đồ án tốt nghiệp môn cao áp, chương 14 docx

Chng 14:
Thành phần từ của điện áp cảm
ứng
Độ dốc của dòng sét a = (di
c
/dt) có thể coi là một hằng số đối
với mỗi dòng điện sét. Do đó để tính thành phần từ của điện áp cảm
ứng ta phải xác định M
dd
(t).
)46(1ln.
2).1(
.
ln2,0)(
















III

h
H
h
h
H
Htv
htM
dd
dd
dd

4-Xác định suất phóng điện V
pđ
:
Từ các giá trị điện áp giáng trên chuỗi cách điện và từ đặc tuyến
vôn giây của chuỗi sứ ta có các giá trị thời gian xảy ra phóng
điện (t
i
) . Biên độ dòng điện sét nguy hiểm sẽ là: I
i
= a
i
. t
i
Từ đây ta có xác suất phóng điện là:
)47( .
1

IIIVVV
n
i
aIpd
ii
Suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột: n
c
= V
pđ
. N
c
.
III.2.1.2-Trình tự tính toán.
Số lần sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột.
N
c
=N/2 = 120/2 = 60lần /100km.năm
Xác suất hình thành hồ quang:
= 0,48
Xác định V
pđ
:
Để xác định V
pđ
ta phải xác định điện áp đặt trên chuỗi cách
điện khi sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột.
R
c
= 11
L

c
dd
= L
o
.h
dd
= 0,6.14 = 8,4H với L
o
là điện cảm đơn vị dài
thân cột.
v =
.c = 0,3.300 = 90 m/s là vận tốc phóng điện ng-ợc của
dòng điện sét (theo sách h-ớng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ta
có
= 0,3 ; c là vận tốc ánh sáng c = 300m/s).
U
lv
vận tốc trung bình của đ-ờng dây.
kV,
.

U
lv
1757
3
11022



Các thành phần còn lại của điện áp trong công thức ( III 36 )

đều phụ thuộc vào độ dốc a, thời gian t và độ cao của dây dẫn.
1- Điện áp giáng trên chuỗi cách điện của pha A.
a/ Thành phần điện của điện áp cảm ứng:
Thay công thức( III 43 ) vào công thức ( III 44 ) ta có:
)48(
)1(
).).(.() (
ln.
1,0
.
.
1)(
2

III
Hhh
Htvhtvhtv
ah
h
hK
tU
c
c
A
dd
A
dd
cs
d
cu


Trong đó:
+Hệ số ngẫu hợp khi có ảnh h-ởng của vầng quang pha A :
K
A-cs
vq
= 0,224 (đã tính ở III.1.2.4 ).
+ h
cs
=h
c

=18,84m ; h
dd
= h
dd
A
= 14m.
H = h
cs
+ h
dd
= 18,84+14 = 32,84m ;
h = h
cs
h
dd
=18,84-14= 4,84m.
=0,3.
b/ Thành phần từ của điện áp cảm ứng:
dt
di
)t(M
dt
di
.L)t(U
s
dd
c
dd
c
t

cu
;
L
c
dd
= L
o
.h
dd
A
= 8,4 H
a =di
s
/dt : độ dốc đầu sóng của sét
di
c
/dt: tốc độ biến thiên của dòng điện đi trong thân cột có xét
tới sự thay đổi tr-ớc và sau phản xạ của sóng sét từ cột lân cận trở
về.
c/ Điện áp trên dây dẫn gây ra bởi dòng điện sét đi trong dây
chống sét K.U
cs
(t).:
dt
di
).t(M
dt
di
.LR.i)t(U
c

cs
c
cs
csscs

L
c
cs
= L
o
. h
cs
= 11,304H
- Ta phải tìm i
c
và di
c
/dt trong hai tr-ờng hợp:
+ Tr-ờng hợp 1:
Tr-ớc khi có sóng phản xạ từ cột lân cận
về đó là khoảng thời gian t
2.l
kv
/c (l
kv
= 190m là chiều dài
khoảng v-ợt ).
t 2.190 /300 =1,27 s.
Theo công thức ( III 39 ) và ( III 40 ) ta có:

1
2
vq
cs
cs
vq
cs
vq
cs
c
Z
)t(Mt.Z
Z
a
)t(i
c
vq
cs
vq
csc
R.Z

Z.a
dt
di
2

trong đó :
cs
c
c
vq
cs
L.
R.Z
2
2
1


Nhận xét: Khi R; a; t thay đổi thì i
c
(t) và di
c
/dt thay đổi.
+ Tr-ờng hợp 2: Khi có sóng sét phản xạ từ cột lân cận trở về :
Đó là thời gian t > 2.l
kv
hay t > 2.190 /300 = 1,27 s.
Theo công thức ( III 42 ) và ( III 43 ) ta có:

)49( )1.(
2
)(2.
)(
.
2




IIIe
R
tMLa
ti
t
cscs
c

Và :


)50(
2
)(2.
.
2
2

IIIe
R
tMLa
dt
di
t
cscsc


Trong đó:
054,0
304,11.28,348
11.2
.2
.2
2





cs
ccs
c
LL
R

Viết lại biểu thức điện áp trên chuỗi cách điện:
lvcs

d
cu
is
dd
iC
dd
ccccd
U)t(kU)t(U
dt
d
)t(M
dt
d
LRi)t(U

Với di
s
/ dt = a ta có :
)t(M.a
dt
di
LRi)t(U
cs
c
dd
ccccs

Ta có:
lv
d

cu
csddcs
c
dd
c
c
cccd
U)t(U)t(M.K)t(M.(a)L.KL(
dt
di
)K(Ri)t(U
1
Với K là hệ số ngẫu hợp của pha A với dây chống sét có kể đến
ảnh h-ởng của vầng quang K
A-cs
v q
= 0,224
Thay số vào ta có:
17,57)()}(.224,0)(.{
)304,11.224,04,8()224,01()(


tUtMtMa
dt
di
RitU
d
cu
csdd
c

cccd
(III 51)

2 - Điện áp giáng trên chuỗi cách điện của pha B; C.
Với = 0,3; K
B-cs
vq
= 0,147 ; h
dd
= h
dd
B
= 11 m ;
H = h
cs
+ h
dd
B
= 18,84+11=29,84m
h = h
cs
- h
dd
B
= 7,84m
Với pha B,C ta có :
17,57)()}(.147,0)(.{
)304,11.147,06,6()147,01()(
)(

tUtMtMa
dt
di
RitU
d
cu
csdd
c
cc
CB
cd
3- So sánh điện áp giáng trên chuỗi cách điện pha A và pha B.
ở cùng một thời gian tác động và cùng một độ dốc của dòng
điện sét, ở cùng một thời gian tác động và cùng độ dốc của
dòng điện sét, nếu chuỗi cách điện của pha nào có điện áp giáng
lớn hơn thì pha đó có xác suất phóng điện lớn hơn.
Chọn thông số của dòng điện sét tính toán :
t = 3
s; a =10kA/s.
a/ Tính toán với pha A:
Thay t và a vào các công thức:
kVtU
d
cu
4,173)(
22,101
84,4
84,32
ln

84,18.2
84,4
84,32).3,01(
84,323.90
ln84,18.2,0)(
36,71
84,4
84,32
ln.
14.2
84,4
84,32).3,01(
84,323.90
ln14.2,0)(

tM
tM
cs
dd
Thay t ; a đã chọn và R =11 vào công thức ( III 39 ) và ( III
40 ):


skA
e
dt
di
kVeti
c
c

/54,7)22,10.28,348(.054,0.
11.2
.11
55,241.22,10.28,348
11.2
11
)(
3.054,0

3.054,0




Thay các giá trị U
c-
dd
(t); M
dd
(t) ; M
cs
(t) ; i
c
(t) ; di
c
/dt vào ( III 5
0):
U
cđ
A
(t) = (1 - 0,224).11.24,55 + 7,54.(8,4 - 0,224.11,304)+
+ 11. (7,366 + 0,224. 10,22) + 173,4 + 57,17 =
561,8kV
b/Tính toán với pha B:
kVtU
d
cu
25,140)(

53,7)42,10.28,348(
11
.
2
.054,0.11
52,241.42,10.28,348
11.2
11
)(
42,101
84,7
84,29
ln
84,18.2
84,7
84,29.3,1
84,293.90
ln84,18.2,0)(
64,51
84,7
84,29
ln.
11.2
84,7
84,29.3,1
84,293.90
ln11.2,0)(
3.054,0

3.054,0























e
dt
di
eti
tM
tM

c
c
cs
dd
Thay các giá trị vừa tính toán vào công thức ta có:
U
cđ
B
(t) = (1-0,147).11.24,52+7,53.(6,6-
0,147.11,304)+11(5,64+0,147.10,42)
+140,25 + 57,17 =483,23kV.
So sánh điện áp trên cách điện khi đ-ờng dây bị phóng điện ta
thấy:
U
cđ
A
= 561,8kV > U
cđ
B
= 483,23kV. Vậy với cùng một tham số
của dòng điện sét thì chuỗi cách điện của pha A phải chịu điện áp
lớn hơn so với pha B và Pha C. Do đó ta sẽ tính xác suất phóng điện
khi sét đánh vào đỉnh cột với các thông số kỹ thuật của pha A.