Đồ án Thiết kế chống sét cho trạm phân phối 110/22kV Mỹ Xá

047.4 1188.8 1330.3 1471.8 3 240.7 424.1 607.6 791.0 974.5 1157.9 1341.4 1524.8 1708.3 1891.8 4 282.7 508.1 733.6 959.0 1184.5 1409.9 1635.4 1860.8 2086.3 2311.8 5 324.7 592.1 859.6 1127.0 1394.5 1661.9 1929.4 2196.8 2464.3 2731.8 6 366.7 676.1 985.6 1295.0 1604.5 1913.9 2223.4 2532.8 2842.3 3151.8 7 408.7 760.1 1111.6 1463.0 1814.5 2165.9 2517.4 2868.8 3220.3 3571.8 8 450.7 844.1 1237.6 1631.0 2024.5 2417.9 2811.4 3204.8 3598.3 3991.8 9 492.7 928.1 1363.6 1799.0 2234.5 2669.9 3105.4 3540.8 3976.3 4411.8 10 534.7 1012.1 1489.6 1967.0 2444.5 2921.9 3399.4 3876.8 4354.3 4831.8 15 744.7 1432.1 2119.6 2807.0 3494.5 4181.9 4869.4 5556.8 6244.3 6931.8 20 954.7 1852.1 2749.6 3647.0 4544.5 5441.9 6339.4 7236.8 8134.3 9031.8 25 1164.7 2272.1 3379.6 4487.0 5594.5 6701.9 7809.4 8916.8 10024.3 11131.8 Đồng thời ta cũng có bảng đặc tính V-S của chuỗi sứ như sau (Tra tài liệu hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp): Bảng 3-3: Đặc tính phóng điện của chuỗi sứ( Rc=10) t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 U 1330 1200 1200 1120 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 Dựa vào bảng 3-2 và 3-3 ta vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Ucđ(t) và đặc tính phi tuyến V – S của chuỗi sứ . 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 t(s) U(KV) V - S a=100(kA/s) a=90(kA/s) a=80(kA/s) a=70(kA/s) a=60(kA/s) a=50(kA/s) a=40(kA/s) a=30(kA/s) a=20(kA/s) a=10(kA/s) Hình 3 – 5: Đồ thị Ucđ(a,t). - Khi điện áp đặt trên chuỗi sứ lớn hơn điện áp phóng điện của chuỗi sứ thì sẽ có phóng điện - Trên đồ thị ta xác định được các cặp giá trị (ai ; ti ) là giao điểm của các đường Ucđ (ai ; ti ) với đường đặc tính vôn - giây của chuỗi sứ. Sau đó ta tìm được cặp thông số nguy hiểm với : Ii = ai . ti Ta lập bảng kết quả sau : a(kA/ms) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ti(ms) 22,47 10,45 6,51 4,52 3,86 3,19 2,42 2,16 1,73 1,45 I = ai.ti (kA) 224,7 209 195,3 180,8 193 191,14 169,4 172,8 155,7 145 Với các giá trị Ii , ai tính được ở bảng trên ta xây dựng đường cong nguy hiểm . Miền nguy hiểm Hình 3-6: Đồ thị I = f(a) xác định miền nguy hiểm (3-22) Ta có bảng sau: Bảng 3- 4: Đặc tính xác suất phóng điện ( Rc=10) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 22.47 10.45 6.51 4.52 3.86 3.19 2.42 2.16 1.73 1.45 224.7 209 195.3 180.8 193 191.14 169.4 172.8 155.7 145 0.0002 0.0003 0.0006 0.0010 0.0006 0.0007 0.0015 0.0013 0.0026 0.0039 0.3995 0.1596 0.0638 0.0255 0.0102 0.0041 0.0016 0.0006 0.0003 0.0001 0.2399 0.0959 0.0383 0.0153 0.0061 0.0024 0.0010 0.0004 0.0002 0.0001 Thông qua các kết quả tính toán cho ở bảng 3-4 ta có: Suất cắt điện của đường dây khi sét đánh vào khoảng vượt của dây chống sét. (lần/100km.năm). c). Tính suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột và lân cận đỉnh cột. Để đơn giản và dễ tính toán ta giả thiết sét chỉ đánh vào đỉnh cột điện, khi đó phần lớn dòng điện sét sẽ đi vào nối đất cột điện, phần nhỏ còn lại sẽ đi theo dây chống sét vào các bộ phận nối đất của các cột lân cận như hình vẽ. hc=22.8m A A C B A hc=22.8m ics ics B C B C Hình 3-7: Sét đánh vào đỉnh cột có treo dây chống sét. Trong trường hợp này ta phải tính toán suất cắt cho pha có quá điện áp đặt lên cách điện lớn nhất Ucđ(t) max. Do đó ta phải tiến hành tính toán điện áp đặt lên cách điện đối với từng pha. Ucđ(t) được xác định theo công thức sau: (3-23) Theo công thức trên điện áp xuất hiện trên cách điện khi sét đánh vào đỉnh cột bao gồm. Thành phần điện áp giáng trên cột. (3- 24) Thành phần điện áp cảm ứng từ xuất hiện do hỗ cảm của dây dẫn và kênh sét gây ra. (3-25) (3-26) Với: hdd là độ cao của dây dẫn H = hc + hdd : hệ số vận tốc của dòng điện sét được lấy = 0,3 = .c với c là vận tốc truyền sóng c = 300m/. Khi tính toán với dạng sóng xiên góc is= a.t ta có thể tính theo công thức sau: (3-27) Thành phần điện áp cảm ứng do cảm ứng tĩnh điện giữa dây dẫn và điện tích của dòng điện sét. (3-28) Trong đó: a là độ dốc đầu sóng của sóng xiên góc. K: hệ số ngẫu hợp có kể đến ảnh hưởng của vầng quang. Thành phần điện áp do dòng điện sét đi trên dây chống sét gây ra. (3-29) Với: (3-30) Thành phần điện áp làm việc. (3-31) Ta lần lượt đi tính các thành phần đối với các pha. Để tính được các thành phần điện áp ta cần phải tính được dòng điện đi vào cột ic(t) và thành phần biến thiên dòng điện theo thời gian . Khi tính toán dòng điện này ta có thể dựa vào sơ đồ tương đương của mạch dẫn dòng điện sét trong hai trường hợp như sau: + Khi chưa có sóng phản xạ từ cột bên cạnh về = i c i s i cs i cs i c R c M cs (t) L c cs 2 di s dt i s vq Zcs Hình 3- 8: Sơ đồ tương đương mạch dẫn dòng điện sét khi chưa có sóng phản xạ. Trong đó là điện cảm của cột. Rc : điện trở nối đất cột điện. Z: tổng trở sóng dây chống sét có kể đến ảnh hưởng của vầng quang. Từ sơ đồ ta tính được: (3-32) (3-33) (3-34) + Khi có sóng phẩn xạ từ cột lân cận về = ic is ics ics ic is R c M cs (t) Lcs L c cs 2 di s dt 2 vq Zcs Hình 3-9: Sơ đồ tương đương mạch dẫn dòng điện sét khi có sóng phản xạ. Với: Lcs : là điện cảm của một khoảng vượt dây chống sét không kể đến ảnh hưởng của vầng quang. (3-35) Ta có (3-36) (3-37) (3-38) Điện áp đặt lên cách điện pha A. Để so sánh Ucđ(a,t) ta sẽ tiến hành so sánh với 1 giá trị cụ thể như sau: a= 10kA/; t = 3 Ta có các thông số đối với pha A như sau. Từ các thông số trên ta tính được các giá trị của các thành phần điện áp như sau: Ở thời gian này có sóng phản xạ từ cột lân cận về do đó điện áp đặt lên cách điện được tính theo sơ đồ hình 3-9. Thành phần điện áp giáng trên cột. Thành phần điện áp cảm ứng do hỗ cảm giữa dây dẫn và kênh sét. Thành phần điện áp cảm ứng do cảm ứng tĩnh điện giữa dây dẫn và điện tích dòng điện sét. Thành phần điện áp do dòng điện sét đi trong dây chống sét gây ra. Thành phần điện áp làm việc. Điện áp tác dụng lên cách điện pha A. Điện áp tác dụng lên cách điện pha B hoặc C. Ta có các thông số đối với pha B hoặc C như sau: Ta có : Thành phần điện áp giáng trên cột. Thành phần điện áp cảm ứng do hỗ cảm giữa dây dẫn và kênh sét. Thành phần điện áp cảm ứng do cảm ứng tĩnh điện giữa dây dẫn và điện tích dòng điện sét. Thành phần điện áp do dòng điện sét đi trong dây chống sét gây ra. Thành phần điện áp làm việc: Điện áp tác dụng lên cách điện pha B. Kết luận: Vậy pha A có Ucđ(t) lớn hơn nên ta sẽ tiếp tục tính toán điện áp đặt lên cách điện chuỗi sứ trong trường hợp tổng quát là với pha A. Tính toán quá điện áp đặt lên chuỗi sứ Ucđ(a,t). Để tính được Ucđ(a,t) ta cần phải tính các thành phần điện áp như sau: Thành phần điện áp làm việc: Thành phần điện áp cảm ứng do cảm ứng tĩnh điện giữa dây dẫn và điện tích dòng điện sét. Kết quả tính toán với các a,t khác nhau cho ở bảng sau: Bảng 3-5: Giá trị ( Rc=10) . Khi chưa có sóng phản xạ a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 -21.46 -42.92 -64.38 -85.84 -107.31 -128.77 -150.23 -171.69 -193.15 -214.61 0.5 84.46 168.93 253.39 337.86 422.32 506.79 591.25 675.71 760.18 844.64 1 127.02 254.03 381.05 508.07 635.08 762.10 889.12 1016.13 1143.15 1270.17 1,33 146.32 292.65 438.97 585.29 731.61 877.94 1024.26 1170.58 1316.91 1463.23 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 146.32 292.65 438.97 585.29 731.61 877.94 1024.26 1170.58 1316.91 1463.23 2 175.35 350.69 526.04 701.38 876.73 1052.08 1227.42 1402.77 1578.12 1753.46 3 205.47 410.94 616.41 821.87 1027.34 1232.81 1438.28 1643.75 1849.22 2054.69 4 227.42 454.85 682.27 909.69 1137.12 1364.54 1591.96 1819.39 2046.81 2274.23 5 244.71 489.42 734.13 978.84 1223.55 1468.26 1712.98 1957.69 2202.40 2447.11 6 258.97 517.95 776.92 1035.89 1294.86 1553.84 1812.81 2071.78 2330.76 2589.73 7 271.11 542.23 813.34 1084.45 1355.56 1626.68 1897.79 2168.90 2440.01 2711.13 8 281.68 563.36 845.04 1126.72 1408.40 1690.09 1971.77 2253.45 2535.13 2816.81 9 291.04 582.08 873.12 1164.15 1455.19 1746.23 2037.27 2328.31 2619.35 2910.38 10 299.43 598.87 898.30 1197.74 1497.17 1796.61 2096.04 2395.48 2694.91 2994.34 15 331.93 663.86 995.79 1327.72 1659.65 1991.57 2323.50 2655.43 2987.36 3319.29 20 355.12 710.24 1065.37 1420.49 1775.61 2130.73 2485.86 2840.98 3196.10 3551.22 25 418.43 836.87 1255.30 1673.74 2092.17 2510.60 2929.04 3347.47 3765.91 4184.34 Thành phần điện áp cảm ứng do hỗ cảm giữa dây dẫn và kênh sét. Kết quả tính toán với các a,t khác nhau cho ở bảng. Bảng 3-6: Giá trị ( Rc=10) Khi chưa có sóng phản xạ a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 14.97 29.93 44.90 59.87 74.84 89.80 104.77 119.74 134.71 149.67 0,5 41.21 82.42 123.63 164.84 206.06 247.27 288.48 329.69 370.90 412.11 1 56.04 112.08 168.12 224.16 280.20 336.24 392.28 448.31 504.35 560.39 1,33 63.23 126.45 189.68 252.90 316.13 379.36 442.58 505.81 569.03 632.26 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 63.23 126.45 189.68 252.90 316.13 379.36 442.58 505.81 569.03 632.26 2 74.42 148.84 223.26 297.68 372.10 446.52 520.94 595.36 669.78 744.20 3 86.41 172.82 259.23 345.64 432.04 518.45 604.86 691.27 777.68 864.09 4 95.32 190.64 285.97 381.29 476.61 571.93 667.26 762.58 857.90 953.22 5 102.42 204.84 307.26 409.68 512.10 614.52 716.94 819.36 921.79 1024.21 6 108.32 216.64 324.96 433.28 541.60 649.91 758.23 866.55 974.87 1083.19 7 113.37 226.73 340.10 453.46 566.83 680.19 793.56 906.92 1020.29 1133.65 8 117.77 235.55 353.32 471.10 588.87 706.65 824.42 942.20 1059.97 1177.75 9 121.69 243.38 365.07 486.76 608.45 730.14 851.83 973.52 1095.22 1216.91 10 125.21 250.42 375.64 500.85 626.06 751.27 876.48 1001.70 1126.91 1252.12 15 138.90 277.80 416.70 555.60 694.50 833.40 972.30 1111.20 1250.10 1389.00 20 148.71 297.43 446.14 594.86 743.57 892.28 1041.00 1189.71 1338.42 1487.14 25 180.86 361.72 542.58 723.45 904.31 1085.2 1266 1446.9 1627.8 1808.6 Thành phần điện áp giáng trên cột. Để tính được phần này ta cần tính ic(a,t), trong hai trường hợp. + Khi chưa có sóng phản xạ về + Khi có sóng phản xạ về Kết quả tính toán cho ở bảng : Bảng 3-7: Giá trị ( Rc=10) Khi chưa có sóng phản xạ   a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 3.36 -0.74 -1.49 -2.23 -2.98 -3.72 -4.47 -5.21 -5.96 -6.70 -7.45 0,5 6.49 3.89 7.77 11.66 15.55 19.43 23.32 27.20 31.09 34.98 38.86 1 8.33 8.58 17.15 25.73 34.31 42.88 51.46 60.03 68.61 77.19 85.76 1,33 9.24 11.69 23.37 35.06 46.74 58.43 70.11 81.80 93.49 105.17 116.86 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 9.24 11.36 22.72 34.08 45.43 56.79 68.15 79.51 90.87 102.23 113.58 2 10.65 16.66 33.32 49.97 66.63 83.29 99.95 116.60 133.26 149.92 166.58 3 12.19 24.15 48.31 72.46 96.61 120.77 144.92 169.07 193.23 217.38 241.53 4 13.33 31.21 62.41 93.62 124.83 156.03 187.24 218.44 249.65 280.86 312.06 5 14.24 37.86 75.71 113.57 151.43 189.29 227.14 265.00 302.86 340.71 378.57 6 15.00 44.14 88.27 132.41 176.55 220.69 264.82 308.96 353.10 397.23 441.37 7 15.66 50.07 100.14 150.21 200.29 250.36 300.43 350.50 400.57 450.64 500.72 8 16.23 55.68 111.37 167.05 222.73 278.42 334.10 389.78 445.47 501.15 556.83 9 16.73 60.99 121.98 182.98 243.97 304.96 365.95 426.95 487.94 548.93 609.92 10 17.19 66.02 132.03 198.05 264.07 330.08 396.10 462.12 528.13 594.15 660.16 15 18.96 87.40 174.80 262.21 349.61 437.01 524.41 611.82 699.22 786.62 874.02 20 20.24 103.71 207.42 311.13 414.84 518.55 622.26 725.96 829.67 933.38 1037.09 25 21.23 116.16 232.31 348.47 464.63 580.78 696.94 813.10 929.25 1045.41 1161.57 Bảng 3-8: Giá trị ( Rc=10) Khi chưa có sóng phản xạ   a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 3.36 9.55 19.10 28.65 38.20 47.75 57.30 66.85 76.40 85.95 95.50 0,5 6.49 9.55 19.10 28.65 38.20 47.75 57.30 66.85 76.40 85.95 95.50 1 8.33 9.55 19.10 28.65 38.20 47.75 57.30 66.85 76.40 85.95 95.50 1,33 9.24 9.55 19.10 28.65 38.20 47.75 57.30 66.85 76.40 85.95 95.50 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 9.24 8.25 16.51 24.76 33.01 41.26 49.52 57.77 66.02 74.28 82.53 2 10.65 7.91 15.82 23.73 31.64 39.55 47.46 55.37 63.28 71.19 79.10 3 12.19 7.45 14.90 22.35 29.80 37.25 44.70 52.15 59.60 67.05 74.50 4 13.33 7.03 14.06 21.10 28.13 35.16 42.19 49.22 56.26 63.29 70.32 5 14.24 6.65 13.29 19.94 26.59 33.23 39.88 46.52 53.17 59.82 66.46 6 15.00 6.29 12.57 18.86 25.15 31.44 37.72 44.01 50.30 56.59 62.87 7 15.66 5.95 11.90 17.85 23.81 29.76 35.71 41.66 47.61 53.56 59.51 8 16.23 5.64 11.27 16.91 22.54 28.18 33.82 39.45 45.09 50.73 56.36 9 16.73 5.34 10.68 16.02 21.36 26.70 32.04 37.38 42.72 48.06 53.40 10 17.19 5.06 10.12 15.18 20.24 25.30 30.36 35.42 40.48 45.54 50.60 15 18.96 3.88 7.76 11.64 15.52 19.40 23.27 27.15 31.03 34.91 38.79 20 20.24 2.98 5.97 8.95 11.93 14.91 17.90 20.88 23.86 26.84 29.83 25 21.23 2.30 4.59 6.89 9.19 11.49 13.78 16.08 18.38 20.67 22.97 Bảng 3-9: Giá trị ( Rc=10) Khi chưa có sóng phản xạ a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 3.36 92.8 185.7 278.5 371.3 464.1 557.0 649.8 742.6 835.4 928.3 0,5 6.49 139.1 278.3 417.4 556.6 695.7 834.8 974.0 1113.1 1252.3 1391.4 1 8.33 186.0 372.1 558.1 744.2 930.2 1116.2 1302.3 1488.3 1674.3 1860.4 1,33 9.24 217.1 434.3 651.4 868.5 1085.7 1302.8 1519.9 1737.1 1954.2 2171.3 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 9.24 200.2 400.5 600.7 801.0 1001.2 1201.4 1401.7 1601.9 1802.2 2002.4 2 10.65 249.6 499.3 748.9 998.5 1248.2 1497.8 1747.4 1997.1 2246.7 2496.4 3 12.19 319.8 639.5 959.3 1279.0 1598.8 1918.6 2238.3 2558.1 2877.8 3197.6 4 13.33 385.9 771.8 1157.7 1543.6 1929.5 2315.4 2701.3 3087.2 3473.1 3859.0 5 14.24 448.4 896.7 1345.1 1793.4 2241.8 2690.2 3138.5 3586.9 4035.2 4483.6 6 15.00 507.4 1014.8 1522.2 2029.5 2536.9 3044.3 3551.7 4059.1 4566.5 5073.9 7 15.66 563.2 1126.4 1689.6 2252.8 2816.0 3379.2 3942.4 4505.7 5068.9 5632.1 8 16.23 616.0 1232.0 1848.0 2464.1 3080.1 3696.1 4312.1 4928.1 5544.1 6160.1 9 16.73 666.0 1332.0 1998.0 2664.0 3329.9 3995.9 4661.9 5327.9 5993.9 6659.9 10 17.19 713.3 1426.6 2139.9 2853.2 3566.5 4279.8 4993.1 5706.4 6419.7 7133.0 15 18.96 914.8 1829.5 2744.3 3659.0 4573.8 5488.5 6403.3 7318.0 8232.8 9147.5 20 20.24 1068.4 2136.8 3205.2 4273.6 5342.0 6410.5 7478.9 8547.3 9615.7 10684.1 25 21.23 1185.7 2371.4 3557.1 4742.7 5928.4 7114.1 8299.8 9485.5 10671.2 11856.9 Thành phần điện áp do dòng điện sét đi trong dây chống sét gây ra ta cũng có 2 trường hợp. + Khi + Khi . Ta cũng tính được ic(a,t), như ở thành phần điện áp giáng trên cột. Kết quả tính toán với các giá trị a,t khác nhau cho ở bảng. Bảng 3-10: Giá trị ( Rc=10) Khi chưa có sóng phản xạ a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 3.36 -37.6 -75.2 -112.8 -150.5 -188.1 -225.7 -263.3 -300.9 -338.5 -376.1 0,5 6.49 -45.9 -91.8 -137.6 -183.5 -229.4 -275.3 -321.2 -367.0 -412.9 -458.8 1 8.33 -51.2 -102.4 -153.6 -204.7 -255.9 -307.1 -358.3 -409.5 -460.7 -511.9 1,33 9.24 -54.0 -108.0 -161.9 -215.9 -269.9 -323.9 -377.9 -431.8 -485.8 -539.8 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 9.24 -49.8 -99.6 -149.5 -199.3 -249.1 -298.9 -348.8 -398.6 -448.4 -498.2 2 10.65 -53.2 -106.5 -159.7 -212.9 -266.1 -319.4 -372.6 -425.8 -479.0 -532.3 3 12.19 -57.0 -114.0 -171.1 -228.1 -285.1 -342.1 -399.2 -456.2 -513.2 -570.2 4 13.33 -60.0 -119.9 -179.9 -239.8 -299.8 -359.8 -419.7 -479.7 -539.6 -599.6 5 14.24 -62.4 -124.8 -187.1 -249.5 -311.9 -374.3 -436.6 -499.0 -561.4 -623.8 6 15.00 -64.4 -128.9 -193.3 -257.8 -322.2 -386.7 -451.1 -515.5 -580.0 -644.4 7 15.66 -66.3 -132.5 -198.8 -265.0 -331.3 -397.5 -463.8 -530.0 -596.3 -662.5 8 16.23 -67.9 -135.7 -203.6 -271.4 -339.3 -407.2 -475.0 -542.9 -610.8 -678.6 9 16.73 -69.3 -138.6 -207.9 -277.3 -346.6 -415.9 -485.2 -554.5 -623.8 -693.1 10 17.19 -70.6 -141.3 -211.9 -282.6 -353.2 -423.8 -494.5 -565.1 -635.8 -706.4 15 18.96 -75.9 -151.9 -227.8 -303.7 -379.6 -455.6 -531.5 -607.4 -683.3 -759.3 20 20.24 -79.8 -159.6 -239.4 -319.1 -398.9 -478.7 -558.5 -638.3 -718.1 -797.9 25 21.23 -82.8 -165.6 -248.3 -331.1 -413.9 -496.7 -579.5 -662.2 -745.0 -827.8 Từ các thành phần điện áp ta tính được Ucđ(a,t). Kết quả tính toán với các a,t khác nhau cho ở bảng. Bảng 3-11: Giá trị ( Rc=10) Khi chưa có sóng phản xạ a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 105.91 154.71 203.42 252.03 300.73 349.53 398.24 446.95 495.66 544.46 0,5 276.07 495.05 714.02 933.00 1151.88 1370.76 1589.73 1808.70 2027.68 2246.55 1 375.06 693.01 1010.87 1328.93 1646.78 1964.64 2282.60 2600.44 2918.30 3236.26 1,33 429.85 802.60 1175.35 1547.99 1920.74 2293.40 2666.04 3038.89 3411.54 3784.19 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,33 417.15 777.15 1137.08 1497.10 1857.03 2216.96 2576.98 2936.91 3296.93 3656.86 2 503.37 949.58 1395.72 1841.86 2288.10 2734.25 3180.38 3626.62 4072.77 4519.00 3 611.88 1166.42 1721.07 2275.62 2830.27 3384.93 3939.48 4494.14 5048.70 5603.36 4 705.84 1354.57 2003.26 2651.94 3300.63 3949.31 4598.00 5246.68 5895.36 6544.04 5 790.33 1523.40 2256.55 2989.61 3722.76 4455.91 5188.97 5922.12 6655.18 7388.34 6 867.49 1677.70 2487.95 3298.10 4108.34 4918.59 5728.84 6539.08 7349.34 8159.59 7 938.58 1820.06 2701.49 3582.91 4464.34 5345.77 6227.19 7108.71 7990.14 8871.57 8 1004.75 1952.39 2899.98 3847.68 4795.26 5742.87 6690.46 7638.06 8585.65 9533.25 9 1066.63 2076.03 3085.45 4094.85 5104.17 6113.58 7123.00 8132.41 9141.84 10151.24 10 1124.54 2191.81 3259.12 4326.43 5393.73 6461.04 7528.34 8595.66 9662.96 10730.26 15 1366.93 2676.51 3986.21 5295.82 6605.52 7915.12 9224.82 10534.43 11844.13 13153.74 20 1549.63 3042.10 4534.55 6027.01 7519.45 9011.99 10504.46 11996.90 13489.35 14981.80 25 1759.39 3461.63 5163.84 6865.97 8568.18 10270.42 11972.58 13674.83 15377.08 17079.23 Ta có đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Ucđ(t) và đặc tính phi tuyến V–S của chuỗi sứ . 0 5000 10000 15000 20000 25000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 U(KV) t(s) a=90(kA/s) a=80(kA/s) a=100(kA/s) a=60(kA/s) a=70(kA/s) a=50(kA/s) a=40(kA/s) a=30(kA/s) a=20(kA/s) a=10(kA/s) V - S Hình 3 – 10: Đồ thị Ucđ(a,t) Từ đồ thị này ta xác định được các cặp thông số (Ii,ai) là giao của đường cong Ucđ(a,t) và đặc tuyến V - S. Dựa vào các cặp thông số này ta xác định được đường cong nguy hiểm I = f(a) từ đó xác định được miền nguy hiểm và xác suất phóng điện . Bảng 3-12: Đặc tính xác suất phóng điện ( Rc=10) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 8.75 3.18 1.71 1.12 0.83 0.61 0.57 0.41 0.38 0.24 87.5 63.6 51.3 44.8 41.5 36.6 39.9 32.8 34.2 24 0.0350 0.0874 0.1401 0.1797 0.2039 0.2460 0.2168 0.2846 0.2697 0.3987 0.3995 0.1596 0.0638 0.0255 0.0102 0.0041 0.0016 0.0006 0.0003 0.0001 0.2399 0.0959 0.0383 0.0153 0.0061 0.0024 0.0010 0.0004 0.0002 0.0001 0.0084 0.0084 0.0054 0.0027 0.0012 0.0006 0.0002 0.0001 4E-05 4E-05 Suất cắt điện của đường dây khi sét đánh vào đỉnh cột: (lần/100km.năm). SUẤT CẮT TỔNG CỘNG DO SÉT ĐÁNH VÀO ĐƯỜNG DÂY. Suất cắt điện do sét đánh vào đường dây. (lần/100km.năm) Chỉ tiêu chống sét của đường dây tải điện. (năm/1lần cắt điện). *Trường hợp 2: Rc=15 Tương tự như trường hợp Rc= 10 ta có các kết quả sau : a).Suất cắt do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn (lần/100km.năm) b). Suất cắt do sét đánh vào khoảng vượt. Khi sét đánh vào khoảng vượt của dây chống sét, để đơn giản cho tính toán ta giả thiết sét đánh vào chính giữa khoảng vượt, dòng điện sét chia đều sang hai bên như hình vẽ. hc=22,8m A B C A h c=22,8m i s /2 i s /2 C B A Hình 3. 11: Sét đánh vào khoảng vượt dây chống sét. Lấy với dạng sóng xiên góc. Lúc này trên dây chống sét và mỗi cột sẽ có dòng điện là . Khi tính toán ta cần tính với các giá trị khác nhau của dòng điện sét. Khi sét đánh vào khoảng vượt của dây chống sét thì đường dây tải điện sinh ra các điện áp là: Điện áp tác dụng lên cách điện không khí giữa dây dẫn và dây chống sét. Điện áp tác dụng lên cách điện của chuỗi sứ. Nếu các điện áp này đủ lớn thì sẽ gây ra phóng điện sét trên cách điện làm cắt điện trên đường dây. Suất cắt điện do quá điện áp tác dụng lên cách điện không khí giữa dây dẫn và dây chống sét (ta xét với pha B hoặc C vì hệ số ngẫu hợp của 2 pha này nhỏ hơn pha của pha A). (3-39) Trong đó: Kvq: hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn và dây chống sét có kể đến vầng quang. a: độ dốc dòng điện sét. l: khoảng vượt của đường dây. Từ đó ta có thể tính được xác suất phóng điện,xác suất hình thành hồ quang,suất cắt điện trong trường hợp này. Trong thiết kế và thi công đường dây, thường chọn khoảng cách giữa các dây đủ lớn để tránh chạm dây nên khả năng xảy ra phóng điện trong trường hợp này ít xảy ra và dù có xảy ra thì xác suất hình thành hồ quang cũng rất nhỏ. Vì vậy suất cắt trong trương hợp này có thể bỏ qua. Suất cắt điện do quá điện áp tác dụng lên chuỗi sứ. Điện áp tác dụng lên chuỗi sứ khi sét đánh vào khoảng vượt của dây chống sét là: (3-40) Trong đó: Ulv là điện áp làm việc. (3-41) Uc(t): điện áp tại đỉnh cột. (3-42) Với dạng sóng xiên góc,xét với thời gian thì: (3-43) Ta có: Rc là điện trở nối đất cột điện. Lc: điện cảm thân cột Kvq: hệ số ngẫu hợp có kể đến ảnh hưởng của vầng quang pha B(C) với dây chống sét Thay vào công thức 3-43 ta có: Theo 3-18 thì: Ta thấy Ucđ(t) = f(a,t). Vì vây ta cần kiểm tra với nhiều giá trị a, t như sau a = 10, 20, 30, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100(kA/). t = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20,25(). Ta có bảng sau : Bảng 3-13: Giá trị Ucđ(a,t) tác dụng lên chuỗi sứ (Rc=15) a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 156.7 256.1 355.6 455.0 554.5 653.9 753.4 852.8 952.3 1051.8 2 198.7 340.1 481.6 623.0 764.5 905.9 1047.4 1188.8 1330.3 1471.8 3 240.7 424.1 607.6 791.0 974.5 1157.9 1341.4 1524.8 1708.3 1891.8 4 282.7 508.1 733.6 959.0 1184.5 1409.9 1635.4 1860.8 2086.3 2311.8 5 324.7 592.1 859.6 1127.0 1394.5 1661.9 1929.4 2196.8 2464.3 2731.8 6 366.7 676.1 985.6 1295.0 1604.5 1913.9 2223.4 2532.8 2842.3 3151.8 7 408.7 760.1 1111.6 1463.0 1814.5 2165.9 2517.4 2868.8 3220.3 3571.8 8 450.7 844.1 1237.6 1631.0 2024.5 2417.9 2811.4 3204.8 3598.3 3991.8 9 492.7 928.1 1363.6 1799.0 2234.5 2669.9 3105.4 3540.8 3976.3 4411.8 10 534.7 1012.1 1489.6 1967.0 2444.5 2921.9 3399.4 3876.8 4354.3 4831.8 15 744.7 1432.1 2119.6 2807.0 3494.5 4181.9 4869.4 5556.8 6244.3 6931.8 20 954.7 1852.1 2749.6 3647.0 4544.5 5441.9 6339.4 7236.8 8134.3 9031.8 25 1164.7 2272.1 3379.6 4487.0 5594.5 6701.9 7809.4 8916.8 10024.3 11131.8 Đồng thời ta cũng có bảng đặc tính V-S của chuỗi sứ như sau(Tra tài liệu hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp). Bảng 3-14: Đặc tính phóng điện của chuỗi sứ(Rc=15) t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 U 1330 1200 1200 1120 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 Dựa vào bảng 3-12 và 3-13 ta vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Ucđ(t) và đặc tính phi tuyến V – S của chuỗi sứ . 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 t(s) U(KV) a=10(kA/s) a=20(kA/s) a=100(kA/s) a=90(kA/s) a=80(kA/s) a=70(kA/s) a=60(kA