n ë d¹ng tæng qu¸t tøc lµ khi cã tån t¹i c¶ bèn tham sè sÏ phøc t¹p vµ nãi chung kh«ng cÇnthiÕt, do ®ã sÏ ®Ò xuÊt mét sè gi¶ thiÕt ®Ó ®¬n gi¶n ho¸. Tr−íc hÕt cã thÓ bá qua tham sè g v× ®−êng d©y cao ¸p cã møc c¸ch ®iÖn rÊt cao nªn rß®iÖn bÐ nhá kh«ng ®¸ng kÓ, trõ khi sãng ®iÖn ¸p cã biªn dé rÊt lín trªn d©y dÉn sÏ xuÊt hiÖn vÇngquang lµm cho rß ®iÖn t¨ng nh−ng tr−êng hîp nµy sÏ xÐt riªng. §iÖn trë r g©y tæn hao vµ lµm biÕn d¹ng sãng. Khi sÐt ®¸nh vµo d©y dÉn, ®−êng d©y sÏ cã®iÖn ¸p ®èi víi ®Êt nªn dßng ®iÖn thuËn cña sãng ®iÖn tõ sÏ truyÒn däc theo d©y dÉn cßn dßng ®iÖnng−îc sÏ trë vÒ trong ®Êt. §iÖn trë r bao gåm ®iÖn trë t¸c dông cña d©y dÉn rdd vµ ®iÖn trë cña®−êng ®Êt trë vÒ rd nghÜa lµ b»ng trÞ sè ®iÖn trë t¸c dông thø tù kh«ng cña ®−êng d©y. §èi víi®−êng d©y ®iÖn ¸p cao (110kV vµ cao h¬n) ®iÖn trë t¸c dông thø tù kh«ng phô thuéc vµo tiÕt diÖnd©y dÉn v× ®iÖn trë suÊt cña ®Êt vµ cã trÞ sè kho¶ng 0,1 ÷ 0,4 Ω/km. ë tr¹ng th¸i sãng, khi tèc ®ébiÕn thiªn cña dßng ®iÖn theo thêi gian rÊt lín th× hiÖu øng mÆt ngoµi trong ®Êt sÏ lµm cho ®iÖn trërd t¨ng cao vµ lµm biÕn d¹ng sãng. http://www.ebook.edu.vn H×nh 17-1 cho sù biÕn d¹ng cña sãng vu«ng gãc do t¸c dông cña hiÖu øng mÆt ngoµi trong ®Êt. §é dµi ®Çu sãng t−¬ng ®−¬ng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc gÇn ®óng: U ρl 2 τ td ≈ (17-3) sãng ban ®Çu 2 260h Z trong ®ã: ρ− ®iÖn trë suÊt cña ®Êt, Ωm. sãng biÕn d¹ng l − ®é dµi truyÒn sãng, m. t L − Tæng trë sãng cña ®−êng d©y, Ω Z= C τt® . H×nh 17-1 BiÕn d¹ng sãng do t¸c dông cña B¶ng 17-1 cho kÕt qu¶ tÝnh to¸n vÒ biÕn d¹ng hiÖu øng mÆt ngoµi trong ®Êt. sãng øng víi c¸c trÞ sè Z = 500Ω vµ h = 10m. B¶ng 17-1 Quan hÖ gi÷a ®é dµi ®Çu sãng t−¬ng ®−¬ng vµ ®é dµi truyÒn sãng ρ 1Ωm 100 500 1000 l1km 0,5 1,0 2,0 0,5 1,0 2,0 0,5 1,0 2,0 τ td . μs 0,004 0,015 0,06 0,02 0,08 0,3 0,04 0,15 0,6 Tõ b¶ng sè cã thÓ nhËn thÊy chØ trong vïng ®Êt xÊu vµ khi ®é dµi truyÒn sãng lín th× biÕnd¹ng ë phÇn ®Çu sãng míi ®¸ng kÓ. Thùc tÕ th−êng gÆp c¸c tr−êng hîp ®é dµi truyÒn sãng rÊtng¾n (kho¶ng vµi tr¨m mÐt hoÆc ng¾n h¬n) nªn cã thÓ kh«ng xÐt ®Õn biÕn d¹ng sãng, nh− vËytruyÒn sãng ®−îc xem nh− kh«ng cã tæn hao vµ hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n (17-1) , (17-2) ®−îc viÕtë d¹ng ®¬n gi¶n h¬n: δu δi − =L (17-4) δx δt δi δu − =C (17-5) δx δt Nghi ...