Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp

Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Phần I:
Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và nối đất
A.Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp.
B.Tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét của trạm đảm bảo tiêu chuẩn nối
đất an toàn và yêu cầu chống sét khi có dòng điện sét 150 kA, độ dốc 50 kA/
s
à
.
Cấp điện áp 220/110kV
Số ngăn lộ 5
Kích thớc ngăn lộ 17m
Độ cao cần bảo vệ 17m
Sơ đồ nối điện chính 2 thanh góp
Đờng đi Rộng 6 m
Khoảng cách TG-MBA 35 m
Điện trở suất của đất 65 + 0,1. N = 65 + 0,1. 3 = 65,3
m
MặT BằNG trạm biến áp
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
1
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
A-BảO Vệ CHốNG SéT ĐáNH TRựC TIếP
Theo kết cấu của trạm, ta bố trí các cột thu lôi từ 1 đến 13 nh trên hình vẽ. Trong
đó các cột 1, 2, 3 đợc bố trí trên xà cao 17m; các cột 4, 6, 7, 9 trên xà cao 11m; các
cột 10, 11 trên xà cao 7,5m; các cột 12, 13 trên xà cao 9m và các cột 5, 8 bố trí độc
lập.
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
2
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
I-Tính độ cao của các cột thu sét.

*Xét nhóm cột 1, 2, 5, 4 và 2, 3, 6, 5. Đờng kính của vòng tròn ngoại tiếp hai đa
giác này là:
D =
2
2
42,5
23
+
= 48,32 (m)
Để cho toàn bộ diện tích giới hạn bởi hai đa giác này đợc bảo vệ thì: D

8.h
a

)m(04,6
8
32,48
8
D
h
a
===

*Xét nhóm cột 4, 5, 8, 7 và 5, 6, 9, 8:
D =
2 2
42,5 35+
= 55,06 (m)

)m(88,6

8
06,55
8
D
h
a
===
Nh vậy đối với tất cả các cột thu lôi phía 220kV có thể lấy chung một độ cao tác
dụng là:
h
a
=6,88 (m)
Vì độ cao cực đại của vật đợc bảo vệ phía 220kV là 17m nên độ cao của các cột
thu lôi phía 220kV là:
h
1
= h
x
+h
a
= 17 + 6,88 = 23,88 (m)
Ta chọn
)m(24h
1
=
*Xét nhóm cột 7, 8, 10 và 8, 9, 11: Ta tính đợc :
D = 75,4 (m)
trong đó :
( )( )( )
10810787

10810787
aPaPaPP2
a.a.a
D



=
; với
( )
10810787
aaa
2
1
P

++=
)m(4,9
8
4,75
8
D
h
a
===
*Xét nhóm cột 8,10,11:
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
3
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
D = 78,1m

)m(8,9
8
1,78
8
D
h
a
===
*Xét nhóm cột 10, 11, 13, 12:
)m(9,575,3645D
22
=+=

)m(24,7
8
9,57
8
D
h
a
===
Nh vậy đối với tất cả các cột thu lôi phía 110 kV có thể lấy chung một độ cao tác
dụng là
m8,9h
a
=
. Vì độ cao cực đại cần bảo vệ phía 110 kV là 9m nên độ cao của
các cột thu lôi phía 110 kV là :
)m(8,188,99 =+=+= h h h
ax2

Ta chọn
)m(19h
2
=
II-Tính bán kính bảo vệ của các cột thu sét:
1.Các cột phía 220 kV:
*Với độ cao cần bảo vệ là 17(m):
m1624.
3
2
h
3
2
m17h
1x
==>=
Do đó bán kính bảo vệ của 1 cột thu lôi là:
)m(25,5
24
17
1.24.75,0
h
h
1h.75,0r
1
x
1
)220(
1x
=

=








=

2.Các cột phía 110 kV:
*Độ cao cần bảo vệ 9m:
m7,1219.
3
2
h
3
2
m9h
2x
==<=
Do đó :
)m(625,11

19.8,0
9
1.19.5,1
h.8,0
h
1h.5,1r
2
x
2
)110(
x
=






=








=
III- Tính bán kính bảo vệ giữa các cặp cột thu sét liền kề:
1.Các cột thu sét phía 110 kV:

*Xét các cặp cột 10-12 và 11-13 với khoảng cách
m5,36
aa
13111210
==

Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
4
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
- Độ cao giả tởng :
)m(79,13
7
5,36
19
7
a
hh
2o
===
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao
m79,13h
0
=
ở độ cao
m9h
x
=
:
)m(19,979,13.
3

2
h
3
2
m9h
0x
==<=
)m(81,3
79,13.8,0
9
1.79,13.5,1
h.8,0
h
1h.5,1r
0
x
0
)110(
1x0
=






=

=
*Xét cặp cột 12-13 với khoảng cách
m45
a
1312
=

:
- Độ cao giả tởng :
)m(57,12
7
45
19
7
a
hh
20
===
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao
m57,12h
0
=
ở độ cao
m9h
x

=
:
)m(38,857,12.
3
2
h.
3
2
m9h
0x
==>=
)m(68,2)
57,12
9
1.(57,12.75,0)
h
h
1.(h.75,0
0
x
0
)110(
2x0
r
===
*Xét các cặp cột 10-7 và 11-9 với khoảng cách
m72
aa
911710
==

nhng có độ cao
khác nhau
m24h
1
=
(cột 7 và cột 9),
m19h
2
=
(cột 10 và cột 11):
-Xác định khoảng cách cột 7 và cột giả tởng 7:
Tính nh bán kính bảo vệ của cột 7 nhng ở độ cao 19m
)m(1624.
3
2
h.
3
2
m19hh
12x
==>==
)m(75,3)
24
19
1.(24.75,0)
h
h
1.(h.75,0
1

x
1
'77
x
===

-Xác định khoảng cách cột 10 và cột giả tởng 7:
)m(25,6875,372
x
aa
'77
10710'7
===


- Bán kính bảo vệ giữa cặp cột 7 và 10:
(Xác định giống nh bán kính bảo vệ của hai cột đó cao bằng nhau và bằng 19m)
)m(25,9
7
25,68
19
7
hh
a
10'7
20
===

Do đó bán kính bảo vệ của cột giả tởng ở độ cao 9m:
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47

5
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
)m(2,625,9.
3
2
h.
3
2
m9h
0x
==>=
)m(19,0)
25,9
9
1.(25,9.75,0)
h
h
1.(h.75,0
0
x
0
)110(
10'7x0
r
===

2.Các cột thu sét phía 220 kV:
*Xét các cặp cột 1-2 và 2-3 với khoảng cách
)m(5,42
aa

3221
==

- Độ cao giả tởng :
)m(9,17
7
5,42
24
7
a
hh
10
===
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao
m9,17h
0
=
ở độ cao
m17h
x
=
:
m9,119,17.
3
2
h.
3
2
m17h
0x

==>=
)m(68,0)
9,17
17
1.(9,17.75,0)
h
h
1.(h.75,0
0
x
0
)220(
21x0
r
===

*Xét các cặp cột 1-4 và 3-6 với khoảng cách
m23
aa
6341
==

- Độ cao giả tởng :
)m(7,20
7
23
24
7
a
hh

10
===
-Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao
m7,20h
0
=
ở độ cao h
x
=17m
)m(8,137,20.
3
2
h.
3
2
m17h
0x
==>=
)(78,2)
7,20
17
1.(7,20.75,0)1.(.75,0
0
0
)220(
630
)220(
410
m
h

h
h
x
xx
rr
====

*Xét các cặp cột 4-7 và 6-9 với khoảng cách
m35
aa
9674
==

- Độ cao giả tởng :
)m(19
7
35
24
7
a
hh
10
===
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao
m19h
0
=
ở độ cao h
x
=17m

)m(67,1219.
3
2
h.
3
2
m17h
0x
==>=
)m(5,1)
19
17
1.(19.75,0)
h
h
1.(h.75,0
0
x
0
)220(
96x0
)220(
74x0
rr
====

Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
6
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp

Bảng tổng kết
Vị trí cột Độ cao cột
Bán kính bảo vệ
ở độ cao h
x
=17m
Bán kính bảo vệ
ở độ cao
m9h
x
=
1,2,3,4,5,6,7,8,9 24m 5,25m
10,11,12,13 19m 11,625m
Cặp cột Độ cao cột
Khoảng cách
2 cột
Độ cao
0
h
Bán kính bảo
vệ ở độ cao
m17h
x
=
1 và 2, 2 và 3 24m 42,5m 17,9m 0,68m
1 và 4, 3 và 6 24m 23m 20,7m 2,78m
4 và 7, 6 và 9 24m 35m 19m 1,5m
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
7
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp

Cặp cột Độ cao cột
Khoảng cách
2 cột
Độ cao
0
h
Bán kính bảo
vệ ở độ cao
m9h
x
=
7 và 10
9 và 11
24m & 19m 72m 9,25m 0,19m
12 và 13 19m 45m 12,57m 2,68m
10 và 12
11 và 13
19m 36,5m 13,79m 3,81m
PHạM VI BảO Vệ
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
8
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
MBA
MBA
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12 13
7' 9'
B tính toán nối đất chống sét
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
9
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
I.Tính toán nối đất an toàn

*Yêu cầu đối với nối đất an toàn:
Tiêu chuẩn quy định trị số điện nối đất lớn nhất là 0,5

(
5,0R
d
)
*Chọn hình thức nối đất:
Dùng thanh tròn đờng kính d =20mm làm mạch vòng quanh trạm theo chu vi hình
chữ nhật, chôn sâu 0,8m.
1.Tính điện trở nối đất của mạch vòng

)(
d.t
L.K
ln.
L 2

2
tt
mv
R


=

Trong đó:
Điện trở suất tính toán của đất đã hiệu chỉnh theo hệ số mùa:
)m(48,1043,65.6,1.K
dmuatt
===
t : là độ chôn sâu của điện cực làm mạch vòng, t = 0,8m
L: là chu vi mạch vòng hình chữ nhật:
L=2.(l
1
+ l
2
) = 2.(85+164,5)=499 (m)
d: là đờng kính thanh tròn làm điện cực, d = 0,02m
K: là hệ số hình dạng, phụ thuộc tỷ số l
2
/ l
1
Với
94,1
85
5,164
l

l
1
2
==
. Tra bảng đợc K=6,42
Do đó:
>=

= 5,061,0)
02,0.8,0
499.42,6
ln(.
499 2
48,104
R
2
mv
Nh vậy trị số điện trở nối đất của hệ thống cha đạt yêu cầu. Do đó ta cần thực hiện
phơng án bổ sung các cọc đóng dọc theo chu vi của mạch vòng.
2.Tính điện trở nối đất của cọc
)]
l't.4
l't.4
ln(.
2
l
d
l.2
.[ln
l 2

tt
c
R

+
+

=

ở đây ta dùng cọc sắt góc L60x60x6 dài 3m, chôn sâu 0,8m .
Điện trở suất tính toán của đất ứng với cọc:

dmuatt
.K
=
=1,4.65,3 = 91,42(
m

)
Đờng kính cọc:
d = 0,95.b = 0,95.0,06 = 0,057m
Độ chôn sâu tính từ đỉnh cọc tới mặt đất: t=0,8m
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
10
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Độ chôn sâu tính từ giữa cọc tới mặt đất:
t = t+
2
3
8,0

2
l
+=
= 2,3(m)
Suy ra:
)(23,24)]
33,2.4
33,2.4
ln(.
2
1
)
057,0
3.2
.[ln(
3 2
42,91
R
C
=

+
+

=
Tính toán điện trở nối đất tổng hợp mạch vòng- cọc:
mvccmv
mvc
ht
R nR.

R.R
R
+
=
n: là số cọc sử dụng trong mạch vòng.


mv
,

c
: là hệ số sử dụng của mạch vòng và của cọc (phụ thuộc vào số cọc và đợc
thể hiện qua tỷ số a/l).
Với L = 499m ; l = 3m ; a/l = 2 hay a = 2.l = 2.3 = 6m
Số cọc :
2,83
6
499
a
L
n ===
; làm tròn thành 84 cọc
Tra bảng ta có:
55,0
c
=
26,0
mv
=
)(5,0)(431,0

55,0.61,0.8423,24.26,0
61,0.23,24
R nR.
R.R
R
mvccmv
mvc
ht
<=
+
=
+
=
II.Nối đất chống sét:
Trong tính toán nối đất chống sét ta sử dụng phần nối đất an toàn đã đợc tính toán
ở trên.
Trong trạm biến áp, phần tử quan trọng và có mức cách điện yếu nhất là máy biến
áp. Vì vậy việc tính toán nối đất chống sét cho mọi trờng hợp phải thoả mãn yêu
cầu:
Điện áp nối đất tại chỗ có dòng điện sét
i
s
đi vào hệ thống nối đất
),0(Z.I
ds
d
U
=
phải nhỏ hơn mức cách điện trung bình của cách điện máy biến áp.
Với trạm 220 kV ta phải có:

kV990U
%50
d
U
=<
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
11
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Với trạm 110 kV ta phải có:
kV660U
%0
5
d
U
=<
Sơ đồ thay thế của đờng dây dài:

Hệ phơng trình truyền sóng cho đờng dây dài:
t
i
.L
x
U
0


=


(1)

U.G
x
i
0
=


(2)
Với dạng sóng xiên góc ta tìm đợc điện áp u(x,t) trên hệ thống nối đất:
)]
l
xk
cos().1(
k
1
.T.2t.[
t
a
)t,x(u
e
T
k
t
1k
2
1

+=

=

Trong đó:
2
2
00
1
l.G.L
T

=
;
2
1
22
2
00
K
k
T
k
l.G.L
T =

=
Từ đây suy ra tổng trở xung kích lớn nhất của hệ thống nối đất (x = 0, t =
ds

):

),0(i
),0(u
),0(Z
ds
ds
dsxk


=

)]e1(
k
1
.
T2
1.[
l.G
1
),0(Z
k
ds
T
1k
2
ds
1
0
dsxk

=


+=

(*)
Theo bài ra ta có dòng điện sét
i
s
có dạng xiên góc (a=50 kA/
s
à
):
Với t <
ds

thì
at
i
s
=
=50.t (kA)
Với t >
ds

thì
)kA(150I
s
s
i

==
Suy ra:
s3
50
150
a
I
s
ds
à===
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
12
G
o
G
o
G
o
G
o
L
p
I
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Để đơn giản hoá, ngời ta bỏ qua quá trình phóng điện tia lửa trong đất và giả thiết
bỏ qua nối đất tự nhiên, bỏ qua các thanh cân bằng áp.
Lúc này ta xem nh mạch vòng chỉ có 2 tia có chiều dài l ghép song song với nhau:
l=
m5,249
2

499
2
L
==
và có tham số là G
0
và L
0
.
r : là bán kính của tiết diện thanh điện cực: r = d/2=0,01m
L
0
: là điện cảm của 1 đơn vị dài của đIện cực nối đất (
m/Hà
):
L
0
= 0,2.[ln
r
l
- 0,31] = 0,2.[ln
01,0
5,249
- 0,31] = 1,963
)m/H(à
G
0
: là điện dẫn của 1 đơn vị dài (1/
m.
):

G
0
=
l.R.2
1
ht
Hiệu chỉnh trị số điện trở nối đất mạch vòng theo hệ số mùa sét:
)(477,0
6,1
25,1.61,0
K
K.R
R
mua
msmv
ms
mv
===
Hiệu chỉnh trị số điện trở nối đất của cọc theo hệ số mùa sét:
)(9,19
4,1
15,1.23,24
K
K.R
R
mua
msc
ms
c
===

)(35,0
477,0.55,0.849,19.26,0
477,0.9,19
R nR.
R.R
R
ms
mv
c
ms
c
mv
ms
mv
ms
c
ht
=
+
=
+
=

Do đó :
G
0
=
l.R.2
1
ht

=
)m./1(0057,0
5,249.35,0.2
1
=
Trong phơng trình (*) ta chỉ tính toán với k thoả mãn điều kiện:

4
T
k
ds


hay
4
.k
l.G.L
22
2
00
ds



4
l.G.L
k
2
00
ds

22


, suy ra : k
7,9
3
0057,0.963,15,249.2
G.L
l2
ds
00
=

=



Chọn k = 1,2,3,,9
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
13
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Theo công thức (*) thì tổng trở xung kích chỉ đợc tính cho 1 mạch. Do đó tổng trở
xung kích của cả hệ thống đợc tính theo công thức:
)]e1(
k
1
.
T2
1.[
l.G.2

1
),0(Z
k
ds
T
1k
2
ds
1
0
dsxk


=


+=

k G
0
L
0

ds
T
1
T
k
1-
e

k
ds
T


(1-
e
k
ds
T


)/
k
2

=
9
1k
Z(0,

ds
) Ud
1 0.0057 1.963 3 70.573 70.5730 0.041614 0.041614 0.238904 4.30338 645.5069
2 0.0057 1.963 3 70.573 17.64325 0.156351 0.039088
3 0.0057 1.963 3 70.573 7.841444 0.317875 0.035319
4 0.0057 1.963 3 70.573 4.410813 0.493422 0.030839
5 0.0057 1.963 3 70.573 2.82292 0.65445 0.026178
6 0.0057 1.963 3 70.573 1.960361 0.783501 0.021764
7 0.0057 1.963 3 70.573 1.440265 0.875411 0.017866

8 0.0057 1.963 3 70.573 1.102703 0.934145 0.014596
9 0.0057 1.963 3 70.573 0.871272 0.942839 0.01164
Nh vậy điện áp nối đất tại chỗ có dòng điện sét đi vào hệ thống nối đất có giá trị:
U
d
=645,5059 kV < U
50%
=660 kV.

Vậy ta không cần tiến hành nối đất bổ sung.
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
14
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Phần II
Bảo vệ chống sóng quá điện áp lan truyền
Khoảng cách : MBA CSV : l
23
= 15 + N (m) = 15 + 3 = 18 (m)
TG - CSV : l
12
= 20+N = 20 + 3 = 23 (m)
Tổng trở sóng : Z
c
= 400

Độ dốc : a = 300 + N = 300 + 3 = 303 (kV/
s
à
)
Chống sét van có khe hở

Bảo vệ điện áp phía 220kV.
Điện dung MBA : 1500 +10N = 1500 + 10*3 = 1530 (pF)
Điện dung TG : 8,33 (pF/m )
Yêu cầu:
Hãy tính điện áp tại các điểm nút của TBA khi có sóng quá điện áp lan truyền từ
đờng dây tới.
Sóng tới có dạng xiên góc biên độ U50%, độ dốc a
Chống sét van cấp điện áp tơng ứng.
Sơ đồ thay thế trạng thái sóng: thay thế các thiết bị bằng tụ C
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
15
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp

TG phía 220 kV dài : 9x5=45m
nên C
1
= 45.C
0
=45.8,33.10
-12
=374,85.10
-12
(F)
C
3
=1530 (pF)=1530.10
-12
(F)
Thời gian truyền sóng trên các đoạn đờng dây 1-2 và 1-3:
t

13
=
s14,0
10.300
41
v
6
13
l
à=
t
12
=
s08,0
10.300
23
v
6
12
l
à==
Trong quá trình tính toán còn cần kể đến các đặc tính V-S, đặc tính V-A của CSV.
Các đặc tính này cần tra trong các sổ tay và phải phù hợp với cấp điện áp đang xét.
Để tiến hành tính toán, cần chọn bớc thời gian tính
t
. Khoảng chia
t
càng nhỏ
thì kết quả tính toán càng chính xác. Việc tính toán sẽ đỡ phức tạp hơn nhiều nếu
chọn

t
là ớc số chung của các khoảng thời gian truyền sóng đi và về giữa các nút.
Vì vậy ta chọn:
t
=0,02
sà
để tính toán.
Bây giờ lần lợt xét biểu thức tính toán điện áp tại các nút 1, 2, 3.
I.Điện áp tại nút 1:
Nút 1 có ba đờng dây đi tới đều có tổng trở sóng là Z=400

. Nút 1 có điện dung
tập trung C
1
=374,85pF nên phải áp dụng phơng pháp tiếp tuyến.
Gốc thời gian t = 0 đợc chọn là thời điểm sóng
U
'
01
tới nút 1.
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
16
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
Đoạn đờng dây 0-1 dài vô hạn, nghĩa là nếu tại nút 1 có sóng phản xạ U
10
trở về 0
thì không có sóng phản xạ trở lại.
Sơ đồ Petecxen:
2U
Z

C
1
đt1
đt1
1
Trong đó:

====
200
2
400
2
Z
//
ZZZ
12011dt

U
'
1m
m
m
1dt
1dt
.
Z
Z2
U2

=

1
2
2
Z
2/Z.2
Z
Z2
m
1dt
===


=
m
1dt
'
1dt
U.1U2
Do đó:

01
'
21
'
1dt
UUU2 +=
Khi t<2t
13
=0,28

s
à
thì :
0U
21
'
=
nên
01
'
1dt
UU2 =
Khi t2t
12
=0,16
s
à
thì :
01
'
21
'
1dt
UUU2 +=
(
21
'
U
là sóng tới nút 1 do sóng từ nút 2 là U
21

truyền đến.
21
'
U
chậm sau U
21
một
khoảng thời gian là t
12
= 0,08
s
à
)
Theo sơ đồ Petecxen, phơng trình vi phân với điện áp tại nút 1 là:

1C
1C
11dt1dt
U
dt
dU
.C.ZU2 +=
1C
1C
1C1dt
U
dt
dU
.TU2 +=
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47

17
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
1C
1C
1C1dt
1C
U.
T
t
UU2.
T
t
+=

)UU2(286,0)UU2.(
07,0
02,0
)UU2.(
T
t
U
1C1dt1C1dt1C1dt
1C
1C
==

=
trong đó:
s07,0200Z.CT
1dt11C

à=== . 374,85.10
-12
1C1
UU =
Vậy:
1C11
U)t(U)tt(U +=+

21
'
1121
21
'
12
UUUUUU ==+
II.Tính điện áp tại nút 3:
Nút 3 chỉ có một đờng dây đi tới có chiều dài l
23
hữu hạn, tổng trở sóng Z=400

.
Sơ đồ Petecxen:
Nút 3 có điện dung tập trung C
2
=1530.10
-12
(F) nên ta áp dụng phơng pháp tiếp
tuyến để tính điện áp.
==
400ZZ

3dt
23
'
3dt
U2U2 =
Lại có:
3C
3C
3C3dt
3C
3C
33dt3dt
U
dt
dU
.TU2
U2
dt
dU
.C.ZU2
+=
+=
3C
3C
3C3dt
3C
U.
T
t
UU2.

T
t
+=

Hay:
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
18
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
)UU2(334,0)UU2.(
06,0
02,0
)UU2.(
T
t
U
3C3dt3C3dt3C3dt
3C
3C
==

=
trong đó :
s06,0400530Z.CT
3dt33C
à=== . .101
-12
3C3
UU =
Vậy:
3C33

UU)tt(U +=+
III.Tính điện áp tại nút 2:
Nút 2 có hai đờng dây đi tới có chiều dài l
23
, l
12
hữu hạn, tổng trở sóng Z=400

.
Nút 2 có tổng trở tập trung là điện trở phi tuyến của chống sét van nên ta áp dụng
phơng pháp đồ thị để tính toán điện áp.
Sơ đồ Petcxen:

12
'
32
'
2dt
2dt
UUU2
2002/Z
Z
+=
==
12
'
221
UUU =
32
'

223
UUU =

+ Khi t < t
12
= 0,08
s
à
thì
0U
32
'
=
,
0U
12
'
=
do đó : 2
0U
2dt
=
+Khi t
12
t < 2t
23
+t
12
thì
0U

32
'
=
do đó :
12
'
2dt
UU2 =
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
19
2Uđt3
Ucsv+Zc.Icsv
Zc.Icsv
Ucsv=f(Icsv)
0
1
2
U
I
t
Bài tập lớn : Kỹ thuật điện cao áp
+Khi t 2t
23
+t
12
thì
12
'
32
'

2dt
UUU2 +=
*Lúc chống sét van cha hoạt động
22dt
UU2 =
*Lúc chống sét van hoạt động
Tính đợc U
2
bằng phơng pháp đồ thị (dựa vào
U
dt
,
Z
dt
, đặc tính V-S, V-A của
chống sét van):
CSVCSV2dt2dt
UI.ZU2 +=
Để bảo vệ cho thiết bị điện của trạm biến áp ta sử dụng chống sét van loại có khe
hở đợc chế tạo từ ZnO. Do đó hệ số phi tuyến

có giá trị :
03,002,0 ữ=

.
Để tính đợc điện áp tại các nút trong mạng điện ta chọn loại chống sét van có khe hở
có đặc tính V-A nh sau:
I
U
025,0

csv
csv
.245=
Các bớc tính điện áp tại nút 2:
Vẽ đờng đặc tính V-A dựa vào đặc tính đã chọn
I
U
025,0
csv
csv
.245=
Vẽ đờng thẳng
IIZ
csvcsv2dt
.200.U ==

Cộng đồ thị hai đờng vừa vẽ ta đợc đờng cong có phơng trình:

II
csv
025,0
csv
.400.245U +=
Với mỗi giá trị của
U
3dt
2
kẻ một đờng thẳng nằm ngang cắt đờng
II
csv

025,0
csv
.400.245U +=
tại điểm 1.Từ điểm 1 kẻ một đờng thẳng đứng cắt đờng
I
U
025,0
csv
csv
.245=
tại điểm 2.Từ điểm 2 kẻ một đờng nằm ngang cắt trục tung tại điểm
có giá trị bằng U
3
hay
U
csv
.
Kết quả tính đợc ghi vào bảng tính điện áp tại các nút để tính các giá trị khác.
Nguyễn Ngọc Bách - HTĐ3 K47
20