Của thiết bị bảo vệ, thu gọn kích thước, … mà còn loại được dập hồ quang của dòng điện kế tục trên khe hở này, một vấn đề phức tạp trong sàn xuất, chế tạo trong sản xuất, chế tạo cũng như thử nghiệm về khả năng dập hồ quang.

Sơ đồ Pê-tec-xen xác định điện áp trong trường hợp này.

Hình (4.7)

Sơ đồ Pê-tec-xen với nhận xét như phần đầu ta đã chống sét và bảo vệ cho trạm cao áp phía 220 kV là loại chống sét van không khe hở có điện trở phi tuyến là ZnO.

Từ sơ đồ Pê-tec-xen hình(4-7) ta có phương trình điện áp sau:

2.Uđt= Zđt. ICSV + K.I∝CSV

K = 485; α = 0,025

Mà ta biết đặc tính (V-A) của chống sét van:

UCSV = f(iCSV)= K.Iα CSV

Vì UCSV và iCSV phụ thuộc hoàn toàn vào đặc tính V-S của nó nên ta có cách tính UCSV và iCSV theo phương pháp đồ thị như sau:

Phần bên phải vẽ đường đặc tính (V-A): UCSV =f(iCSV), của điện trở phi tuyến và điện áp dáng nên tổng trở song Zđt(iCSV. Zđt) sau đó xây dựng đường cong (UCSV + iCSV. Zđt) bằng cách cộng giá trị trên hai đường UCSV và iCSV. Zđt tương ứng với một giá trị iCSV nào đó.

Phần bên trái ta vẽ quan hệ 2.Uđt = f(t).

ứng với mỗi thời điểm ta đều xác định được một điểm a nào đó trên đường 2.Uđt(t), từ điểm a ta sang bên trái song song với trục Oi, gặp đường (UCSV + iCSV. Zđt) ở điểm b, từ điểm b ta dóng xuống song song với trục OU, gặp đường UCSV= f(t) tại điểm c, từ điểm c ta dóng song song với trục Ot và gặp đường dóng từ điểm a xuống song song với trục OU tại d, d chính là giá trị UCSV(t) ứng với giá trị 2.Uđt(t) của điểm a, từ c ta tiếp tục dóng thẳng xuống trục Oi cắt trục Oi tại g, từ g ta chuyển sang tọa độ I mói ta có điểm h (với ig = ih), từ h ta dóng sang ngang song song với Ot và gặp đường dóng từ a xuống tại e, e chính là giá trị iCSV(t) ứng với giá trị 2. Uđt(t) của điểm a.

hình (4-9)

Thay đổi nhiều giá trị của a khác nhau và làm theo cách tương tự ta có đường cong đặc tính UCSV(t) và iCSV(t)

Page 98

$4.3 Sơ đồ tính toán sóng truyền vào trạmKhi lập sơ đồ tính toán sóng truyền vào trạm cần xác định trạng thái vận hành nguy hiểm

nhất về mặt bảo vệ sóng truyền vào trạm, điều đó đảm bảo số liệu tính toán cho khả năng xác định mức độ bảo vệ cao nhất . Sơ đồ xuất phát thường rất phức tạp , do đó để quá trình tính toán không phức tạp cần có sự đơn giản hóa hợp lý .

Ta tiến hành theo thứ tự sau:Dựa vào sơ đồ nguyên lý lập sơ đồ thay thế ở trạng thái sóng. Trong sơ đồ này đường dây với tổng trở sóng z=400 (Q) ,tốc độ truyền sóng trên đường dây v=300(m/µs), các thiết bị khác được thay thế bẳng điện dung tập trung của nó ,các giá trị điện dung này được tra trong bảng (22- 1) sách kỹ thuật điện cao áp . Sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220(kV) là dạng sóng xiên góc, biên độ cực đại bằng điện áp U50% của cách điện đường đây (U50%=1140kV tra trong bảng 25 sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ), độ dốc đầu sóng a=300(kV/µs) theo sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp .Thanh góp và dầy nối vào trạm được thay thế bằng mạch gồm nhiều chuỗi phần tử dạng hình π điện cảm và điện dung của phần tử thay thế hình π được chọn theo trị số của tổng trở sóng :

Thành phần điện cảm ta bỏ qua như trên đã nêu ở trên và chọn sơ đồ trạm theo các yêu cầu ở trên :

Page 99Với tram thiết kế ta có sơ đồ nối dây như hình vẽ (hĩnh-9).Từ sơ đồ nguyen lý ta có thể lập sơ đồ thay thế trạng thái đầy đủ như hình vẽ trên hình (4-10)

Hình (4-10)Ta nhận thấy rằng trạng thái vận hành nguy hiểm nhất là trạng thái chỉ vận hành một máy biến áp (MBA2), máy biến áp (MBA1) ngừng hoạt động hoặc ngược lại. Bởi vì song sét truyền trên đường dây nói vào thanh góp thì sóng sét sẽ bị phân tán, tác dụng nên cách điện của trạm không còn mạnh như ban đầu nữa, nhưng nếu có một đường dậy thì song sét sẽ truyền theo đường dây vào trạm gây nguy hiểm cho cách điện của trạm. Vậy ta xét trường hợp vận hành với một đường và một máy biến áp (MBA2).

Page 100Hình (4-11)Thu gọn sơ đồ ta được:Hình (4-12)Trong đó Là điện dụng quy đổi của MC và DCL đường dây được di chuyển theo quy tắc mô men.Là điện dung quy đổi của thanh góp, MC và DCL theo quy tắc mô men.

Page 101Là điện dung quy đổi của MBA, MC và DCL theo quy tắc mô men.Là điện dung quy đổi của MC và DCL gần chống sét van theo quy tắc mô men.Điểm cần xét:

- Đường cách ly đường dây : điểm 1- Điểm tại thanh góp : điểm 2- Điểm tại nơi đặt máy biến áp : điểm 3- Điểm tại nợi đặt song sét van : điểm 4

Với khoảng cách giữa hai điểm:I12 = 30(m) khoảng cah1 giữa điểm 1 và điểm 2I23 = 45(m) khoảng cách giữa điểm 2 và điểm 3I34 = 15(m) khoảng cách giữa điểm 2 và 4

$4.4. Tính sóng truyền vào trạm 220KVTính thời gian truyền sóng giữa các nútSơ đồ thay thế trên hình (4-13)Sóng truyền tới trạm là dạng sóng xiên góc, xuất hiện trên đường dây truyền vào trạm với biên đô lớn U50% = 1140(kV) và độ dốc đầu sóng là a = 300(kV/µs)Vậy ta có thời gian đầu sóng là:

Vậy ta có:

Thời gian sóng đi hết (hoặc về) quãng đường 1-2 là:

Page 106Biết được Uđt và UCSV ở bước trước ta sẽ xác định được UCSV ở bước sau.Thực hiện tính toán theo các biểu thức trên với các độ dốc đầu sóng ta được kết quả trong bảng sau:

Page 106

Biết được Uđt và UCSV ở bước trước ta sẽ xác định được UCSV ở bước sau.

Thực hiện tính toán theo các biểu thức trên với các độ dốc đầu sóng ta được kết quả trong bảng sau:

Page 107

Page 108

Page 109

Page 110

Page 111

Ta có đồ thị điện áp các nút như hình vẽ:

Hình (4-17)

Page 112

$4.5 Kiểm tra an toàn các thiết bị trong trạm

Kiểm tra an toàn của MBA

Ta chọn MBA có đường cong chịu áp như sau

T(µs) 0 1 2 3 4 5U(kV) 300 850 980 940 910 890

Dựa vào kết quả tính toán và bảng số liệu ta vẽ được đường chịu áp của MBA và đường cong điện áp tại nút 3 (nút nối với MBA)

Hình (4-18)

Page 113

2. Kiểm tra dòng điện qua chống sét van

Từ kết quả trong bảng số liệu ta thấy khi có sóng quá điện áp truyền vào trạm trị số dòng điện đều nhỏ hơn 10(kA)

Hình (4-19)

Page 114

3. Kiểm tra an toàn cách điện của thanh góp 220(kV)

Ta có đặc tính V-s của chuỗi sứ

T(µs) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10µ-4,5 1740 158

01440 1360 1280 1220 1180 1180 1180 1180

Từ đồ thị ta thấy điện áp xuất hiện trên thanh góp của trạm khi có sóng truyền vào luôn nhỏ hơn đặc tính phóng điện của chuỗi sứ. Vì vậy thanh góp điện an toàn.

Page 115

Tài liệu tham khảo

[1] Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp_TS.Nguyễn Minh Chước_Hà Nội 2002.

[2] Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Cao Áp_Võ Viết Đạn_Hà Nội 1972.

[3] Quá Điện Áp Trong Hệ Thống Điện_TS.Trần Văn Lớp_Hà Nội 2007.

[4] Phần Điện Trong Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp_TS.Đào Quang Thạch, TS.Phạm Văn Hòa_Hà Nội 2004.

[5] Vật Liệu Kỹ Thuật Điện_PGS.TS.Nguyễn Đình Thắng_Hà Nội 2006.

Page 116

Lời mở đầu.......................................................................................................................1

Đề bài...............................................................................................................................2

Chương I: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp 220/110kv........................3

&1.1 Khái niệm chung.....................................................................................................3

&1.2. Các yêu cầu kỹ thuật..............................................................................................3

&1.3. Các công thức sử dụng để tính toán.......................................................................4

1.3.1. Độ cao của cột thu lôi: h = hx + ha..........................................................................4

1.3.2. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi độc lập............................................................5

1.3.3. Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi.........................................................6

&1.4. Thông số trạm biến áp cần tính toán sét đánh trực tiếp..........................................8

&1.5. Các phương án bố trí cột thu lôi.............................................................................8

1.5.1. Phương án 1............................................................................................................8

1.5.2. Phương án 2............................................................................................................21

Chương II: Tính toán nối đất cho trạm 220/110kV..........................................................33

&2.1. Khái niệm chung....................................................................................................33

&2.1.1. Nối đất an toàn....................................................................................................33

&2.1.2. Nối đất làm việc..................................................................................................33

&2.1.3. Nối đất chống sét.................................................................................................33

&2.1.4. Các tham số dung để tính toán............................................................................34

&2.2. Nối đất an toàn.......................................................................................................34

2.2.1. Nối đất tự nhiên......................................................................................................35

2.2.2. Nối đất nhân tạo.....................................................................................................36

&2.3. Nối đất chống sét....................................................................................................38

2.3.1. Dòng điện sét trong hệ thống nối đất.....................................................................38

2.3.2. Các yêu cầu cần kiểm tra........................................................................................39

2.3.3. Dạng sóng tính toán của dòng điện sét...................................................................39

2.3.4. Tính toán trị số của điện trở mạch vòng theo yêu cầu của nối đất chống sét.........40

2.3.5. Tính tổng trở đầu vào của nối đất chống sét..........................................................40

2.3.6. Nối đất bổ sung.......................................................................................................44

Chương III: Tính chỉ tiêu chống sét cho đường dây 220kV.............................................51

&3.1. yêu cầu đối với bảo vệ chống sét đường dây 220kV.............................................51

&3.2. Đường dây 220kV..................................................................................................54

3.2.1. Tham số cột đường dây 220kV..............................................................................54

3.2.2. Các số liệu tính toán...............................................................................................55

3.2.3. Hế số ngẫu hợp giữa dây dẫn và dây chống sét, ảnh hưởng của vầng quang........56

&3.3. Tính toán các chỉ số khi sét đánh trên đường dây 220kV......................................59

3.3.1. Tính toán số lần sét đánh vòng qua đường dây chống sét vào dây dẫn Nα............60

3.3.2. Số lần sét đánh vào đỉnh cột và khoảng vượt.........................................................60

3.3.3. Suất cắt do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn.....................................60

3.3.4. Tính toàn Suất cắt do sách đánh vào khoảng vượt.................................................62

3.3.5. Tính toán suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột và lân cận cột....................................71

3.3.6. Tính toán điện áp đặt lên cách điện chuỗi sứ Ucd(a,t).............................................75

Page 117

Chương IV: Bảo vệ chống sét truyền vào trạm biến áp từ phía đường dây 220kV.........88

&4.1 Khái niệm chung.....................................................................................................88

1. Yếu cầu về vảo bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vài trạm TBA..................882. Đặc điểm của sóng truyền vào TBA.....................................................................89

&4.2. Phương pháp tính toán điện áp khi có sóng sét truyền vào trạm............................90

&4.3. Sơ đồ tính toán sóng truyền vào trạm.....................................................................98

&4.4. Tính sóng truyền vào trạm 220kV........................................................................101

1. Tính thời gian truyền sóng giữa các nút..............................................................1012. Tinh điện áp giữa các nút.....................................................................................102

&4.5. Kiểm tra an toàn các thiết bị trong trạm...............................................................112

1. Kiểm tra an toàn của MBA..................................................................................1122. Kiểm tra dòng điện truyền qua chống sét van......................................................1133. Kiểm tra an toàn cách điện của thanh góp...........................................................114