đồ án tốt nghiệp môn cao áp, chương 15 pps

Chng 15:
Tính xác suất phóng điện
Tính thành phần điện áp U
d
c-
(t):

















84,32.84,4.84,18.)3,01(
)84,32.90).(84,4.90().84,18.90(
ln.
3,0
.14.1,0
.
14
84,18.224,0

1)(
2
ttt
a
tU
d
cu
Kết quả tính toán giá trị của U
d
c-
(t) ứng với các giá trị của :
a = 10 , 20 , 30 , 40 , 50 , 60 , 70 , 80 , 90 , 100(KA/
s)
t = 0,5 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 (
s )
Đ-ợc ghi ở bảng sau :
t
a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 159 213 268 322 367 431 485 539 594 648
20 261 370 478 587 696 805 913 1022 1131 1240
30 363 526 689 852 1015 1179 1342 1505 1668 1831
40 465 682 900 1118 1335 1550 1770 1988 2205 2423
50 567 839 1111 1383 1655 1927 2198 2470 2742 3014
60 669 995 1322 1648 1975 2300 2627 2953 3279 3606
70 771 1152 15321 1913 2294 2675 3055 3436 3816 4197
80 873 1308 1743 2178 2613 3048 3483 3918 4353 4789
90 975 1465 1954 2444 2933 3428 3912 4401 4891 5380
100 1077 1621 2165 2709 3253 3796 4340 4884 5428 5971
B¶ng III_5 : Gi¸ trÞ tÝnh to¸n U
d

c-
(t) øng víi c¸c gi¸ trÞ cña a
vµ t
Ta tÝnh M
dd
(t) ,M
cs
(t) víi c¸c kho¶ng chia nhá cña thêi gian :











1
84,4
84,32
ln
14.2
84,4
84,32).3,01(
84,32.90
ln14.2,0)(
t
tM

dd










1
84,4
84,32
ln
84,18.2
84,4
84,32).3,01(
84,32.90
ln84,18.2,0)(
t
tM
cs
B¶ng (III –6): Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña M
dd
(t) , M
cs
(t):a
t(
s)

0,5 1 1,3
3
2 3 4 5 6 7 8 9 10
M
dd
(
t)
5,1
1
6,8
3
7,6
5
8,9
0
10,
2
11,
2
12,
0
12,
6
13,
2
13,
7
14,
1
14,

5
M
cs
(t
)
3,5
5
4,8
3
5,4
3
6,3
7
7,3
6
8,0
9
8,6
6
9,1
4
9,5
5
9,9
1
10,
2
10,
5
Tõ kÕt qu¶ trong b¶ng ( III- 4 ) ta tÝnh i

c
(t); di
c
/dt theo a vµ R víi 2
kho¶ng thêi gian lµ t
 1,33 s vµ t  1,33s.
a/ Víi t
 1,33s ta tÝnh i
c
(t) ; di
c
/dt theo c«ng thøc (III–49) vµ
c«ng thøc (III–50)

7,18
)(.2
.46,402
10.246,402
)(
7,18
304,11.2
10.246,402
;
)(.2
.
2
)(
1
1
tM
t
a
ti
tM
tZ
RZ
a
ti
cs
c

cs
vq
cs
c
vq
cs
c


a
a
RZ
Za
dt
di
c
vq
cs
vq
csc
.953,0
10.246,402
46,402.
.2
.

b/ Với t 1,33s ta xác định i
c
(t) và di
c
/dt theo công thức (
III 49 ) và (III 50):



)1.()(28,348
10
.
2
)(
054,0
)1.(
.2
)(
.054,0
2
.
)(.2
2
t
csc
t
tMcs
c
c
etM

a
ti
eL
R
a
ti
cs









)](28,348[
304,11.28,348
.
)(2.
2
,
.054,0
.
2
tM
ea
tML
LL
ea

dt
di
cs
t
cscs
c
cscs
t
c








Cho biên độ dòng sét nhận các giá trị khác nhau từ 10 đến
100kA chúng ta tính đ-ợc điện áp đặt lên cách điện của đ-ờng dây.
Từ bảng (III-9) vẽ dồ thị U
cd
(t , a) và đặc tính (v - s) ta d-ợc
các giá trị T
i
và các số liệu tính toán ở bảng (III 10).
* T-ơng tự nh- phần sét đánh vào khoảng v-ợt ta đ-ợc :
- Xác suất phóng điện V
pđ
là xác suất mà tại đó có các cặp thông
số (I

i
;a
i
) thuộc miền nguy hiểm


N)I;a(PV
pd


- Các cặp số (I
i
; a
i
) nằm trong miền giới hạn nguy hiểm thì sẽ
xảy ra phóng điện. Do đó xác suất phóng điện trên cách điện chính
là xác suất để cho cặp số (I
i
; a
i
) thuộc miền nguy hiểm.
dV
pđ
= P (a a
i
) P (I I
i
). (
III 33 )
Trong đó:

+ P(I
I
i
): là xác suất để cho dòng điện I lớn hơn giá trị dòng
điện I
i
nào đó.
+ P(a
a
i
): là xác suất để cho độ dốc a lớn hơn giá trị a
i
nào đó
để gây ra phóng điện
P(a
a
i
) = P( a
i
da a a
i
+ da ) = dVa
Với:

i
,
a
a
aaPeV
i

910
Thay vào biểu thức ( 2 34 ) đ-ợc:
dV
pđ
= V
i
.dV
a



1
0
aIpd
dV.VV
Bằng ph-ơng pháp sai phân xác định đ-ợc:



n
1i
aiIipd
VVV
Với :
9,10
a
a
1,26

I
I
ii
eV;eV


Do trong tính toán về đ-ờng cong thông số nguy hiểm ta chỉ
tính với 10 giá trị của a và I nên phải tiến hành ngoại suy để phủ
kín các giá trị của chúng.
Ta có kết quả số liệu của V
pđ
tính nh- sau :
(III34
)
a
( kA/

s)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ii (kA)

64 55,4 51 48 45 43 37,5 32 24 17 0
VIi
0
0,08
6
0,12 0,14
2
0,15

9
0,17
8
0,19
3
0,23
8
0,29
3
0,39
9
0,52
1
1
Vai
1
0,4 0,16 0,06
4
0,02
6
0,01
0
0,00
4
0,00
24
0,00
16
0,00
065

0,00
026
0
Vai =
Vai
Va+i
0,6
0,24
1
0,09
5
0,03
8
0,01
6
0,00
6
0,00
2
0,00
1
0,00
07
0,00
02
0,00
01
0
Vai.
ai

V
0 0,02
60
0,01
15
0,00
55
0,00
25
0,00
11
0,00
005
0,00
023
0,00
011
0,00
007
0,00
005
0

Bảng III_10 : Kết quả xác xuất phóng điện
Từ bảng (III 10) ta tính đ-ợc V
pđ
= 0,05509
Tính suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột:
n
c

= N
c
. V
pđ
. (lần / 100km. năm )
N
c
= N / 2 = 120 / 2 = 60
Vậy:
n = 60. 0,05509. 0,48 = 1,5866 ( lần / 100km. năm ).
III.3- Tính suất cắt tổng do sét đánh vào
đ-ờng dây tải
điện 110kV.
Suất cắt toàn bộ đ-ờng dây khi có sét đánh trực tiếp đ-ợc xác
định bởi:
n = n
dd
+ n
kv
+ n
đc
(lần /100km.năm)
Ta đã tính đ-ợc suất cắt n
dd
; n
kv
; n
đc
ở các phần trên:
n = 0,04646+ 0,0314 + 1,5866= 1,66446 (lần/100km.năm)

III.4- Tính chỉ tiêu chống sét cho đ-ờng dây
tải điện110kV
Chỉ tiêu chống sét cho đ-ờng dây là số năm vận hành an toàn
giữa hai lần sự cố liên tiếp, ta đã tính đ-ợc suất cắt đ-ờng dây khi
bị sét đánh:

60080,0
66446,1
11

n
m (Năm / lần sự cố )
Nhận xét:
Sau khi tính toán suất cắt cho đ-ờng dây tải điện 110kV ta thấy:
- Suất cắt của đ-ờng dây do sét đánh vòng qua dây chống sét
vào dây dẫn không phụ thuộc vào trị số điện trở nối đất của cột
điện, nh-ng lại phụ thuộc vào góc bảo vệ
, do đó để giảm số lần
cắt điện do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn thì phải
giảm góc bảo vệ
.
- Khi sét đánh vào khoảng v-ợt thì khả năng phóng điện trên
cách điện của đ-ờng dây phụ thuộc vào trị số của điện trở nối đất.
Nếu điện trở nối đất nhỏ thì khả năng phóng điện là rất ít vì khi sét
đánh vào dây chống sét trong khoảng v-ợt sẽ gây ra các sóng quá
điện áp truyền về cột điện, sóng này gặp điện trở nối đất nhỏ nên
điện áp đi vào bộ phận nối đất đ-ợc giảm thấp.
- Khi sét đánh vào đỉnh cột thì phần lớn dòng điện sét sẽ đi vào
hệ thống nối đất của cột điện. Phần còn lại sẽ theo dây chống sét đi
vào hệ thống nối đất của cột điện bên cạnh. Do vậy trị số của điện

trở nối đất ảnh h-ởng lớn đến trị số điện áp tác dụng lên cách điện
của đ-ờng dây.
Vậy để giảm số lần cắt điện đ-ờng dây do sét thì phải giảm điện
trở nối đất của cột điện và tăng c-ờng cách điện cho đ-ờng dây.
Lời kết
Qua việc tính toán và thiết kế cho hệ thống cao áp của trạm
biến áp Văn ĐIún 110/22 kV thì ta đã thấy đ-ợc việc đảm bảo yêu
cầu kỹ thuật trong khi thiết kế là hết sức quan trọng , vì đây là hệ
thống nhằm bảo vệ cho sự an toàn của thiết bị trong trạm cũng nh-
ng-ời vận hành
Từ việc bố trí các cột thu lôI sao cho hợp lý nhất , nối đất an toàn
cũng nh- nối đất chống sét và việc tính toán các trạng tháI khi sét
đánh vào đ-ờng dây tảI đIện