Đề xuất các giải pháp giảm suất cắt cho đường dây 220kv đồng hới đông hà

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ QUANG HÒA

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM SUẤT CẮT
CHO ĐƯỜNG DÂY 220KV ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRỊNH TRUNG HIẾU

Đà Nẵng, Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Đề tài “ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM SUẤT CẮT CHO
ĐƯỜNG DÂY 220KV ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ” là công trình nghiên cứu của riêng
cá nhân tôi.
Các kết quả tính toán, số liệu trong luận văn thực tế, đảm bảo theo yêu cầu của
đề tài và chưa từng được ai nghiên cứu, công bố trong các công trình nghiên cứu nào
khác trên lưới truyền tải điện.

Người thực hiện

Võ Quang Hòa

MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu bảo vệ chống sét cho đường dây .........................1
3. Đối tượng và phạm vị nghiên cứu ...........................................................................2
4. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu của luận văn ........................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài ................................................................3
6. Cấu trúc của luận văn ..............................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG GIÔNG SÉT VÀ CÁC GIẢI PHÁP
GIẢM SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN ....................................4
1.1. Giới thiệu tổng quan về sét và hiện tượng giông sét xuất hiện trong tự nhiên.........4
1.1.1. Cực tính của dòng điện sét. ................................................................................6
1.1.2. Độ dốc đầu sóng dòng điện sét và xác suất xuất hiện dòng điện sét: ...............6
1.1.3. Biên độ dòng sét và sự xuất hiện của sét ...........................................................7
1.1.4. Cường độ hoạt động của sét và mật độ sét.........................................................7
1.2. Ảnh hưởng của giông sét đối với lưới điện Truyền tải đang vận hành ....................8
1.2.1. Mật độ giông sét tại khu vực đường dây đi qua ................................................8
1.2.2. Độ cao của cột so với mực nước biển ................................................................9
1.2.3. Suất sự cố theo địa chất tại khu vực xung quanh chân cột ................................9
1.3. Các giải pháp nhằm giảm suất cắt điện của đường dây ...........................................9
1.3.1. Treo dây chống sét .............................................................................................9
1.3.2. Giảm góc bảo vệ α ...........................................................................................10
1.3.3. Tăng chiều dài chuỗi cách điện của đường dây. ..............................................11
1.3.4. Đặt chống sét van đường dây. .........................................................................11

1.3.5. Thay đổi điện trở của cột ................................................................................12
1.3.6. Lắp bổ sung dây chống sét chạy bên dưới dây dẫn: .........................................12
1.4. Kết luận...................................................................................................................14
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY 220KV
ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ ..............................................................................................15


2.1. Giới thiệu đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà ...............................................15
2.2. Các thông số, dữ liệu của đường dây trên toàn tuyến, địa hình, giá trị điện trở suất,
điện trở nối đất của từng vị trí cột đường dây: ..............................................................15
2.3. Thống kê trị số tiếp địa của các vị trí trên tuyến đường dây: .................................17
2.4. Tổng hợp số lần sự cố đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà............................18
2.5. Tính toán suất cắt cho một số trường hợp cụ thể trên đường dây 220kV Đồng Hới
- Đông Hà: .....................................................................................................................18
2.5.1. Mục đích, cơ sở của việc tính toán suất cắt cho đường dây: ...........................18
2.5.2. Các thông số, số liệu của đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà để tính toán
suất cắt cho đường dây: ..............................................................................................20
2.5.3. Suất cắt đường dây do sét đánh vòng vào dây dẫn (không đánh vào dây chống
sét): .............................................................................................................................22
2.5.3.1. Lý thuyết mô hình điện hình học: ..............................................................22
2.5.3.2. Số lần sét đánh vòng vào dây dẫn:.............................................................23
2.5.3.3. Xác suất phóng điện khi sét đánh vòng Vpđ vào dây dẫn là: ....................24
2.5.3.4. Suất cắt đường dây do sét đánh vòng vào dây dẫn là: ...............................24
2.5.4. Suất cắt đường dây do sét đánh trực tiếp vào dây chống sét ở khoảng vượt: ..25
2.5.4.1. Số lần sét đánh vào khoảng vượt: ..............................................................25
2.5.4.2. Xác suất phóng điện trên cách điện của đường dây khi sét đánh vào
khoảng vượt: ...........................................................................................................25
2.5.4.3. Suất cắt đường dây khi sét đánh tại khoảng vượt của dây chống sét: .......33
2.5.5. Suất cắt đường dây khi sét đánh vào khu vực đỉnh cột:...................................33
2.5.5.1. Số lần sét đánh vào đỉnh cột: .....................................................................34

2.5.5.2. Xác suất phóng điện khi sét đánh vào đỉnh cột: ........................................34
2.5.5.3. Suất cắt đường dây khi sét đánh vào đỉnh cột: ..........................................46
2.5.6. Tổng suất cắt của đường dây 220kV tính toán trong 03 trường hợp là: ..........46
2.6. Kết luận...................................................................................................................46
CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM SUẤT CẮT ĐƯỜNG DÂY 220kV
ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ ..............................................................................................47
3.1. Các giải pháp giảm suất cắt cho đường dây: ..........................................................47
3.1.1. Lắp đặt chống sét van: .....................................................................................47
3.1.2. Tăng bát cách điện trên chuỗi sứ:......................................................................47
3.1.2.1. Suất cắt đường dây khi sét đánh vòng qua dây dẫn: ..................................48
3.1.2.2. Suất cắt đường dây khi sét đánh vào giữa khoảng vượt: ...........................48
3.1.2.3. Suất cắt đường dây khi sét đánh vào khu vực đỉnh cột: ..............................48


3.1.2.4. Tổng suất cắt của đường dây 220kV tính toán trong 03 trường hợp là: ........48
3.1.3. Giảm góc bảo vệ: ..............................................................................................49
3.1.4. Thay đổi điện trở nối đất của cột (bổ sung dây nối đất): ...................................49
3.1.5. Lắp bổ sung dây chống sét chạy bên dưới dây dẫn: ........................................54
3.2. Tính toán kinh tế khi thực hiện các giải pháp giảm suất cắt: .................................54
3.2.1. Lắp đặt chống sét van: .....................................................................................54
3.2.2. Tăng bát cách điện trên chuỗi sứ: ....................................................................54
3.2.3. Giảm góc bảo vệ: .............................................................................................54
3.2.4. Thay đổi điện trở nối đất của cột (bổ sung dây nối đất): .................................55
3.2.5. Treo bổ sung dây chống sét..............................................................................58
3.2.6. Chi phí thiệt hại một lần sự cố đường dây do giông sét ..................................58
3.3. Lựa chọn giải pháp tối ưu cho đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà: ..............58
3.3.1. Lắp đặt chống sét van: ......................................................................................58
3.3.2. Tăng bát cách điện trên chuỗi sứ:......................................................................58
3.3.3. Giảm góc bảo vệ: ..............................................................................................59
3.3.4. Treo bổ sung dây chống sét:..............................................................................59

3.3.5. Thay đổi điện trở nối đất của cột ( thay đổi Rc ): ...............................................60
3.4. Kết luận...................................................................................................................61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................62
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................63
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO).
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH
TÓM TẮT ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM SUẤT CẮT
CHO ĐƯỜNG DÂY 220KV ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ
Học viên thực hiện : Võ Quang Hòa - Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số
: 8520201
- Khóa
: K34-DCH-QB
Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt:
Nội dung của Luận văn chủ yếu nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng giông sét
đến quá trình vận hành đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà và đề xuất các giải
pháp cụ thể, hiệu quả nhất phù hợp với tình hình thực tế để giảm suất cắt cho đường
dây nói trên.
Trong quá trình vận hành đường dây này đã nhiều lần sự cố thoáng qua do sét
đánh và không đảm bảo suất cắt được giao chỉ tiêu bởi Tổng Công ty Truyền tải điện
Quốc gia. Do vậy, trong luận văn em đã đi tính toán suất cắt của đường dây trong các
trường hợp sét đánh thẳng vào các phần tử của đường dây cụ thể đánh vào các vị trí:
Khoảng vượt, đỉnh cột và đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn.
Sau khi nghiên cứu, tính toán suất cắt của đường dây 220kV Đồng Hới - Đông

Hà trong các trường hợp sét đánh. Nội dung luận văn đề xuất một số giải pháp nhằm
giảm suất cắt đường dây về mức nhỏ nhất. Nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình vận
hành, mang lại lợi ích về kinh tế, đáp ứng nhu cầu cung cấp điện liên tục, an toàn cho
phụ tải khu vực trong thời gian lâu dài. Giải pháp được lựa chọn tối ưu nhất để áp
dụng cho đường dây là bổ sung 04 dây tiếp địa/01 cột cho toàn bộ hệ thống đường dây
đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà có trị số điện trở cột lớn hơn 9 Ω.
Abstract:
The thesis mainly studied the effect of thunderstorm on operation of 220kV
transmission line Đong Hoi - Đong Ha and proposed the most specificand
effectivemeasuresin accordance with the actual situation in order to reduce the line
cutting rate.
During operating, there have been many times occurred transient shut-downdue
to lightning strike and no ensuring the cutting rate given by National Power
Transmission Corporation.Therefore, in which the thesis we had to calculate the
cutting power of the line in the case oflightning directly at the elements of line,
specifically at overcoming, top of column and rounding lightning rods into conductor.
After study, calculation the cutting power rate of the 220kV transmission line
Đong Hoi - Đong Ha in case of lightning strike. The thesis propose the measure to
reduce the cutting rate down minimum rate. In order to ensure safety operation,
economic benefits, supply power continuously, safety for area sub-loading of in long
time, the most optimal option of the solution to apply for the transmission line that is
doing additional 04 earthing wire/ 01 column for the all system of 220kV transmission
line Đong Hoi- Đong Ha with column resistance > 9 Ω.


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu
1.1.
2.1.

Tên bảng
Xác suất hình thành hồ quang
Bảng tổng hợp số lần sự cố ĐZ 220kV Đồng Hới - Đông
Hà

Trang
11
18

2.2.

Thông số đường cong nguy hiểm khi sét đánh vòng vào dây
dẫn pha B

30

2.3.

Xác suất phóng điện khi sét đánh vòng vào dây dẫn pha B

30

2.4.

Thông số đường cong nguy hiểm khi sét đánh vòng vào dây
dẫn pha A

31

2.5.

Xác suất phóng điện khi sét đánh vòng qua dây chống sét
vào dây dẫn pha A

32

2.6.

Thành phần điện của điện áp cảm ứng theo pha B

35

2.7.

Thành phần điện của điện áp cảm ứng theo pha A

36

2.8.

Thành phần điện của điện áp cảm ứng theo pha B

37

2.9.

Thành phần điện của điện áp cảm ứng theo pha A

38

2.10.

Thành phần hỗ cảm giữa dây dẫn và khe sét

39

2.11.

Điện áp trên dây chống sét

42

2.12.

Thông số đường cong nguy hiểm khi sét đánh đỉnh cột theo
pha B

43

2.13.

Thông số đường cong nguy hiểm khi sét đánh đỉnh cột theo
pha A

45

3.1.

Thiệt hại một lần sự cố đường dây do giông sét

58

3.2.

Chi phí lắp đặt của các giải pháp

60


DANH MỤC CÁC HÌNH

Số
hiệu
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.

Tên hình

Các hình ảnh của phóng điện sét trong tự nhiên
Dạng sóng của dòng điện sét
Giảm góc bảo vệ bằng cách treo chuỗi cách điện kiểu hình chữ V
Đặt chống sét van đường dây
Tổng trở sóng tương hỗ giữa dây dẫn và dây chống sét, minh họa
1.5. cho trường hợp đường dây có 2 dây chống sét (Z1 và Z2) với 1
dây dẫn (ZC)
Sơ đồ bổ sung dây chống sét trên khoảng cột tiêu biểu đường dây
1.6.

220kV
Sơ đồ tuyến đường dây 200-500kV đi qua địa phận tỉnh Quảng
2.1.
Bình
2.2. Biểu đồ số lần sự cố do sét đánh hàng năm
2.3. Cấu tạo cột đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà
2.4. Khoảng cách phóng điện.
2.5. Sét đánh vào dây chống sét tại khoảng vượt
Đường cong thông số nguy hiểm khi sét đánh vào khoảng vượt
2.6.
pha B
Đường cong thông số nguy hiểm khi sét đánh vào khoảng vượt
2.7.
pha A
2.8. Sét đánh vào đỉnh cột
Đường cong thông số nguy hiểm khi sét đánh vào đỉnh cột theo
2.9.
pha B
2.10. Đường cong thông số nguy hiểm khi sét đánh vào đỉnh cột pha A
3.1. Hệ thống dây tiếp địa bổ sung
3.2. Biểu đồ so sánh chi phí lắp đặt của các giải pháp

Trang
5
6
10
12
12

14

16
18
19
22
25
31
32
33
44
45
50
61


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Trong hệ thống lưới điện truyền tải thì đường dây là phần tử dài nhất, đi qua
nhiều khu vực địa hình phức tạp nhất, ở nước ta với tần suất giông sét hàng năm khá
cao do vậy khả năng bị sét đánh trực tiếp vào đường dây gây sự cố ngắn mạch là điều
khó tránh khỏi. Theo thống kê trong những năm qua tổng số vụ sự cố thoáng qua trên
đường dây do sét chiếm 50% - 80% số vụ sự cố đường dây truyền tải điện và suất sự
cố đều vượt suất chỉ tiêu do Công ty Truyền tải điện 2 giao.
Việc nghiên cứu, đề xuất các giải pháp để bảo vệ chống sét đường dây truyền
tải điện đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình vận hành lưới điện truyền tải
và phân phối điện năng đến phụ tải khi các hộ tiêu thụ đòi hỏi về chất lượng điện năng,
độ tin cậy trong cung cấp điện ngày càng cao.
Trong quá trình vận hành hệ thống lưới điện truyền tải, giông sét đánh vào
đường dây làm xuất hiện quá điện áp đặt lên cách điện và lan truyền dưới dạng sóng

quá điện áp có thể làm hư hỏng cách điện đường dây, phát sinh hồ quang duy trì dẫn
đến sự cố ngắn mạch hoặc lan truyền vào Trạm biến áp làm hư hỏng cách điện và các
thiết bị trong trạm, ảnh hưởng đến việc cung cấp điện năng cho phụ tải khu vực, gây
thiệt hại về kinh tế và các hoạt động xã hội.
Trước yêu cầu về việc cung cấp điện liên tục, đảm bảo chất lượng cho phụ tải
như hiện nay thì việc giông sét thường xuyên đánh vào đường dây gây sự cố là điều
đòi hỏi người làm công tác kỹ thuật, quản lý lưới điện phải thường xuyên quan tâm,
nghiên cứu tìm tòi các giải pháp hiệu quả nhất để nâng cao khả năng chịu sét cho
đường dây tải điện.
Để giải quyết được vấn đề do giông sét gây ra khi chúng đánh vào đường dây
tải điện trên không, người ta thường treo dây chống sét (kết hợp nối đất thân cột) nhằm
giảm xác suất sét đánh thẳng vào dây dẫn, đặt chống sét van tại một số vị trí dọc
đường dây, giảm điện trở suất trong đất, bổ sung tiếp địa cột, giảm góc bảo vệ chống
sét... Tuy nhiên do tính chất phức tạp của hoạt động giông sét, đặc biệt là ở Miền trung
của ở nước ta nơi có mật độ giông sét cao, địa hình, địa chất phức tạp cần thiết phải có
những giải pháp cụ thể phù hợp với điều kiện thực tế, đảm bảo chỉ tiêu Kinh tế - Kỹ
thuật cao để áp dụng những biện pháp thích hợp nhất có thể nhằm giảm suất cắt do
giông sét gây ra cho đường dây nói riêng và hệ thống điện truyền tải điện nói chung.
2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu bảo vệ chống sét cho đường dây:
2.1. Giới thiệu chung về đường dây
Với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đất nước, nhu cầu điện điện năng
ngày càng tăng cao, lưới điện truyền tải cũng không ngừng cải tạo, từng bước nâng cao
chất lượng để đảm bảo vận hành an toàn, liên tục nhằm đáp ứng nhu cầu về chất lượng
điện năng cho phụ tải. Hiện tại, Truyền tải điện Quảng Bình quản lý 125,5 km ÐZ
500kV Đà Nẵng - Vũng Áng (từ vị trí 955 - 1253); 124,4 km ĐZ 500kV Đà Nẵng - Hà


2

Tĩnh (từ VT 5005-7201); 65 km ÐZ 220kV mạch kép Vũng Áng - Ba Đồn - Đồng

Hới (từ vị trí 056 - 230); 58km ĐZ 220kV Đồng Hới - Đông Hà (từ vị trí 02-169) cùng
nằm trong vùng thường xuyên có giông sét, trong đó có đường dây 220kV Đồng Hới Đông Hà với chiều dài gần 104,3 km, gồm 291 vị trí đi qua 06 huyện, thành phố (gồm
TP.Đồng Hới, huyện Quảng Ninh, Lệ Thủy tỉnh Quảng Bình; huyện Vĩnh Linh, Do
Linh, TP.Đông Hà tỉnh Quảng Trị); Về địa hình thì hầu hết các vị trí đường dây đều đi
qua vùng đồi núi cao, chỉ một số ít vị trí nằm ở khu vực đồng bằng.
Theo thống kê trong những năm gần đây số lần sự cố do sét đánh đều vượt suất
chỉ tiêu do Công ty Truyền tải điện 2 giao. Do vậy, việc tính toán để giảm thiểu sự cố
do sét đánh vào các đường dây là một vấn đề cấp bách đòi hỏi đơn vị quản lý vận hành
phải đưa ra nhiều giải pháp thích hợp để hạn chế thấp nhất suất sự cố do sét đánh vào
đường dây.
2.2. Mục đích, nhiệm vụ chính
- Phân tích một số nguyên nhân gây sự cố thoáng qua do sét đánh vào đường dây
220kV Đồng Hới - Đông Hà trong thời gian qua.
- Nghiên cứu một số giải pháp nhằm giảm suất cắt cho đường dây 220kV Đồng
Hới - Đông Hà trên cơ sở phân tích các chỉ tiêu về Kinh tế - Kỹ thuật nghiên cứu trong
tài liệu và một số giải pháp đã áp dụng trong thực tế.
- Trên cơ sở các chỉ tiêu về Kinh tế - Kỹ thuật đã phân tích đánh giá, lựa chọn và
đề xuất một số giải pháp phù hợp với tình hình thực tế, mang lại hiệu quả cao và có thể
áp dụng cho đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Trong nội dung luận văn nghiên cứu chủ yếu phân tích các giải pháp nâng cao
khả năng chịu sét cho đường dây đồng thời nghiên cứu, đề xuất giải pháp nhằm giảm
suất cắt cho đường dây cụ thể như sau:
- Nghiên cứu các nguyên nhân gây sự cố lưới điện do sét đánh và hiện tượng quá
điện áp khí quyển.
- Tính toán tần suất cắt điện của 220kV Đồng Hới - Đông Hà do giông sét gây ra
theo các số liệu cụ thể hiện tại trên đường dây.

- Phân tích một số giải pháp có thể giảm suất cắt cho đường dây.
- Nghiên cứu và đề xuất giải pháp bổ sung tiếp địa cho đường dây 220kV Đồng
Hới - Đông Hà để giảm suất cắt cho đường dây này.


3

4. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu của luận văn:
4.1. Cơ sở lý luận
- Nội dung của luận văn được nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết kỹ thuật điện cao
áp.
- Các tài liệu nghiên cứu về kỹ thuật điện cao áp.
- Các quy trình Tập đoàn Điện lực Việt Nam, Tổng Công ty Truyền tải điện
Quốc Gia; quy phạm trang bị điện của Bộ Công Thương.
- Thông số kỹ thuật, quá trình vận hành thực tế của đường dây 220kV Đồng Hới
- Đông Hà.
4.2. Phương pháp nghiên cứu
- Chủ yếu là phương pháp phân tích trên cơ sở lý thuyết đã có. Tính toán, so
sánh, đánh giá các số liệu trên cơ sở tính toán để lựa chọn giải pháp tối ưu áp dụng các
giải pháp giảm suất cắt cho đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà.
- Tham khảo, cập nhật các thông số vận hành, số lần sét đánh vào đường dây
trong quá trình vận hành đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà trong thời gian gần
đây (2010 - 2017) để có được số liệu thực tế và so sánh với số liệu đã phân tích.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài:
5.1. Ý nghĩa khoa học:
- Tính toán cụ thể các trường hợp suất cắt điện của đường dây 220kV Đồng Hới Đông Hà, nghiên cứu, tìm các giải pháp nhằm giảm suất cắt tối thiểu cho đường dây
trong quá trình vận hành thực tế.
- Sau khi đưa ra các giải pháp tiếp tục so sánh, lựa chọn các giải pháp phù hợp,
hiệu quả nhất để hạn chế suất cắt trên đường dây.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn:

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp bảo vệ chống sét phù hợp, tối ưu nhất nhằm
đảm bảo yêu cầu kinh tế - kỹ thuật, đảm bảo suất cắt cho đường dây theo yêu cầu
đề ra.
6. Cấu trúc của luận văn (Gồm 03 chương):
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG GIÔNG SÉT VÀ CÁC GIẢI
PHÁP GIẢM SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Chương 2 - PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY
220KV ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ
Chương 3 - CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM SUẤT CẮT ĐƯỜNG DÂY
220KV ĐÔNG HỚI - ĐÔNG HÀ.
Kết luận.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG GIÔNG SÉT VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM
SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN
1.1. Giới thiệu tổng quan về sét và hiện tượng giông sét xuất hiện trong tự nhiên
Sét là sự phóng điện tự nhiên trong khí quyển giữa các đám mây mang điện tích
trái dấu hay là giữa các đám mây với đất, đi kèm theo giông sét là tiếng sấm, chớp.
Các đám mây mang điện tích là do kết quả của sự tương tác của các điện tích âm, điện
tích dương tập trung trong đám mây.
Phần dưới của các đám mây thường mang điện tích âm, giữa đám mây và đất hình
thành các tụ điện: Mây - đất, ở phần đám mây thường mang điện tích dương. Vùng
điện tích âm chính nằm ở khu vực có độ cao 6 km, vùng điện tích dương ở phần trên
đám mây ở độ cao 8-12 km và một khối điện tích dương nhỏ phía dưới chân mây.
Cường độ điện trường của tụ điện mây – đất tăng dần lên và nếu tại chổ nào đó
cường độ điện trường đạt tới giới hạn 25 – 30kV/cm thì không khí bị ion hóa và trở
nên dẫn điện. Trong loại sét đánh xuống đất người ta phân chúng ra làm hai loại: sét

âm và sét dương; Sét âm (90%) chủ yếu xuất hiện từ phần dưới đám mây đánh xuống
đất. Sét dương (10%) thường xuất hiện từ trên đỉnh đám mây đánh xuống. Loại sét
dương này xuất hiện khá bất ngờ và rất nguy hiểm vì trời vẫn quang sáng và phần
dưới của đám mây chưa có mưa.


5

Hình 1.1: Các hình ảnh của phóng điện sét trong tự nhiên
Sự phóng điện của sét được chia làm ba giai đoạn:
Phóng điện giữa đám mây và đầu tiên bắt đầu bằng sự xuất hiện của một dòng
sáng phát triển xuống mặt đất và phát triển thành từng đợt với tốc độ 100 1.000km/s dòng này mang phần lớn điện tích của đám mây tạo nên ở đầu cực của nó
một điện thế rất cao hàng triệu vôn. Giai đoạn này gọi là giai đoạn phóng điện tiên
đạo.
Khi dòng điện tiên đạo bắt đầu hình thành và phát triển xuống đất hay là các
vật dẫn điện nối với đất thì giai đoạn thứ hai của sự phóng điện sét cũng được bắt
đầu. Đây là giai đoạn chủ yếu phóng điện của sét. Trong giai đoạn này thì các điện
tích dương của đất di chuyển mạnh và di chuyển có hướng theo dòng tiên đạo với
tốc độ cao và trung hòa với các điện tích âm của dòng tiên đạo.
Sự phóng điện được đặc trưng bởi dòng điện lớn qua chổ sét đánh gọi là dòng
điện sét. Không khí tại khu vực phóng điện sét được nung nóng rất cao khoảng
10.0000C đồng thời giản nở rất phức tạp và tạo thành tiếng nổ lớn.
Dòng điện sét sẽ kết thúc sự di chuyển các điện tích của đám mây mà ngay tại
đó nó bắt đầu phóng điện, và sự lóe sáng của các tia chớp cũng bắt đầu biến mất ở
giai đoạn thứ ba.
Theo nghiên cứu thì dòng điện sét được ghi trên máy hiện sóng cực nhanh có
dạng như hình vẽ sau:


6

Hình 1.2. Dạng sóng của dòng điện sét
Các tham số chủ yếu của dòng điện sét là Độ dốc đầu sóng a và biên độ sét Is.
amax = dI/dt
Dòng điện sét có biên độ rất cao nhưng thường không vượt quá 200 - 300kA.
Độ dốc cực đại của dòng điện sét không vượt quá 50kA/μgγ.
Biên độ dòng điện sét càng lớn thì độ dốc của của dòng điện sét cũng lớn dần
theo dòng điện sét.
1.1.1. Cực tính của dòng điện sét.
Người ta tính cường độ hoạt động trung bình của sét là số ngày có giông sét
trung bình hoặc tổng số giờ có giông sét trung bình trong một năm ở mỗi khu vực lãnh
thổ và mật độ trung bình của sét trong khu vực đó, nghĩa là số lần sét đánh vào một
đơn vị diện tích mặt đất (1km2) trong một ngày sét.
1.1.2. Độ dốc đầu sóng dòng điện sét và xác suất xuất hiện dòng điện sét:
Muốn xác định độ dốc dòng điện sét, người ta thường dùng một khung bằng dây
dẫn treo cạnh cột thu sét. Các đầu dây của khung nối vào một hoa điện kế để đo biên
độ của điện áp.
Độ dốc đầu sóng dòng điện sét cũng thay đổi trong một phạm vi rộng.
Ở các vùng đồng bằng được xác định theo công thức:
a

ln

a

a
; lg
15,7

a

e

a
36

a
15,7

10

a
36

Hay
Trong đó υa là xác suất xuất hiện dòng điện sét có độ dốc đầu sóng dòng điện sét.
- Ở những vùng núi cao, xác suất xuất hiện dòng điện sét có cùng độ dốc đầu
sóng thường thấp hơn và có thể xác định theo công thức:


7

a

10

a
18

e

a
7,82

Theo kết quả thực nghiệm đo đạc cho thấy phần lớn sóng dòng điện sét có thời
gian đầu sóng từ τđs = 1 ÷ 10 µs thường gặp là từ 1 ÷ 4µs và độ dài sóng trong khoảng
τs = 20 ÷ 100 µs. Khi tính toán thiết kế người ta thường lấy thời gian đầu sóng là τđs =
1,2 µs và độ dài sóng trung bình là 50µs.
1.1.3. Biên độ dòng sét và sự xuất hiện của sét
Dòng điện sét có trị số lớn nhất vào lúc xuất hiện sự phóng điện chủ yếu lên đến
trung tâm điện tích của đám mây. Nếu nơi bị sét đánh có nối đất tốt, điện trở nối đất
không đáng kể, thì trị số lớn nhất của dòng điện sét, như đã trình bày ở trên, bằng dòng
điện is = σ.υ. Còn nếu điện trở nối đất của vật bị sét đánh có một trị số R nào đó thì
z
is
. . 0
z0 R với z0 là tổng trở sóng
dòng điện sét qua vật đó sẽ giảm theo quan hệ
của khe sét, có trị số trong khoảng 200÷500 Ω.
Như vậy, nếu điện trở nối đất R thay đổi từ 0 ÷ 30Ω thì dòng điện qua vật bị sét
đánh chỉ giảm khoảng 10%. Điện trở nối đất của cột và dây thu sét trong hệ thống điện
thường ít khi quá 20 ÷ 30Ω, nên trong tính toán có thể lấy gần đúng trị số cực đại của
dòng điện sét is = σ.υ.
Kết quả đo đạt trong nhiều năm ở nhiều nơi cho thấy biên độ dòng điện sét biến
thiên trong phạm vi rất rộng, từ vài kA đến vài trăm kA, nhưng phần lớn thường dưới
50kA và rất hiếm khi vượt quá 100kA.
Trong tính toán chống sét có thể dùng quy luật phân bố xác suất biên độ chống
sét gần đúng sau, cho vùng đồng bằng:
is

ln
tức

is

is
hay lg
26

e-is /26 10-is /60

is
60

is

với is là xác suất xuất hiện dòng điện sét có biên độ bằng hoặc lớn hơn is.
Thông thường ở các vùng đồi núi cao, biên độ dòng điện sét bé hơn so với những
vùng đồng bằng, lý do là khoảng cách từ đất đến các đám mây giông ngắn hơn nên
việc phóng điện sét đã xảy ra sớm hơn, ngay khi mật độ điện tích của các đám mây
còn nhỏ. Ở đây xác suất xuất hiện dòng điện sét có biên độ lớn thấp hơn.
is

10

is
30

hay lg

is

is
30

1.1.4. Cường độ hoạt động của sét và mật độ sét
Cường độ hoạt động của sét được thể hiện qua số ngày trung bình có dòng điện
sét hàng năm hoặc tổng số giờ trung bình có giông sét hằng năm.


8

Cường độ hoạt động của sét không theo quy luật nhất định và rất khác nhau ở các
vùng có thời tiết không đồng nhất. Thông thường cường độ hoạt động của sét tăng dần
từ nơi có độ ẩm không khí và nhiệt độ cao hơn, tạo điều kiện để dễ dàng cho sự hình
thành mây giông sét.
Theo kết quả khảo sát thì trên tất cả bề mặt trái đất trong mỗi giây xảy ra khoảng
100 lần phóng điện do giông sét tạo nên, nghĩa là mỗi ngày có khoảng 8÷9 triệu lần sét
đánh xuống bề mặt trái đất.
Trên thực tế ngay trong cùng một một điều kiện khí hậu thì cường độ hoạt động
của giông sét cũng có thể khác nhau nhiều, do các điều kiện khí tượng thuỷ văn địa
chất của từng khu vực khí hậu thay đổi phức tạp.
1.2. Ảnh hưởng của giông sét đối với lưới điện Truyền tải đang vận hành
Khi sét đánh vào đường dây tải điện trên không, xuất hiện quá điện áp đặt lên
cách điện và lan truyền dưới dạng sóng quá điện áp khí quyển có thể làm hư hỏng cách
điện đường dây, phát sinh hồ quang duy trì dẫn đến sự cố ngắn mạch hay lan truyền
vào Trạm biến áp làm hư hỏng cách điện và các thiết bị trong trạm, ảnh hưởng đến
việc cung cấp điện năng cho phụ tải khu vực.
Quá điện áp khí quyển: Quá điện áp khí quyển phát sinh khi sét đánh trực tiếp
vào đường dây hoặc sét đánh gần công trình đường dây gây cảm ứng lên đường dây,

thiết bị đang mang điện vận hành. Do dòng điện sét rất lớn nên quá điện áp do dòng
điện sét là nguy hiểm nhất. Đặc điểm quá điện áp khí quyển là tính chất ngắn hạn, tức
thời của nó, thời gian phóng điện sét kéo dài trong vài chục micro giây đồng thời điện
áp tăng cao có đặc tính xung.
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự cố do sét của đường dây truyền tải như
mức cách điện của đường dây, điện trở tiếp địa, cấu hình cột, hoạt động thời tiết, đặc
điểm địa hình, khí hậu mà đường dây đi qua...
Trong đó, yếu tố địa hình có ảnh hưởng khá lớn tới sự cố do sét của đường dây.
Các tham số địa hình được xét đến ở đây bao gồm:
- Mật độ giông sét khu vực đường dây đi qua.
- Độ cao chân cột và độ cao đỉnh cột so với mực nước biển.
- Loại địa chất nơi đường dây đi qua.
Sau đây ta sẽ xét đến ảnh hưởng của từng tham số tới sự cố do sét đánh của
đường dây truyền tải.
1.2.1. Mật độ giông sét tại khu vực đường dây đi qua
Mật độ sét là đại lượng đặc trưng cho cường độ hoạt động giông sét của từng khu
vực. Giá trị của mật độ giông sét được xác định bằng trung bình của tổng số lần sét
đánh vào mặt đất trên 1km2/năm. Trị số này khác nhau theo từng khu vực, phụ thuộc
vào đặc điểm địa hình khí hậu và thời tiết tại khu vực đó.


9

1.2.2. Độ cao của cột so với mực nước biển
Đặc điểm của đường dây truyền tải là trải dài trên khắp lãnh thổ từ Bắc vào Nam,
đường dây đi qua vùng đồng bằng hoặc vùng đồi núi cao. Những vùng đường dây đi
qua khác nhau có độ cao so với mực nước biển cũng khác nhau. Vì vậy, thông số về
độ cao chân cột và độ cao đỉnh cột so với mực nước biển cũng khác nhau. Nhìn chung,
thì tại các vị trí càng cao thì mật độ sét đánh thẳng vào đường dây càng lớn ... Hoạt
động giông sét mạnh thường xuất hiện ở những vùng núi cao, những cột nằm ở vị trí

này thường dễ bị sự cố nhất.
1.2.3. Suất sự cố theo địa chất tại khu vực xung quanh chân cột
Như đã nói ở trên, do đặc điểm của đường dây truyền tải là trải dài trên khắp lãnh
thổ mà mỗi vùng miền thì có những đặc điểm về địa chất khác nhau nên điện trở suất
trong đất tại khu vực xung quanh chân cột cũng khác nhau. Đối với những vùng có
điện trở suất đất cao thì dòng điện sét tản trong đất khó khăn hơn và suất sự cố cao hơn
và sự cố đường dây cũng thường tập trung vào khu vực này.
1.3. Các giải pháp nhằm giảm suất cắt điện của đường dây
Đường dây là phần tử dài nhất trong lưới điện nên thường bị sét đánh và chịu tác
dụng của quá điện áp khí quyển. Do vậy khi khảo sát, xây dựng đường dây tải điện thì
đi đôi với việc giải quyết vấn đề bảo vệ cho đường dây hay giảm suất cắt cho đường
dây khi có sét đánh trực tiếp vào đường dây.
Xuất phát từ thực tế của dòng điện sét đánh vào đường dây hàng năm và từ việc
tính toán suất cắt do sét người ta đưa ra các giải pháp giảm suất cắt cho đường dây
được sử dụng trong khu vực và trên thế giới bao gồm các phương pháp chính như sau:
- Treo dây chống sét.
- Giảm góc bảo vệ.
- Đặt chống sét van đường dây.
- Tăng cường cách điện đường dây.
- Bổ sung dây nối đất.
- Lắp bổ sung dây chống sét chạy bên dưới dây dẫn.
1.3.1. Treo dây chống sét
Dây chống sét làm nhiệm vụ bảo vệ chống sét đánh thẳng cho dây dẫn (dây pha)
nhưng chưa phải là an toàn tuyệt đối mà vẫn còn khả năng sét đánh vào dây dẫn.
Ngay từ những năm 1910 người ta đã xác nhận hiệu quả của hệ thống dây nối đất
trong việc làm giảm quá điện áp khí quyển. Hiệu quả của dây nối đất thể hiện trong 2
cách sau:
- Thu hút các phóng điện sét về phía mình, ngăn chặn sét đánh trực tiếp dây dẫn.
- Tản một phần dòng sét vào dây nối đất, làm giảm phần dòng điện sét tản vào đất
nhờ vào dây nối đất có điện trở nhỏ.

Giải pháp này là một lựa chọn tương đối khả thi trong trường hợp cần cải thiện
suất cắt của đường dây đang vận hành. Giải pháp áp dụng thích hợp nhất cho đường


10

dây tải điện ở các khu vực có điện trở suất của đất lớn hoặc những nơi thường xảy ra
phóng điện trên cách điện đường dây.
1.3.2. Giảm góc bảo vệ α
Vì độ treo cao trung bình của dây dẫn thường lớn hơn 2/3 độ treo cao của dây
chống sét nên có thể không cần đề cập đến phạm vi bảo vệ mà hiển thị bằng góc bảo
vệ α là góc giữa đường thẳng đứng với đường thẳng nối liền dây thu sét và dây dẫn.
Có thể tính toán được trị số giới hạn của góc bảo vệ là 31o(tg α =0,6) và thực
tế thường lấy khoảng 20÷25o.
Hiện nay trên thế giới đang sử dụng phương pháp giảm suất cắt do sét bằng
cách tạo góc bảo vệ âm.
- Giảm góc bảo vệ α sẽ dẫn đến giảm khả năng hay xác suất sét đánh vòng qua
dây chống sét vào dây dẫn.
- Trên thực tế luôn tồn tại góc đánh của sét nào đó khác không cho nên cần
thực hiện góc bảo vệ âm.
Hiện nay vẫn đang sử dụng phương pháp giảm góc bảo vệ bằng cách treo
chuỗi cách điện trên cột điện theo kiểu hình chữ V như sau:

Hình 1.3. Giảm góc bảo vệ bằng cách treo chuỗi cách điện kiểu hình chữ V
Theo Quy phạm Trang bị điện thì: Đối với đường dây 220kV, khoảng cách
hai dây luôn luôn phải lớn hơn hoặc bằng 5m, khoảng cách giữa dây dẫn và phần
không mang điện phải lớn hơn 1,8 m.
Với việc treo cách điện theo kiểu hình chữ V có độ lệch gần bằng 0, có thể
tính toán cụ thể nếu khả thi với từng loại kết cấu đường dây và cấp điện áp khác
nhau.

11

1.3.3. Tăng chiều dài chuỗi cách điện của đường dây.
Với mục đích của giải pháp này là: Tăng chiều dài chuỗi sứ là tăng đường rò,
kéo dài khoảng cách mỏ phóng, tăng dòng điện ngưỡng xảy ra phóng điện đối với
cả sét đánh vào đường dây chống sét và dây dẫn.
Biện pháp thực hiện: Bổ sung thêm từ 1 đến 3 bát sứ cùng chủng loại vào
chuỗi sứ hiện hữu trên đường dây.
Quá trình tăng chiều dài chuỗi cách điện đường dây dẫn đến giảm xác suất
hình thành hồ quang duy trì trên cách điện được thực hiện bằng cách giảm cường độ
điện trường dọc theo đường phóng điện trên chuỗi sứ. Với trường hợp này thì nó
xuất hiện điện áp làm việc có thể giảm tới khoảng 0,1÷0,2 kV/m và xác suất hình
thành hồ quang còn 10÷20% so với trước.
Trường hợp khi có phóng điện xảy ra trên chuỗi cách điện của đường dây,
máy cắt có thể bị cắt ra nếu có xuất hiện hồ quang tần số công nghiệp tại nơi phóng
điện. Xác suất hình thành hồ quang η phụ thuộc vào điện áp làm việc trên cách điện
pha của đường dây và độ dài cách điện của đường dây đó. Có thể xác định η theo
bảng sau:
Bảng 1.1. Xác suất hình thành hồ quang
E lv

U đm

(kV/m)

3 l CS

(đơn vị tương đối)

50

30

20

10

0,6

0,45

0,25

0,1

Trong đó: Ulv – điện áp pha
lcs – chiều dài chuỗi sứ
- Tuy nhiên trong quá trình khảo sát lập phương án, thiết kế phải chú ý đảm
bảo khoảng cách an toàn tránh hiện tượng phóng điện trong không khí gây sự cố
cho đường dây.
1.3.4. Đặt chống sét van đường dây.
Với yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao, nhằm giảm thiểu các
vụ sự cố do quá điện áp khí quyển gây nên, Gần đây trên lưới truyền tải người ta
triển khai lắp đặt các thiết bị chống sét van tại một số vị trí trên đường dây với mục
đích là giảm rủi ro chọc thủng cách điện do quá điện áp khí quyển và do quá điện áp
thao tác.
Chống sét van đường dây dùng để bảo vệ đường dây có nguyên lý hoạt động
khác so với hầu hết các kiểu chống sét khác. Đối với chống sét van đường dây, thì

dòng điện sét được dẫn trên dây dẫn. Đối với các trường hợp chống sét khác, dòng
điện sét được cách ly khỏi dây dẫn. Trường hợp này chủ yếu là giảm dòng điện sét
khi sét đánh vòng qua dây dẫn. Phương pháp lắp đặt được thể hiện qua hình vẽ
sau:


12

Ch?ng sét van

Hình 1.4. Đặt chống sét van đường dây
1.3.5. Thay đổi điện trở của cột (bổ sung dây nối đất).
Hiện tại đa phần đường dây cao áp và siêu cao áp đều đi qua vùng núi cao có
điện trở suất của đất tương đối cao và không đồng đều, nhiều khu vực có mật độ giông
sét hàng năm cao. Việc giảm điện trở cột để cải thiện sóng quá điện áp xuất hiện trên
cột là một trong những biện pháp hữu hiệu nhất để giảm xác suất phóng điện cho
đường dây. Giải pháp này được thực hiện như sau:
- Bổ sung các cọc, thanh tiếp địa vào hệ thống tiếp địa hiện hữu để giảm điện trở
Rc của cột.
- Bổ sung thêm nhiều dây tiếp địa vào hệ thống tiếp địa củ của đường dây đang
vận hành để giảm điện trở Rc của cột.
1.3.6. Lắp bổ sung dây chống sét chạy bên dưới dây dẫn:

Hình 1.5. Tổng trở sóng tương hỗ giữa dây dẫn và dây chống sét, minh họa cho
trường hợp đường dây có 2 dây chống sét (Z1 và Z2) với 1 dây dẫn (ZC)


13

- Khi sét đánh vào dây chống sét, dòng điện sét sẽ đi trên dây chống sét và

tản xuống hệ thống nối đất.
Lấy một ví dụ đơn giản như một đường dây gồm 2 dây chống sét có tổng trở
sóng lần lượt là Z1 và Z2 như trên hình 1.5 và một dây dẫn phía dưới có tổng trở
sóng ZC.
Các trị số của Z1, Z2 và ZC đều được tính bởi công thức: Z = 60 ln(2h/r).
Với h là chiều cao của dây chống sét hoặc dây dẫn tương ứng với các chỉ số 1, 2
hay C.
Gọi tổng trở tương hỗ giữa dây chống sét 1 và dây dẫn là Z1C và được xác định
bởi công thức: Z1C = 60 ln(D1C / d1C).
Với D1C là khoảng cách giữa dây dẫn C và ảnh của dây chống sét 1 qua mặt đất,
còn d1C là khoảng cách giữa dây dẫn và dây chống sét 1.
Nếu có dòng điện chạy trên dây chống sét là Ics, thì điện áp trên dây chống sét sẽ
là Vcs.
Dòng điện này sẽ sinh ra điện từ trường xung quanh nó và cảm ứng lên dây dẫn
một điện áp có trị số Vcư = K.Vcs, với K là hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn và dây chống
sét.
Như vậy, khi có dòng điện sét chạy trên dây chống sét thì hiệu điện thế đặt lên
cách điện chính được tính theo công thức: Ucđ = Vcs - Vcư = Vcs (1-K).
Khả năng phóng điện trên cách điện sẽ giảm nếu Ucđ giảm, hay nói cách khác trị
số Ucđ càng giảm nếu trị số K càng tăng.
Điều này đồng nghĩa với việc ta có thể nâng cao khả năng chống sét của đường
dây bằng cách tăng hệ số ngẫu hợp.
Hệ số ngẫu hợp K được xác định như sau: K = Zthtb / Zcstđ .
Với Zthtb là tổng trở sóng tương hỗ trung bình, Zcstđ là tổng trở sóng tương đương
của dây chống sét.
Các giá trị của Zthtb và Zcstđ phụ thuộc vào số lượng dây chống sét và khoảng
cách giữa chúng đến dây pha. Đối với Zthtb thì khoảng cách giữa dây dẫn và dây chống
sét càng giảm thì Zthtb càng tăng.
Tuy nhiên trị số này bị giới hạn bởi khoảng cách tối thiểu giữa dây dẫn và dây
chống sét theo quy phạm.

Vì các dây chống sét nối chung với nhau và nối với hệ thống nối đất của chân
cột nên số dây chống sét càng nhiều thì trị số Zcstđ càng giảm, đồng nghĩa với việc hệ
số ngẫu hợp K càng tăng.
Như vậy nếu giả sử số dây chống sét tăng lên 3 hay 4 dây chứ không phải 2 dây
như hiện tại thì hệ số ngẫu hợp sẽ tăng lên tương ứng.
- Dựa trên nguyên tắc này, một phương pháp được một số nước trên thế giới sử
dụng để tăng cường khả năng chống sét của đường dây là treo một hoặc vài dây chống


14

sét phía dưới của dây dẫn, các dây này vẫn nối với cột và hệ thống nối đất như dây
chống sét bình thường nhưng mục đích của nó không phải để thu hút sét mà là để tăng
hệ số ngẫu hợp.
Đồng nghĩa với việc điện áp đặt lên cách điện giảm xuống và khả năng chống sét
của đường dây được tăng lên.
- Lắp bổ sung 2 dây chống sét dưới dây dẫn tại khoảng cột tiêu biểu hình 1.6

Hình 1.6. Sơ đồ bổ sung dây chống sét trên khoảng cột tiêu biểu đường dây 220kV
1.4. Kết luận
Như vậy, qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu các nguyên nhân gây sự cố do sét
đánh vào đường dây, nội dung trong chương 01 của luận văn cũng đưa ra một số giải
pháp để hạn chế thấp nhất suất cắt cho các đường dây cao áp đang vận hành. Việc lựa
chọn, áp dụng giải pháp thích hợp còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố về khí hậu vùng
miền, địa hình, địa chất… nơi đường dây đi qua.
Ngoài ra, hiện nay trên thế giới một số nước thiết kế đường dây dẫn điện trên
không lựa chọn hướng tuyến để tránh vùng có mật độ sét hàng năm cao. Dựa trên bản
đồ phân bố sét, kết quả quan trắc thu thập sét, tùy theo tình hình đường dây đi qua là
vùng đồng bằng, thung lũng, đồi dốc…để lựa chọn hướng tuyến phù hợp. Trường hợp
này người ta ưu tiên lựa chọn tuyến đường dây đi qua vùng đồng bằng, dưới thung

lũng, sườn dốc. Hạn chế lựa chọn tuyến đường dây đi qua địa hình đồi dốc, vượt thung
lũng, trên đỉnh đồi cao.


15

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY 220KV
ĐỒNG HỚI - ĐÔNG HÀ
2.1. Giới thiệu đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà
Công trình đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà được xây dựng nhằm liên kết
lưới điện, tăng khả năng truyền tải trên đường dây và tăng độ tin cậy an toàn cung cấp
điện liên tục cho khu vực tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị và các khu vực lân cận. Ngoài
ra việc xây dựng công trình này để tiếp nhận nguồn điện năng từ Nhà máy thủy điện A
Lưới, Nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng, nhà máy nhiệt điện Formosa nhằm trung chuyển
điện năng của các nhà máy vào lưới điện Quốc gia, góp phần nâng cao chất lượng điện
năng, tạo liên kết lưới điện 220kV trong khu vực tỉnh Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng
Trị và khu vực Bắc miền Trung tăng độ tin cậy ổn định cho hệ thống điện, điều độ
công suất trong hệ thống được linh động và an toàn.
Địa hình tuyến đường dây đi qua tương đối phức tạp chủ yếu vượt qua đồi núi
cao, địa hình bị phân cắt bởi thung lũng, cao độ địa hình thay đổi lớn. Theo khảo sát
thì đoạn tuyến đi qua các khu vực này có mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu > 4m.
Điện trở suất của đất tùy thuộc vào từng vùng đất tuyến đường dây đi qua có trị
số dao động từ
. Chủ yếu là đất sét, đất sỏi sạn, đá góc phong
hóa mạnh.
Từ khi đưa vào vận hành đến nay thì có nhiều sự cố do sét xảy với tổng số sự cố
những năm gần đây lên tới 7 lần, tương đương với suất sự cố là 01 lần/ 100km.năm,
trong khi yêu cầu của Công ty Truyền tải điện 2 đối với đường dây 220kV là suất sự
cố (cả thoáng qua và kéo dài) là 0,66 lần/100km.năm. Nghĩa là suất sự cố trong vận

hành cao hơn so với quy định.
2.2. Các thông số, dữ liệu của đường dây trên toàn tuyến, địa hình, giá trị điện trở
suất, điện trở nối đất của từng vị trí cột đường dây:
* Giới thiệu các thông số vận hành đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà:
Đơn vị quản lý: Truyền tải điện Quảng Bình (từ xà poctích TBA 220kV Đồng
Hới đến VT169), Truyền tải điện Quảng Trị (từ VT 169 đến từ xà poctích TBA 220kV
Đông Hà).
Tên đường dây:
Đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà
Ngày đưa vào vận hành: Đường dây được phê duyệt thiết kế ngày 04/5/2004,
xây dựng và đưa vào vận ngày 06/4/2010.
Số mạch :
- Thiết kế: 01
- Số lượng dây chống sét: 02 (từ xà poctích trạm 220kV Đồng Hới đến xà
poctích trạm 220kV Quảng Trị).


16

Hình 2.1. Sơ đồ tuyến đường dây 200-500kV đi qua địa phận tỉnh Quảng Bình
Số lượng vị trí quản lý: 291 vị trí
Chiều dài quản lý: 104,3 km
Số lượng vị trí néo: 45 vị trí.
Số lượng vị trí đỡ: 233 vị trí.
Số lượng vị trí đỡ vượt: 13 vị trí (033, 034, 049, 056, 126, 127, 181, 184, 216,
218, 219, 246, 261).
Dây dẫn:
- Mã hiệu dây:
ACSR 400/51
+ Nước sản xuất: Việt Nam

- Số dây /pha:
01
- Tiết diện nhôm/thép (mm2): 400/51
- Số sợi nhôm/thép: 54/7
Dây chống sét:
- Mã hiệu dây:
GW-70
+ Nước sản xuất: Việt Nam
- Tiết diện nhôm/thép ( mm2): 0/72
- Số sợi nhôm/thép: 0/19
Mã hiệu các loại chuỗi cách điện néo dây dẫn:
CN-1-16, CN-2-16
Mã hiệu các loại chuỗi cách điện đỡ dây dẫn:
CĐ-1-18, CĐ-1-19, CĐ-2-18, CĐ-2-19
Mã hiệu các loại chuỗi cách điện néo dây chống sét: NCS-1S
Mã hiệu các loại chuỗi cách điện đỡ dây chống sét:
CĐS-1S
Mã hiệu các loại chuỗi cách điện néo dây cáp quang: Không
Mã hiệu các loại chuỗi cách điện đỡ dây cáp quang: Không
Mã hiệu các loại cột đỡ:


17

Đ220-1S, Đ220-1S+5, Đ220 - 3S, Đ220-3S+5, Đ220-3S-5.
Mã hiệu các loại cột néo:
N220-1S, N220-1S+5, N220-1S+9, N220-1S+14, N220-3S+5, N220-3S+9,
N220-3S+14
Mã hiệu các loại cột đảo pha: Nđp220-3S+5
Mã hiệu các loại cột đỡ vượt: ĐV220-3S+11,5, ĐV220-3S+15,5

Số lượng kè móng: 12 vị trí ( 043, 044, 055, 060, 065, 066, 076, 086, 132, 152,
153, 162) .
Số lượng mương thoát nước: không
Loại tiếp địa: TĐ4x60-16, TĐ4x60, TĐ4x45, TĐ4x20
Số lần giao chéo đường quốc lộ: 04 lần (023-024, 107-108 giao chéo với
đường Hồ Chí Minh, 264-265: Đường Xuyên Á; 280-281: QLộ 9D).
Số lần giao chéo đường huyện, xã lộ: 41 lần
Số lần giao chéo đường sắt: Không.
Số lần giao chéo đường dây trung áp, hạ áp: 32 lần.
(10 ĐZ 22kV; 03 ĐZ 15kV; 19 lần đường dây 0,4kV)
Số lần giao chéo đường dây 110kV: 02 lần
Khoảng cột 010 - 011 giao chéo với Đường dây 110kV mạch kép Đồng Hới Đông Hà.
Khoảng cột 025 - 026 giao chéo với Đường dây 110kV mạch kép Đồng Hới Đông Hà.
Số lần giao chéo đường dây 220kV (tên đường dây): Không
Số lần giao chéo đường dây 500kV: Không
Số lần giao chéo đường dây thông tin:
Số lần vượt sông:
+ Các khoảng vượt sông, suối: ( 007 - 008, 009 - 010, 016 - 017, 017 - 018,
019 - 020, 025 - 026, 035 - 036, 039 - 040, 042 - 043, 055 - 056, 057 - 058, 058 -059,
061 - 062, 066 - 067, 068 - 069, 069 - 070, 077 - 078, 082 - 083, 088 - 089, 090 - 091,
092 - 093, 098 - 099, 101 - 102, 103 - 104, 104 - 105, 110 - 111, 111 -112, 113 - 114,
115 - 116, 117 - 118, 126 - 127, 136-137, 140-141, 150 - 151, 159 - 160, 166 - 167,
167 - 168; 192-193, 218-219, 272-273, 286-287).
+ Các khoảng vượt hồ: (031-032, 033-034, 089-090, 107-108, 118-119).
Vị trí cột đảo pha: 173.
2.3. Thống kê trị số tiếp địa của các vị trí trên tuyến đường dây:
* Số vị trí có trị số tiếp địa đến 5Ω là: 91 vị trí.
* Số vị trí có trị số tiếp địa cột lớn hơn 5Ω đến 10Ω là: 116 vị trí.
* Số vị trí có trị số tiếp địa cột lớn hơn 10Ω đến 15Ω là: 73 vị trí.
* Số vị trí có trị số tiếp địa cột lớn hơn 15Ω đến 20Ω là: 11 vị trí.

(Xem phụ lục 2.1)