Bài Tập Dài Kỹ Thuật Điện Cao Áp

Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

Phần I : Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và nối đất

Họ và tên
Lớp
Số thứ tự của sinh viên

: Trần Quốc Anh
: HTĐ3_K47
:1

PHN 1: Bo v chng sột ỏnh trc tip v ni t
A.Thit k h thng bo v chng sột ỏnh trc tip cho trm bin ỏp
B.Tớnh toỏn ni t an ton v ni t chng sột ca trm m bo tiờu
chun ni t an ton v yờu cu chng sột khi cú dũng in sột 150kA,
dc 50kA/ s.
PHN 2: Bo v chng song quỏ in ỏp lan truyn
Tớnh in ỏp ti cỏc im nỳt ca trm bin ỏp khi cú song quỏ in ỏp lan
truyn t ng dõy ti.Súng ti dng xiờn gúc biờn U50% , dc a,
chng sột cp in ỏp tng ng.

Trạm biến áp

Cấp điện áp
Số ngăn lộ
Kích thớc ngăn lộ
Độ cao cần bảo vệ
Sơ đồ nối điện chính
Đờng đi
Khoảng cách TGMBA

Điện trở suất của đất

220/110kV
5
17m đối với cấp điện áp 220kV
9m đối với cấp điện áp 110kV
17m đối với cấp điện áp 220kV
11m đối với cấp điện áp 110kV
2 thanh góp
Rộng 6 m
35 m
65+0,1*N=65+0,1*1=65,1 m

MặT BằNG

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

1


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

3

2

1

6

4

8

7

9

MBA

10

12

11

13

PHN 1: BO V CHNG SẫT NH TRC TIP V NI T

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

2


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

Theo kết cấu của trạm, ta bố trí các cột thu lôi từ 1 đến 10 nh trên hình vẽ.
Trong đó các cột 1, 2đợc bố trí trên xà cao 17m; các cột 3,4, 5, 6, trên xà
cao 11m; các cột 7, 8trên xà cao 8m; các cột 9, 10 trên xà cao 11m

I-Tính độ cao của các cột thu sét

*Xét nhóm cột 1, 2, 3, 4. Đờng kính của vòng tròn ngoại tiếp đa giác này
là:
D = 682 + 242 = 72,45
Do đó để cho toàn bộ diện tích giới hạn bởi hai đa giác ấy đợc bảo vệ thì:
D 8. ha

h

a

D 72,45
=
= 9,05m
8
8

=

*Xét nhóm cột 3,4,6, 5 : Đờng kính của vòng tròn ngoại tiếp đa giác này
là:
D = 682 + 352 = 76,48 m

h

a

D 76,48

=
= 9,56m
8
8

=

Nh vậy đối với tất cả các cột thu lôi phía 220kV có thể lấy chung một độ
cao tác dụng là:

h

a

= 10m

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 =h +h
1

x

*Xét nhóm cột5,6, 8, 7:

a

= 17 + 10 = 27m

D = 77,58m

h

a

=

*Xét nhóm cột 7,8,10,9:

D 77,58
=
= 9,697m
8
8

D =51,32m

h

a

=

D 51,32
=
= 6,415m
8
8

Nh vậy đối với tất cả các cột thu lôi phía 110 kV có thể lấy chung một độ
cao tác dụng là ha = 10m . Vì độ cao cực đại cần bảo vệ phía 110 kV là 11m
nên độ cao của các cột thu lôi phía 110 kV là :

h =h +h
2

Chọn

h

2

x

a

= 11 + 10 = 21m

= 20 m

II-Tính bán kính bảo vệ của các cột thu sét
1.Các cột phía 220 kV:

*Độ cao cần bảo vệ 17m:

h

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

x

= 17 m <

2
2
= .27 = 18m
h
1
3
3

3


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

r

( 220 )
x1

= 1,5. h1 (1

h

x

0,8. h1

) = 1,5.27.(1

17
) = 8,6265m
0,8.27

*Độ cao cần bảo vệ 11m:
2
2
= .27 = 18m
h
1
3
3
11
)
= 1,5. h1 (1 hx ) = 1,5.27.(1
) = 19,8855m
Do đó : r (x220
2
0,8. h1
0,8.27

h

x

= 11m <

2.Các cột phía 110 kV:

*Độ cao cần bảo vệ 11m:
2
2
= .21 = 14m
h
2
3
3
11
hx
)
Do đó : r (x110
1 = 1,5. h 2 (1 0,8. h ) = 1,5.21.(1 0,8.21) = 13,984m
2

h

x

= 11m <

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 7-9 và 8-10với khoảng cách

a

7 =9

= a8=10 = 37m

a
37
= 21
= 15,71m
7
7
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao h0 = 15,71m ở độ cao

- Độ cao giả tởng :

h =h
0

2



h

x

= 11m :

2
2
= .15,71 = 10,47 m
h

0
3
3
11
(110 )
h
r 0 x1 = 0,75. h0 .(1 x ) = 0,75.15,71.(1 115,71) = 3,534m
h0

h

x

= 11m >

*Xét cặp cột 9-10 với khoảng cách

a

9 10

= 36m :

a
36
= 21
= 15,857 m
7
7
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao h0 = 15,857 m ở độ cao

- Độ cao giả tởng :

h =h
0

2



h

x

= 11m :

2
2
= 11m > . h0 = .15,857 = 10,57 m
3
3
11
(110 )
h
r 0 x 2 = 0,75. h0 .(1 x ) = 0,75.15,857.(1 15,857 ) = 3,64m
h0

h

x

*Xét các cặp cột 6-8 và 5-7 với khoảng cách a68 = a57 = 56,79m nhng có độ
cao khác nhau h1 = 27m (cột 5 và cột 6), h2 = 21m (cột 7 và cột 8):
-Xác định khoảng cách cột 6 và cột giả tởng 6:
(Xác định giống nh bán kính bảo vệ của cột 6 cao 27m ở độ cao 21m)

h =h
x

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

2

2
2
= 21m > . h1 = .27 = 18m
3
3

4


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

x

6 6 '

= 0,75. h1.(1 hx ) = 0,75.27.(1

h

1

21
) = 4,495m
27

-Xác định khoảng cách cột 8 và cột giả tởng 6:

a

6 '= 8

= a6=8 x6=6 ' = 56,79 4,495 = 52,295m

-Bán kính bảo vệ giữa cặp cột 6 và 8:
(Xác định giống nh bán kính bảo vệ của hai cột đó cao bằng nhau và bằng
18m)

h =h
0

2

a6 '8 = 21
7

52,295
= 13,53m

7

Do đó bán kính bảo vệ của cột giả tởng ở độ cao 11m:
2
2
= 11m > . h0 = .13,55 = 9,03m
3
3
11
(110 )
h
r 0 x 7'10 = 0,75. h0 .(1 x ) = 0,75.13,55.(1 13,55 ) = 1,913m
h0

h

x

2.Các cột thu sét phía 220 kV:

*Xét các cặp cột 1-2 với khoảng cách

a

1 2

= 68m

68
= 17,29m

7
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao h0 = 17,29m ở độ cao

- Độ cao giả tởng :

a

h = h 7 = 27
0

1

h

x

= 17 m :

2
2
= 17 m > . h0 = .17,29 = 11,53m
3
3
17
( 220 )
h
r 0 x12 = 0,75. h0 .(1 x ) = 0,75.17,29.(1 17,29 ) = 0.26m
h0

h

x

*Xét các cặp cột 1-4 và 2-3 với khoảng cách

a

1 4

= a23 = 24m

24
= 23,57 m
7
- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao h0 = 23,57m ở độ cao

- Độ cao giả tởng :

a

h = h 7 = 27
0

1

h

x

= 17m :

2
2
= 17 m > . h0 = .23,57 = 13,62m
3
3
17
( 220 )
( 220 )
h
r 0 x14 = r 0 x 23 = 0,75. h0 .(1 x ) = 0,75.23,57.(1 23,57 ) = 4,95m
h0

h

x

*Xét các cặp cột 4-6 và 3-5 với khoảng cách
- Độ cao giả tởng :

a

h = h 7 = 27
0

1

a

4 6

= a35 = 35m

35
= 22m
7

- Bán kính bảo vệ của cột giả tởng cao

h = 19m ở độ cao hx = 17m :
0

2
2
hx = 17m > 3 . h0 = 3 .22 = 14,66m

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

5


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

r

( 220 )
0 x 47

= r 0 x 69 = 0,75. h0 .(1 hx ) = 0,75.22.(1
( 220 )

h

0

17
) = 3,75m
22

Bảng tổng kết
Vị trí cột

Độ cao cột

1,2,3,4,5,6
7,8,910,
Cặp cột

Bán kính bảo vệ
ở độ cao

h

27m
21m
Độ cao của
cột

x

= 17m

Bán kính bảo vệ
ở độ cao hx = 11m

8,6265m
-Khoảng cách
2 cột

Độ cao h0

1 và 2,
1 và 4, 2 và 3
4 và 6, 3 và 5

27m
27m
27m

68m
24m
35m

17,29m
23,57m
19m

Cặp cột

Độ cao của

cột

Khoảng cách
2 cột

Độ cao h0

19,8855m
13,984m
Bán kính bảo
vệ ở độ cao

h

x

= 17m

0,26m
4,95m
3,75m

Bán kính bảo
vệ ở độ cao

h

x

= 11m

6 và 8
5 và 7
7 và 9
8 và 10

27m và 21m

56,79m

13,53m

0,1,913m

21m

37m

15,71m

3,53m

9 và 10

21m

36m

15,857m

3,64m

PHạM VI BảO Vệ

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

6


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

3

4

6

2

1

8

7

9

MBA

10

12

11

13

B tính toán nối đất chống sét

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 ( Rd 0,5 )
Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

7


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

*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 0,2m.
k
12
10
8
6
4
2

0
0

1

2

3

4

5

l1/l2

Hinh (2-1): do thi k=f(l1/l2)

1.Tính điện trở nối đất của mạch vòng
tt
K . L2
. ln
( )
R mv =
2..L
t.d
Trong đó:
Điện trở suất tính toán của đất đã hiệu chỉnh theo hệ số mùa:
tt = K mua . d = 1,6.66,4 = 106,24m
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.( l1 + l 2 )=2.(68+151)=438m
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

l
l

2
1

=

151
= 2,2 . Tra bảng đợc K=6,18
68

Do đó:

Rmv =

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

104,16
6,18.438 2
. ln(
) = 0,68 > 0,5
2..438
0,8.0,02

8


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

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
tt
2.l 1
4.t '+l
.[ln
+ . ln(
)]
Rc =
2..l
d 2
4.t 'l
ở đây ta dùng cọc sắt góc L60x60x6 dài l=3m, chôn sâu 0,8m cách mặt
đất (t=0,8m) , hai cột cạnh nhau cách nhau một khoảng là a = 6 m.
Điện trở suất tính toán của đất ứng với cọc:
tt = K mua . d =1,4.65,1=91,14 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
mặt đất
t

Mạnh vòng

t
a
l

Độ chôn sâu tính từ giữa cọc tới mặt đất:
l
3
t = t+ = 0,8 + = 2,3m
2
2
Suy ra:

R

c

=

91,14
2.3
1
4.2,3 + 3
.[ln(
) + . ln(
)] = 19,52
2..3
0,057 2
4.2,3 3

Tính toán đIện trở nối đất tổng hợp mạch vòng_cọc:
Rc . R mv
R ht =
mv . Rc + n. c . Rmv
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=438m; l=3m; a/l=2 hay a=2.l=2.3=6m
Số cọc :
L
a

n= =
Tra bảng ta có:

Rht =

438
= 73 ;
6

c = 0,55
mv = 0,26

R .R
. R + n. . R
c

mv

c

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

=

mv

c

mv

19,52.0,68
= 0,41 < 0,5
0,26.19,52 + 73.0,68.0,55

9


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

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
U d = I .Z (0, ds ) phải nhỏ hơn mức cách điện trung bình của cách điện máy
biến áp.

Với trạm 220 kV ta phải có: U d < U 50% BA = 990kV
Với trạm 110 kV ta phải có: U d < U 50% BA = 660kV

Sơ đồ thay thế của đờng dây dài:
I

G0

G0

G0

G0

Hệ phơng trình truyền sóng cho đờng dây dài:
U
i
= L0 . (1)
x
t
i
= G0 .U (2)
x
Với dạng sóng xiên góc ta tìm đợc điện áp u(x,t) trên hệ thống nối đất:
1
t
a
kx
u ( x, t ) = .[t + 2.T 1. 2 (1 eT k ).cos(
)]

k =1 k
t
l
Trong đó:
2
2
L
L
0 .G 0 . l
0 .G 0 l
; T k = 2 2 = T21
T1 =
2
k .
k

Từ đây suy ra tổng trở xung kích lớn nhất của hệ thống nối đất (x=0, t=
ds ):
u (0, ds )
Z xk (0, ds ) =
i (0, ds )

ds
1
2T 1 1
.[1 +
. 2 (1 e T k )] (*)
Z xk (0, ds ) =
G 0 .l
ds k =1 k

Theo bài ra ta có dòng điện sét i s có dạng xiên góc (a=50 kA/ às ):
Với t< ds thì i s = at =50.t (kA)
Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

10


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

Với t ds thì
Suy ra:

i s = I s = 150kA

I s 150 = 3às
ds = =
a 50
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
2

438
= 219m
2

l= =

và có tham số là G0 và L0.
r_ là bán kính của tiết diện thanh điện cực: r = d/2=0,01m
L0_là điện cảm của 1 đơn vị dài của đIện cực nối đất ( àH / m ):
219
l
L0 = 0,2.[ln -0,31] = 0,2.[ln
-0,31] = 1,937 àH / m
0,01
r
G0_là điện dẫn của 1 đơn vị dài (1/ .m ):
1
G0 =
2. Rht .l
Hiệu chỉnh trị số điện trở nối đất mạch vòng theo hệ số mùa sét:

R

ms
mv

R .K
K

=

mv

ms

mua

=

0,68.1,25
= 0,53
1,6

Hiệu chỉnh trị số điện trở nối đất của cọc theo hệ số mùa sét:

R

ms
c

=

R .K
K
c

mua

R .R
R = . + n. .
R
R
c

=

mv

ht

Do đó :

mv

c

G0 =

=

ms

c

1

mv

=

19,52.1,15
= 16,03
1,4

16,03.0,53
= 0,333

0,26.16,03 + 73.0,55.0,53

1
= 0,0068(1 / .m)
2.0,333.219

2. Rht .l
Trong phơng trình (*) ta chỉ tính toán với k thoả mãn điều kiện:
ds 4
ds 4 hay
2
L0 . G 0 . l
Tk
2
2
k .
2
2
k . . ds 4 , suy ra: k 2l L0 .G0 = 2.219 1,937.0,0068 = 9,23
2


3
ds
L0 . G 0 . l
Chọn k=1,2,3,,9
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:

Z xk (0, ds) =

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

1

2.G .l
0

.[1 +

2T 1



ds

9

.
k =1

ds
(
1

T
e k )]
2

1

k



11


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

k
1
2
3
4
5
6
7
8
9

G0
L0
0.0068 1.937
0.0068 1.937
0.0068 1.937
0.0068 1.937
0.0068 1.937
0.0068 1.937
0.0068 1.937
0.0068 1.937

0.0068 1.937

ds
3
3
3
3
3
3
3
3
3

T1
63.18804
63.18804
63.18804
63.18804
63.18804
63.18804
63.18804
63.18804
63.18804

Tk
63.18804
15.79701
7.020894
3.949253
2.527522

1.755223
1.289552
0.987313
0.780099

ds
1-
e Tk
0.046368
0.172966
0.34773
0.532164
0.694844
0.818987
0.902352
0.952096
0.978628

(1-

ds
e T k )/
2
k


0.046368
0.043241
0.038637
0.03326

0.027794
0.02275
0.018415
0.014876
0.012082

9



Z(0, ds ) Ud
k =1
0.257423 3.678505 551.7758

Nh vậy điện áp nối đất tại chỗ có dòng điện sét đi vào hệ thống nối đất có
giá trị:
Ud=551,7758kVDo đó ta không cần tiến hành nối đất bổ sung.

Phần II Bảo vệ chống sóng quá điện áp lan truyền
vào TBA

Khoảng cách : MBA - TG l2 = 15+N (m) = 15+1 = 16 (m)
TG - CSV l1 = 20+N = 20+1 = 21 (m)
Độ dốc : a = 300+N = 300+1 = 301 (kV/ às )
Tổng trở sóng : Zc = 400
Chống sét van không có khe hở
Bảo vệ điện áp phía 110kV
Điện dung MBA : 1500+10.1=1510(pF)
Điện dung TG : 8,33(pF/m)

Yêu cầu:

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

12


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

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 thết bị bằng tụ C

TG phía 110 kV dài : 9x5=45m
nên C1=45.C0=45.8,33.10-12=374,85.10-12(F)
C2=1640pF=1640.10-12F
Thời gian truyền sóng trên các đoạn đờng dây 1-2 và 1-3:
t12= l12 = 29 0,1às
v

300
t13= l13 = 34 = 0,11às
v 300

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 =0,01 às 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:

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

13


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

Nút 1 có ba đờng dây đi tới đều có tổng trở sóng là Z=400 . Nút 1 có
điện dung tập trung C1=374,85pF nên phải áp dụng phơng pháp tiếp tuyến.
'

U 01
0

U 01

'

U 12

U12

1

U 10
C1

U '21
U13

U31'

2
U21
'
U 13

U 31 3
Gốc thời gian t=0 đợc chọn là thời điểm sóng U '01 tới nút 1.
Đoạn đờng dây 0-1 dài vô hạn, nghĩa là nếu tại nút 1 có sóng phản xạ U10
trở về 0 thì không có sóng phản xạ trở lại.

Sơ đồ Petecxen:

Zđt1

1
C1

2Uđt1

Trong đó:
Z dt1 = Z 01 // Z 12 // Z 13 =

Z 400
=
133
3
3

2U dt1 = 2Z dt1.U m1
'

m

2 Z dt1

Z

m

2.Z / 3 2
=
= = 0,667
Z
3
Zm
2U dt1 = 0,667.U 'm1
m

'
Do đó:
2U dt1 = 0,667.(U + U 31

+ U '01)
'
= 0 nên 2U dt1 = 0,667.U '01
Khi t<2t12=0,2 às thì : U '21 = U 31
'
'
'
Khi 0,2 às t<2t13=0,22 às thì U 31 = 0 nên 2U dt1 = 0,667.(U 21 + U 01)
'
+ U '01)
Khi t 0,22 às thì 2U dt1 = 0,667.(U '21 + U 31
'
Với
U 01 = a.t = 314.t
'
21

U 21 = U 21 (t + 0,1)
'

U
Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

'
31

= U 31 (t + 0,11)

14

Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

Theo sơ đồ Petecxen, phơng trình vi phân với điện áp tại nút 1 là:
d
2U dt1 = Z dt1.C1. U C1 + U C1
dt
2U dt1 = T C1.
U C1 =
=

trong đó:

t

T

C1

d U C1
dt

+ U C1

.(2U dt1 U C1)

0,01
.(2

) = 0,2(2U dt1 U C1)

0,05 U dt1 U C1

12
T C1 = C1. Z dt1 = 374,85.10 .133 = 0,05às
U 1 = U C1

U 1 (t + t ) = U 1 (t ) + U C1
'
'
U 13 + U 31 = U 1 U 13 = U 1 U 31
'
'
U 12 + U 21 = U 1 U 12 = U 1 U 21

Vậy:

II.Tính điện áp tại nút 2:
Nút 2 chỉ có một đờng dây đi tới có chiều dài l12 hữu hạn, tổng trở sóng
Z=400 .
'

U 12
1

U 12
U 21

2
C2

Sơ đồ Petecxen:

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

15


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

Z đt2

2
C2

2U đt2

Nút 2 có điện dung tập trung C2 = 1640pF nên ta áp dụng phơng pháp tiếp
tuyến để tính điện áp.
Z dt 2 = Z = 400
'
2U dt 2 = 2U 12
Lại có:
d
2U dt 2 = Z dt 2 .C 2 . U C 2 + U C 2
dt
d
2U dt 2 = T C 2 . U C 2 + U C 2
dt
Hay:

U C 2 =

t
t

T

C2

T C2

.2U dt 2 = U C 2 +

.(2U dt 2 U C 2) =

t
T C2

.U C 2

0,01
.(2

) 0,015.(2U dt 2 U C 2)
0,656 U dt 2 U C 2

trong đó :

T
U

C2

= C 2 . Z dt 2 = 1640.10 12.400 = 0,656 às

C2

Vậy:

=U 2

U 2 (t + t ) = U 2 + U C 2

III.Tính điện áp tại nút 3:

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

16


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

U13

'
U 13

3

1

U31
CSV

Nút 3 có một đờng dây đi tới có chiều dài l13 hữu hạn, tổng trở sóng
Z=400 . Nút 3 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:
Z đt3

2Uđt3

3
CSV

Z dt 3 = Z = 400
'
2U dt 3 = 2U 13
'
U 13 = U 1 U 31
'
Khi t<2t13=0,22 às thì U 31
= 0 , do đó : U 13 = U 1
Tính đợc U3 bằng phơng pháp đồ thị (dựa vào U dt , Z dt , đặc tính V-S, V-A
của chống sét van):
2U dt 3 = Z dt 3 . I csv + U csv
Để bảo vệ cho thiết bị điện của trạm biến áp ta sử dụng chống sét van loại
không có khe hở đợc chế tạo từ ZnO. Do đó hệ số phi tuyến có giá trị :
= 0,02 ữ 0,03 .Để tính đợc điện áp tại các nút trong mạng điện ta chọn

loại chống sét van không khe hở có đặc tính V-A nh sau:
0 , 025
U csv = 245. I csv

Các bớc tính điện áp tại nút 3:
Vẽ đờng đặc tính V-A dựa vào đặc tính đã chọn U csv = 245. I 0csv, 025
Vẽ đờng thẳng U = Z dt 3 . I csv = 400. I csv
Cộng đồ thị hai đờng vừa vẽ ta đợc đờng cong có phơng trình:
U = 245. I 0csv, 025 + 400. I csv
Với mỗi giá trị của 2U dt 3 kẻ một đờng thẳng nằm ngang cắt đờng
Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

17


Bài tập dài Kỹ thuật điện cao áp

U = 245. I 0csv, 025 + 400. I csv tại điểm 1.Từ điểm 1 kẻ một đờng thẳng đứng cắt
đờng U csv = 245. I 0csv, 025 tại điểm 2.Từ điểm 2 kẻ một đờng nằm ngang cắt trục
tung tại điểm có giá trị bằng U3 hay U csv .
Kết quả tính đợc ghi vào bảng tính điện áp tại các nút để tính các giá trị
khác.

U

Ucsv+Zc.Icsv
2Uđt3
1
Zc.Icsv
Ucsv=f(Icsv)

2

t

I
0

Trần Quốc Anh-HTĐ3-K47

18