Bảo vệ chống sét cho đường dây tải điện ppt

KỸ THUẬT CAO ÁP
CHƯƠNG VI:
BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG
DÂY TẢI ĐIỆN
NỘI DUNG CHÍNH
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUAN ĐỂ TÍNH CHỈ
TIÊU CHỐNG SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY TẢI
ĐIỆN
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT
3. SÉT ĐÁNH CẢM ỨNG
4. SÉT ĐÁNH TRÊN ĐƯỜNG DÂY CÓ DÂY
CHỐNG SÉT
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
A) Số lần sét đánh vào đường dây tải điện trên không:
2
3
h h f= −
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
h
f
3B h
=
3B h
=
L
h
2
6. . ( )F h L km=

DIỆN TÍCH THU SÉT CỦA DÂY DẪN
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
A) Số lần sét đánh vào đường dây tải điện trên không:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
2
6. . ( )F h L km=
DIỆN TÍCH THU SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY
3B h
=
3B h
=
L
h
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
A) Số lần sét đánh vào đường dây tải điện trên không:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
2
(6. ). ( )F h s L km
= +
DIỆN TÍCH THU SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY
h
L
3B h
=
3B h
=
S
s

1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
A) Số lần sét đánh vào đường dây tải điện trên không:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
MẬT ĐỘ SÉT TRUNG BÌNH TRONG MỖI NGÀY CÓ DÔNG SÉT, m
( lần/(ngày sét. Km
2
)): SỐ LẦN SÉT ĐÁNH TRÊN 1 KM
2
TRONG 1
NGÀY SÉT
SỐ NGÀY CÓ DÔNG SÉT TRUNG BÌNH TRONG NĂM, n ( ngày
sét/năm)
N = F.m.n ( Lần / năm)
mxn: SỐ LẦN SÉT ĐÁNH TRÊN 1Km
2
TRONG 1 NĂM
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
B) Số lần sét đánh gây phóng điện trên cách điện đường
dây:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
Khi sét đánh vào đường dây, phóng điện trên cách điện chỉ xảy
ra khi quá điện áp đặt lên cách điện đường dây vượt quá mức
cách điện xung ( U
0,5
) của đường dây.
Dòng sét có biên độ và độ dốc đầu sóng tương ứng với quá điện
áp bằng mức cách điện xung của đường dây được gọi là mức
chịu sét hay mức bảo vệ chống sét của đường dây: i

bv
và a
bv
.
{ }
{ }
0,5p qa bv
v p u U p i i= ≥ = ≥
XÁC SUẤT GÂY RA PHÓNG ĐIỆN TRÊN CÁCH ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY:
.
p p
N N v
=
SỐ LẦN SÉT ĐÁNH GÂY PHÓNG ĐIỆN TRÊN CÁCH ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY:
(lần/năm)
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
C) Số lần sét đánh gây cắt điện đường dây:
50 30 20 10
η(chuỗi sứ) 0,6 0,45 0,25 0,1
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
Cắt điện đường dây chỉ xảy ra khi khi phóng điện tia lữa xung
chuyển thành phóng điện hồ quang ổn định, được duy trì bởi
điện áp làm việc của đường dây.
Xác suất hình thành hồ quang ổn định η phụ thuộc vào nhiều
yếu tố ( công suất nguồn, điều kiện khí tượng…) trong đó
gradient điện áp dọc theo chiều dài cách điện đóng vai trò quan
trọng nhất. Gradient điện áp càng cao thì điều kiện chuyển thành
hồ quang ổn định càng thuận lợi.
dm

( / )
3
lv
cd
U
E kV m
l
=
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
C) Số lần sét đánh gây cắt điện đường dây:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
Đối với đường dây cột thép:
•
Đường dây từ 220kV trở xuống: η=0,7
•
Đường dây từ 330kV trở lên: η=1
2
1,5.( 4).10
lv
E
η
−
= −
Đối với đường dây cột gỗ và các khoảng cách không khí lớn:
dm
( / )
3
lv
pd

U
E kV m
l
=
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
C) Số lần sét đánh gây cắt điện đường dây:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
.
c p
N N
η
=
(lần / năm)
Để so sánh khả năng chịu sét của các đường dây có thông
số khác nhau, đi qua các vùng có hoạt động sét khác nhau,
ta sét đến khái niệm n
c
: Số lần sét đánh gây cắt điện trên
100km đường dây.
100
.
c c
n N
L
=
(lần / năm)
1. ĐƯỜNG LỐI TỔNG QUÁT ĐỂ TÍNH TOÁN
CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT:
D) Chỉ tiêu chống sét của đường dây:

CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
1
c
M
n
=
(năm / lần)
M: Là khoảng thời gian trung bình giữa hai lần
cắt điện liên tiếp do sét gây ra
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
A) Phân bố dòng:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
dd
dd s
2
s
s
Z
I I
Z Z
=
+
Khi sét đánh vào dây dẫn, phân bố của dòng có
dạng như sau:
Z dd
I
dd
Z s
I

Z dd
I
dd
I
s
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
B) Đường dây cột thép (hay bêtông cốt thép):
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính trực
tiếp nối đất:
dd
dd dd dd
.
.
2
s
s
dd s
Z Z
U Z I I
Z Z
= =
+
dd
dd
.
2
s
k k s

dd s
Z Z
Z U Z I
Z Z
= ⇒ =
+
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
B) Đường dây cột thép (hay bêtông cốt thép):
0,5( )
0,5( )
.
k s cs
cs
s bv
k
Z I U
U
I I
Z
⇔ ≥
⇔ ≥ =
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính trực
tiếp nối đất:
Điều kiện để xảy ra phóng điện qua chuỗi sứ của
đường dây là:
dd 0,5( )cs
U U
≥

2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
B) Đường dây cột thép (hay bêtông cốt thép):
{ }
{ }
dd 0,5( ) sp cs bv
p U U p I I
υ
= ≥ = ≥
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính trực
tiếp nối đất:
Xác suất xảy ra phóng điện trên chuỗi sứ là:
/ 26
/13
bv
bv
I
p
I
e
e
υ
−
−

⇔ =


, Vùng đồng bằng

, Vùng đồi núi
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
B) Đường dây cột thép (hay bêtông cốt thép):
A
. .
.
. .
B dB A x s
x s
C dC A x s
U k R I
U R I
U k R I
−
−
=

= ⇒

=

CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.2) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính cách ly:
R
x
AC B
max
max min min
(1 ). .

(1 ). .
max( ; )
(1 ). . , min( ; )
cdB dB A x s
cdC dC A x s
cd cdB cdC
cd d x s d dB A dC A
U k R I
U k R I
U U U
U k R I k k k
−
−
− −
= −

⇒

= −

⇒ =
⇒ = − =
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
B) Đường dây cột thép (hay bêtông cốt thép):
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.2) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính cách ly:
R
x
AC B

max 0,5( )
0,5( )
min
(1 ).
cd cs
cs
s bv
d x
U U
U
I I
k R
≥
⇔ ≥ =
−
Điều kiện để xảy ra phóng điện qua chuỗi
sứ của 1 trong 2 pha còn lại là:
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
B) Đường dây cột thép (hay bêtông cốt thép):
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.2) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính cách ly:
R
x
AC B
Xác suất để xảy ra phóng điện trên chuỗi
sứ của 1trong 2 pha còn lại là:
/ 26
/13
bv

bv
I
p
I
e
e
υ
−
−

⇔ =


, Vùng đồng bằng
, Vùng đồi núi
{ }
{ }
cdmax 0,5( ) sp cs bv
p U U p I I
υ
= ≥ = ≥
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
0,5( ) 0,5( )
wood
a cs A
U U h E
= +
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

C.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp:
AC B
(a)
A
.
. ;
2
dd s
k s k
dd s
Z Z
U Z I Z
Z Z
= =
+
Phóng điện theo đường (a): Pha – Đất
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
B.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp:
AC B
(a)
A 0,5( )
0,5( )
( )
a
a
s bv a
k

U U
U
I I
Z
≥
⇔ ≥ =
Phóng điện theo đường (a): Pha – Đất
Điều kiện để phóng điện xảy ra là:
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
{ } { }
0,5( ) ( )p A a s bv a
p U U p I I
υ
= ≥ = ≥
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
C.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp:
AC B
(a)
Phóng điện theo đường (a): Pha – Đất
Xác suất gây ra phóng điện trên cách
điện đường (a) là:
( )
( )
/ 26
/13
bv a
bv a
I

p
I
e
e
υ
−
−


⇔ =



, Vùng đồng bằng
, Vùng đồi núi
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
C.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp:
AC B
(b)
Phóng điện theo đường (b): Pha – Pha
0,5( ) 0,5( )
2.
wood
a cs AB
U U l E= +
AB
.

(1 ). . ;
2
dd s
d k s k
dd s
Z Z
U k Z I Z
Z Z
= − =
+
l
AB
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
C.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp:
AC B
(b)
Phóng điện theo đường (b): Pha – Pha
l
AB
AB 0,5( )
0,5( )
( )
(1 ).
b
b
s bv b
d k

U U
U
I I
k Z
≥
⇔ ≥ =
−
Điều kiện để phóng điện xảy ra là:
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
C.1) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp:
AC B
(b)
Phóng điện theo đường (b): Pha – Pha
l
AB
{ } { }
0,5( ) ( )p AB b s bv b
p U U p I I
υ
= ≥ = ≥
Xác suất gây ra phóng điện trên cách
điện đường (b) là:
( )
( )
/ 26
/13
bv b

bv b
I
p
I
e
e
υ
−
−


⇔ =



, Vùng đồng bằng
, Vùng đồi núi
2. SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY
KHÔNG CÓ DÂY CHỐNG SÉT:
C) Đường dây cột gỗ:
CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
C.2) Đường dây thuộc hệ thống có trung tính cách ly:
Chỉ xét phóng điện theo đường Pha – Pha
AC B
(b)
l
AB