bảo vệ quá điện áp thiên nhiên

1. Theo kết cấu của mạng ng ời ta phân ra 2 loại:
- Quá điện áp ngang
- Quá điện áp dọc
2. Theo nguyên nhân phát sinh ng ời ta cũng chia
quá điện áp ra làm 2 loại:
2.1. Quá điện áp nội bộ
-Quá điện áp thao tác
- Quá điện áp cộng h ởng
Ch ơng 8
Bảo vệ quá điện áp thiên nhiên
Đ 8-1 Khái niệm chung

2.2. Quá áp thiên nhiên
20%
U (kV)
t (s)
1
2
Đ ờng 1 là đặc tính V-s của thiết bị đ ợc bảo vệ
Đ ờng 2 là đặc tính V-s của thiết bị bảo vệ

8-2 Qu¸ ®iÖn ¸p thiªn nhiªn vµ tham sè
cña sÐt
I. Sù h×nh thµnh sÐt.

H×nh 8 - 2. Qu¸ tr×nh h×nh thµnh cña sÐt
a) H×nh thµnh m©y gi«ng víi nh÷ng vïng mang ®iÖn
tÝch tr¸i dÊu.
b) Dßng tiªn ®¹o ph¸t triÓn (0,005÷0,01)s.
c) Phãng ®iÖn chñ yÕu (50÷100)µs.

d) LoÐ s¸ng cuèi sÐt (0,03÷0,05)s.
1
2
1
2
3
1
3
a)
1
i
s
t
i
s
t
b)
i
s
t
c)
i
s
t
d)

Dòng phóng điện
chủ yếu
50 ữ 100 às
Dòng tiên

đạo
0,005 ữ 0,01s
Loé sáng
cuối sét
0,03 ữ 0,05 s
Xung thứ nhất
Xung thứ
hai
Xung thứ
ba
Hình 8- 3. Sự phóng điện của sét.
a.Hình ảnh về sự loé sáng của phóng điện sét nhận đ ợc
trong buồng ảnh.
b.Sự biến thiên theo thời gian của dòng điện sét.
Tiên đạo
từng
bậc
Tiên
đạo
mũi tên
a)
b)

III. Các tham số cơ bản của sét.
1. Thời gian tồn tại sóng của sóng sét.
2. Biên độ của phóng điện sét Imax và Umax
3. Độ dốc đầu sóng của sóng sét a
t
s
d

di
a =
4. Chỉ tiêu ngày sét nng.s
IV. Hiệu ứng của sét
1. Hiệu ứng nhiệt và cơ
2. Hiệu ứng điện từ

8-3 B¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p cho ® êng
d©y t¶i ®iÖn
1. B¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp vµo
® êng d©y trªn kh«ng.
Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét d©y chèng sÐt ® îc tÝnh to¸n qua
hai th«ng sè lµ hx vµ bx
ë ®é cao
P
h
h
1 h6,0b h
3
2
h
x
xx






−=⇒>

ë ®é cao
P
h8,0
h
1 h2,1b h
3
2
h
x
xx






−=⇒<
NÕu h ≤ 30m th× P = 1.
NÕu h > 30m th×
h
5,5
h
30
P ≈=


0,6 h
0,6 h
0,6 h
0,6 h

0,2 h
h
h
x
2h/3
2b
x
H×nh 8- 7a.
Gãc b¶o vÖ vµ ph¹m vi b¶o vÖ
cña mét d©y chèng sÐt

0,6 h
0,6 h

h
x
2h/3
0,2 h
h
0,6 h
0,6 h
a
R
h
0
∆h = a/4
b
x
b
x

a
H×nh 8- 7b.Gãc b¶o vÖ vµ ph¹m vi b¶o vÖ
cña hai d©y chèng sÐt
h
a
∆h = a/4
α
α
o o

2. Bảo vệ chống tác hại của sóng sét
khi đã xâm nhập vào đ ờng dây trên không.
3. Trang bị nối đất:
Điện trở nối đất của dây chống sét
Rxk = xk.Rđ
Rxk 10.

8-4 B¶o vÖ chèng sÐt cho tr¹m biÕn ¸p
I. B¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp.
1. Cét thu sÐt (cét thu l«i).
2. Ph¹m vi b¶o vÖ cña cét thu sÐt.
a) Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét cét thu sÐt ®øng riªng rÏ.

0,75 h
0,75 h
0,75 h
0,75 h
0,2 h
h
h

x
R
x
2h/3
H×nh 8-8. Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét cét thu sÐt

P
h
h
1 h75,0R h
3
2
h
x
xx






−=⇒>
P
h8,0
h
1 h5,1R h
3
2
h
x

xx






−=⇒<
h
30
ë ®é cao
ë ®é cao
Víi h ≤ 30m th× P = 1.
h > 30m th× P =
NÕu
67,2
R
h
x
x
≤
th×
5,1
h9,1R
h
xx
+
=
NÕu
67,2

R
h
x
x
>
th×
75,0
h75,0R
h
xx
+
=

b) Phạm vi bảo vệ của cột thu sét kép
tạo bởi hai cột thu sét cao bằng nhau
Bán kính của cung tròn xác định bằng công thức:
R = H - h0 = 4h - h0.
h
0
= 4h -
22
a25,0h9 +
2
0
2
0
a0357,0h183,0h571,0h ++=
ở độ cao
P
ho

h
1 h75,0Ro h
3
2
h
x
xx






=>
ở độ cao
P
ho8,0
h
1 h5,1Ro h
3
2
h
x
xx

=<

H×nh 8- 9. Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai cét
chèng sÐt cao b»ng nhau

0,75
h

0,75
h

R
x

h
x
2h/3
0,2
h
h

0,75
h

0,75
h

R
x
a

2b
x
R
h
0
∆h
h
0

0,75h
o
1,5h
o
h
h

ph¶i tho¶ m·n ®iªï kiÖn:
28
h
a
≤
®Ó cho b
x
> 0.
d)Ph¹m vi b¶o vÖ cña nhiÒu cét thu sÐt kÕt hîp.
H×nh 8- 11. Ph¹m vi b¶o vÖ cña 3 cét chèng sÐt
1
3
b

x31
a
23
a
31
r
x1
r
x3
D
2
r
x2
a
12
b
x23
b
x12

2
r
x2
1
r
x1
4
r
x4
3

r
x3
D
a12
a
23
a
34
a
41
b
x4
1
b
x3
4
b
x2
3
b
x1
2
H×nh 8- 12. Ph¹m vi b¶o vÖ cña 4 cét chèng sÐt

Phạm vi ở phía trong tam giác hoặc đa giác
hoàn toànđ ợc bảo vệ với điều kiện:
D 8 (h - hx ) với h 30m.
D (h - hx )P với h > 30m.
3. Một số điểm cần chú ý khi bảo vệ chống
sét đánh trực tiếp.

TBĐ
H
S
kk
S
đ
Cột thu sét
Hình 8 - 13. Khoảng cách giữa cột thu sét và vật đ
ợc bảo vệ

S
kk
0,3.R
xk
+ 0,1.

S
đ
0,5.R
xk
II. Bảo vệ chống sét lan truyền từ đ ờng
dâyvào trạm.
1. Khe hở phóng điện.
Hình 8- 14. Sơ đồ mắc khe hở chống sét kiểu sừng
1- Dây pha; S
1
- Khe hở bảo vệ; S
2
- Khe hở phụ; 2- Dây tiếp địa
2

1
S
1
S
2

2. Chèng sÐt èng. (CsO hay PT).
H×nh 8- 15. CÊu t¹o cña chèng sÐt èng
1- èng sinh khÝ; 2 - §iÖn cùc thanh; 3- §iÖn cùc h×nh
xuyÕn; 4- D©y tiÕp ®Þa.
DDK
2
’’
S
2
S
1
4
1
2
2
’
3
hå
quang
lËp
lµ
xµ cao
thÕ
n¾p

kÝn

3. Chèng sÐt van. (CSV hay PB)
H×nh 8-16. CÊu t¹o vµ s¬ ®å nguyªn lý
cña chèng sÐt van.
a)
b)
c)
12
2
1
3
r
r
r
R

H×nh 8-17. §Æc tÝnh V-A cña
®iÖn trë Vilit
α = 1 - §iÖn trë th«ng th
êng
α = 1 - §iÖn trë lý t ëng
0 < α < 1 - §iÖn trë Vilit

i
U
α = 0
α = 1
0 < α < 1
U

R
0 < α < 1
H×nh 8-18. §Æc tÝnh R = f(U)
cña
®iÖn trë Vilit



c) Các sơ đồ bảo vệ sử dụng chống sét van
bảo vệ cho máy biến áp.
Hình 8-19. Tr ờng hợp chống sét van đặt gần máy
biến áp
Z
S
U(t)
2
2
U
PB
U
2
BA

H×nh 8- 20. Tr êng hîp chèng sÐt van ®Æt xa m¸y
biÕn ¸p
U(t)
2
l
PB (CSV)
MBA

III. B¶o vÖ chèng sÐt lan truyÒn tõ ® êng
d©y vµo tr¹m biÕn ¸p (35÷110)kV
H×nh 8- 22. S¬ ®å b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p thiªn nhiªn
cho
tr¹m m¸y biÕn ¸p (35÷110) kV
l = (1÷2) km
PT 1 (CSO 1)
PB (CSV)
PT 2 (CSO 2)
MC
TBA