Nghiên cứu tính toán cường độ điện trường trên bề mặt chuỗi sứ cách điện lưới điện truyền tải - áp dụng cho đường dây 220 kV Việt Nam

Bài viết Nghiên cứu tính toán cường độ điện trường trên bề mặt chuỗi sứ cách điện lưới điện truyền tải - áp dụng cho đường dây 220 kV Việt Nam trình bày về các kết quả tính toán cường độ điện trường tên bề mặt chuỗi cách điện bằng sứ của lưới điện truyền tải 220 kV. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, việc đảm bảo các điều kiện cách điện của lưới điện truyền tải cần được tính toán với mỗi loại thiết bị khác nhau, phụ thuộc rất nhiều vào cấu trúc cũng như vật liệu được sử dụng làm thiết bị.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tính toán cường độ điện trường trên bề mặt chuỗi sứ cách điện lưới điện truyền tải - áp dụng cho đường dây 220 kV Việt NamTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TRÊN BỀ MẶT CHUỖI SỨ CÁCH ĐIỆN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI - ÁP DỤNG CHO ĐƯỜNG DÂY 220 KV VIỆT NAM Nguyễn Nhất Tùng1, Nguyễn Quang Thuấn1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: tungnn@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU CHUNG thiên tuyến tính của điện thế trong các phần Với lưới điện truyền tải, chuỗi cách điện là tử lân cận.một trong những phần tử cơ bản, có tác dụng Việc tìm điện thế miền Ve trong một phầnbảo vệ nói chung và chống sét nói riêng cho tử e, sau đó tính phân bố điện thế trong cácđường dây, mà trong đó yếu tố kỹ thuật về phần tử xen kẽ khác nhau sao cho điện thếphân bố điện trường trên bề mặt chuỗi cách liên tục trong vùng đang xét. Kết quả gầnđiện được quan tâm và đặt ra hàng đầu. Việc đúng cho toàn bộ vùng đang xét: Nxác định cường độ điện trường trên chuỗi cách V  x, y    Ve  x, y  (2.1)điện được nghiên cứu theo nhiều hướng tiếp e 1cận khác nhau, với nhiều phương pháp tính Trong đó N là số phần tử hữu hạn (phần tửtoán khác nhau, từ tính toán theo phương pháp con) mà miền nghiệm được chia thành. Dạnggiải tích [1-2], tính toán phân bố theo miền gần đúng phổ biến nhất với Ve trong mộtkhông gian tính đến tính chất truyền sóng điện phần tử là xấp xỉ dạng đa thức, cụ thể cho 1tử, và đặc biệt là sử dụng phương pháp số để phần tử tam giác thường dùng là:tính toán chính xác đặc điểm theo cấu trúc của Ve  x, y   a  bx  cy (2.2)đối tượng [3-5]. Đối với chuỗi sứ cách điện, Cho một phần tử tứ giác là:việc sử dụng phương pháp tính toán số, phần tử Ve  x, y   a  bx  cy  dxy (2.3)hữu hạn, hiện còn ít được tính toán theo số liệuthực tế của lưới điện Việt Nam. Với các hằng số a, b, c và d cần xác định. Điện thế Ve nói chung là khác 0 bên trong2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU phần tử e nhưng bằng 0 bên ngoài phần tử e. Hàm tương ứng với phương trình 2.1. Phương pháp giải tích tính toán 2phóng điện chuỗi cách điện  V  0 , được cho bởi: 1 2 Các phương pháp số, trong đó kể đến We    Ve dS (2.4) 2phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), phương Về mặt vật lý, là năng lượng trên mộtpháp sai phân hữu hạn (FDM), ..., đã được phát đơn vị độ dài liên kết với phần tử e. Từtriển rộng rãi trong thời gian gần đây. phương trình (2.1): Phương pháp FEM khắc phục các yếu tố 3bất lợi của phương pháp FDM, cho phép thực Ve   Vei  i (2.5) i 1hiện mô phỏng với đối tượng có cấu trúc Với được gọi là các hàm hình dạngphức tạp [4]. Trong việc nghiên cứu trường phần tử và chúng có các thuộc tính sau:điện từ, hệ phương trình Laplace,  2V  0 1, i  jđược xem xét đến, với giả định điện thế trong ai   (2.6a)mỗi phần từ (miền con) là đều và sự biến 0 , i  j 232 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8  3i 1 i  x, y   1 (2.6b) ty sứ làm bằng đồng (với các giá trị đặc tính γ = 5,998e7 S/m; ε = 1), Hình 2. Phương trình 2.5 có thể viết dưới dạng matrận như sau: 1 We    Ve  C e  Ve  t (2.7) 2 Ma trận [Ce] thường được gọi là ma trận hệ sốphần tử (hay ma trận độ cứng trong phân tíchkết cấu). Ma trận [Ce] là ma trận vuông 33, xácđịnh dựa trên tham số về diện tích phần tử e và vịtrí các đỉnh tam giác của phần tử hữu hạn. Phương trình Laplace được thỏa mãn khitổng năng lượng trong vùng nghiệm là nhỏnhất, tức là: W W W   ...  0 (2.8) V 1 V 2 Vn n 0   ViCki (2. ...