Đồ án Kỹ thuật điện cao áp

---------------  --------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP -------------------------- đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 1 Ch−ơng 1 : hiện t−ợng dông sét vμ ảnh h−ởng của dông sét đến hệ thống điện việt nam Hệ thống điện lμ một bộ phận của hệ thống năng l−ợng bao gồm NMĐ - đ−ờng dây - TBA vμ các hộ tiêu thụ điện. Trong đó có phần tử có số l−ợng lớn vμ khá quan trọng đó lμ các TBA, đ−ờng dây. Trong quá trình vận hμnh các phần tử nμy chịu ảnh h−ởng rất nhiều sự tác động của thiên nhiên nh− m−a, gió, bão vμ đặc biệt nguy hiểm khi bị ảnh h−ởng của sét. Khi có sự cố sét đánh vμo TBA, hoặc đ−ờng dây nó sẽ gây h− hỏng cho các thiết bị trong trạm dẫn tới việc ngừng cung cấp điện vμ gây thiệt hại lớn tới nền kinh tế quốc dân. Để nâng cao mức độ cung cấp điện, giảm chi phí thiệt hại vμ nâng cao độ an toμn khi vận hμnh chúng ta phải tính toán vμ bố trí bảo vệ chống sét cho HTĐ. 1.1 - Hiện t−ợng dông sét 1.1.1 - Khái niệm chung: Dông sét lμ một hiện t−ợng của thiên nhiên, đó lμ sự phóng tia lửa điện khi khoảng cách giữa các điện cực khá lớn (trung bình khoảng 5km). Hiện t−ợng phóng điện của dông sét gồm hai loại chính đó lμ phóng điện giữa các đám mây tích điện vμ phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặt đất. Trong phạm vi đồ án nμy ta chỉ nghiên cứu phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặt đất (phóng điện mây - đất). Với hiện t−ợng phóng điện nμy gây nhiều trở ngại cho đời sống con ng−ời. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 2 Các đám mây đ−ợc tích điện với mật độ điện tích lớn, có thể tạo ra c−ờng độ điện tr−ờng lớn sẽ hình thμnh dòng phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn nμy lμ giai đoạn phóng điện tiên đạo. Tốc độ di chuyển trung bình của tia tiên đạo của lần phóng điện đầu tiên khoảng 1,5.10 7cm/s, các lần phóng điện sau thì tốc độ tăng lên khoảng 2.10 8 cm/s (trong một đợt sét đánh có thể có nhiều lần phóng điện kế tiếp nhau bởi vì trong cùng một đám mây thì có thể hình thμnh nhiều trung tâm điện tích, chúng sẽ lần l−ợt phóng điện xuống đất). Tia tiên đạo lμ môi tr−ờng Plasma có điện tích rất lớn. Đầu tia đ−ợc nối với một trong các trung tâm điện tích của đám mây nên một phần điện tích của trung tâm nμy đi vμo trong tia tiên đạo. Phần điện tích nμy đ−ợc phân bố khá đều dọc theo chiều dμi tia xuống mặt đất. D−ới tác dụng của điện tr−ờng của tia tiên đạo, sẽ có sự tập trung điện tích khác dấu trên mặt đất mμ địa điểm tập kết tùy thuộc vμo tình hình dẫn điện của đất. Nếu vùng đất có địên dẫn đồng nhất thì điểm nμy nằm ngay ở phía d−ới đầu tia tiên đạo. Còn nếu vùng đất có điện dẫn không đồng nhất (có nhiều nơi có điện dẫn khác nhau) thì điện tích trong đất sẽ tập trung về nơi có điện dẫn cao. Quá trình phóng điện sẽ phát triển dọc theo đ−ờng sức nối liền giữa đầu tia tiên đạo với nơi tập trung điện tích trên mặt đất vμ nh− vậy địa điểm sét đánh trên mặt đất đã đ−ợc định sẵn. Do vậy để định h−ớng cho các phóng điện sét thì ta phải tạo ra nơi có mật độ tập trung điện diện tích lớn. Nên việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các công trình đ−ợc dựa trên tính chọn lọc nμy của phóng điện sét. Nếu tốc độ phát triển của phóng điện ng−ợc lμ ν vμ mật độ điện tr−ờng của điện tích trong tia tiên đạo lμ δ thì trong một đơn vị thời gian thì điện tích đi vμ trong đất sẽ lμ: is = ν. δ đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 3 Công thức nμy tính toán cho tr−ờng hợp sét đánh vμo nơi có nối đất tốt (có trị số điện trở nhỏ không đáng kể). Tham số chủ yếu của phóng điện sét lμ dòng điện sét, dòng điện nμy có biên độ vμ độ dốc phân bố theo hμng biến thiên trong phạm vi rộng (từ vμi kA đến vμi trăm kA) dạng sóng của dòng điện sét lμ dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọt của sét ứng với giai đoạn phóng điện ng−ợc (hình 1-1) - Khi sét đánh thẳng vμo thiết bị phân phối trong trạm sẽ gây quá điện áp khí quyển vμ gây hậu quả nghiêm trọng nh− đã trình bμy ở trên. ρ.S α.S ρ.Smin ρ.Smin Hình 1-1 : Sự biến thiên của dòng diện sét theo thời gian 1.1.2 - Tình hình dông sét ở Việt Nam: Việt Nam lμ một trong những n−ớc khí hậu nhiệt đới, có c−ờng độ dông sét khá mạnh. Theo tμi liệu thống kê cho thấy trên mỗi miền đất n−ớc Việt nam có một đặc điểm dông sét khác nhau : + ỏ miền Bắc, số ngμy dông dao động từ 70 ữ 110 ngμy trong một năm vμ số lần dông từ 150 ữ 300 lần nh− vậy trung bình một ngμy có thể xảy ra từ 2 ữ 3 cơn dông. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 4 + Vùng dông nhiều nhất trên miền Bắc lμ Móng Cái. Tại đây hμng năm có từ 250 ữ300 lần dông tập trung trong khoảng 100 ữ 110 ngμy. Tháng nhiều dông nhất lμ các tháng 7, tháng 8. + Một số vùng có địa hình thuận lợi th−ờng lμ khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi vμ vùng đồng bằng, số tr−ờng hợp dông cũng lên tới 200 lần, số ngμy dông lên đến 100 ngμy trong một năm. Các vùng còn lại có từ 150 ữ 200 cơn dông mỗi năm, tập trung trong khoảng 90 ữ 100 ngμy. + Nơi ít dông nhất trên miền Bắc lμ vùng Quảng Bình hμng năm chỉ có d−ới 80 ngμy dông. Xét dạng diễn biến của dông trong năm, ta có thể nhận thấy mùa dông không hoμn toμn đồng nhất giữa các vùng. Nhìn chung ở Bắc Bộ mùa dông tập chung trong khoảng từ tháng 5 đến tháng 9. Trên vùng Duyên Hải Trung Bộ, ở phần phía Bắc (đến Quảng Ngãi) lμ khu vực t−ơng đối nhiều dông trong tháng 4, từ tháng 5 đến tháng 8 số ngμy dông khoảng 10 ngμy/ tháng, tháng nhiều dông nhất (tháng 5) quan sát đ−ợc 12 ữ 15 ngμy (Đμ Nẵng 14 ngμy/ tháng, Bồng Sơn 16 ngμy/tháng ...), những tháng đầu mùa (tháng 4) vμ tháng cuối mùa (tháng 10) dông còn ít, mỗi tháng chỉ gặp từ 2 ữ 5 ngμy dông. Phía Nam duyên hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vμo) lμ khu vực ít dông nhất, th−ờng chỉ có trong tháng 5 số ngμy dông khoảng 10/tháng nh− Tuy Hoμ 10ngμy/tháng, Nha Trang 8 ngμy/tháng, Phan Thiết 13 ngμy/tháng. ở miền Nam khu vực nhiều dông nhất ở đồng bằng Nam Bộ từ 120 ữ 140 ngμy/năm, nh− ở thμnh phố Hồ Chí Minh 138 ngμy/năm, Hμ Tiên 129 ngμy/ năm. Mùa dông ở miền Nam dμi hơn mùa dông ở miền Bắc đó lμ từ tháng 4 đến tháng 11 trừ tháng đầu mùa (tháng 4) vμ tháng cuối mùa (tháng 11) có số ngμy dông đều quan sát đ−ợc trung bình có từ 15 ữ 20 ngμy/tháng, tháng 5 lμ tháng nhiều dông nhất trung bình gặp trên 20 ngμy dông/tháng nh− ở thμnh phố Hồ Chí Minh 22 ngμy, Hμ Tiên 23 ngμy. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 5 ở khu vực Tây Nguyên mùa dông ngắn hơn vμ số lần dông cũng ít hơn, tháng nhiều dông nhất lμ tháng 5 cũng chỉ quan sát đ−ợc khoảng 15 ngμy dông ở Bắc Tây Nguyên, 10 ữ 12 ở Nam Tây Nguyên, Kon Tum 14 ngμy, Đμ Lạt 10 ngμy, PLâycu 17 ngμy. Số ngμy dông trên các tháng ở một số vùng trên lãnh thổ Việt Nam xem bảng 1-1. Từ bảng trên ta thấy Việt Nam lμ n−ớc phải chịu nhiều ảnh h−ởng của dông sét, đây lμ điều bất lợi cho H.T.Đ Việt nam, đòi hỏi ngμnh điện phải đầu t− nhiều vμo các thiết bị chống sét. Đặc biệt hơn nữa nó đòi hỏi các nhμ thiết kế phải chú trọng khi tính toán thiết kế các công trình điện sao cho HTĐ vận hμnh kinh tế, hiệu quả, đảm bảo cung cấp điện liên tục vμ tin cậy. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 6 Bảng 1-1 : Số ngμy dông trong tháng: Tháng Địa điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm Phía Bắc Cao bằng 0,2 0,6 4,2 5,9 12 17 20 19 10 11 0,5 0,0 94 Bắc Cạn 0,1 0,3 3,0 7,0 12 18 20 21 10 2,8 0,2 0,1 97 Lạng Sơn 0,2 0,4 2,6 6,9 12 14 18 21 10 2,8 0,1 0,0 90 Móng Cái 0,0 0,4 3,9 6,6 14 19 24 24 13 4,2 0,2 0,0 112 Hồng Gai 0,1 0,0 1,7 1,3 10 15 16 20 15 2,2 0,2 0,0 87 Hμ Giang 0,1 0,6 5,1 8,4 15 17 22 20 9,2 2,8 0,9 0,0 102 Sa Pa 0,6 2,6 6,6 12 13 15 16 18 7,3 3,0 0,9 0,3 97 Lμo Cai 0,4 1,8 7,0 10 12 13 17 19 8,1 2,5 0,7 0,0 93 Yên Bái 0,2 0,6 4,1 9,1 15 17 21 20 11 4,2 0,2 0,0 104 Tuyên Quang 0,2 0,0 4,0 9,2 15 17 22 21 11 4,2 0,5 0,0 106 Phú Thọ 0,0 0,6 4,2 9,4 16 17 22 21 11 3,4 0,5 0,0 107 Thái Nguyên 0,0 0,3 3,0 7,7 13 17 17 22 12 3,3 0,1 0,0 97 Hμ Nội 0,0 0,3 2,9 7,9 16 16 20 20 11 3,1 0,6 0,9 99 Hải Phòng 0,0 0,1 7,0 7,0 13 19 21 23 17 4,4 1,0 0,0 111 Ninh Bình 0,0 0,4 8,4 8,4 16 21 20 21 14 5,0 0,7 0,0 112 Lai Châu 0,4 1,8 13 12 15 16 14 14 5,8 3,4 1,9 0,3 93 Điện Biên 0,2 2,7 12 12 17 21 17 18 8,3 5,3 1,1 0,0 112 Sơn La 0,0 1,0 14 14 16 18 15 16 6,2 6,2 1,0 0,2 99 Nghĩa Lộ 0,2 0,5 9,2 9,2 14 15 19 18 10 5,2 0,0 0,0 99 Thanh Hoá 0,0 0,2 7,3 7,3 16 16 18 18 13 3,3 0,7 0,0 100 Vinh 0,0 0,5 6,9 6,9 17 13 13 19 15 5,6 0,2 0,0 95 Con Cuông 0,0 0,2 13 13 17 14 13 20 14 5,2 0,2 0,0 103 Đồng Hới 0,0 0,3 6,3 6,3 15 7,7 9,6 9,6 11 5,3 0,3 0,0 70 Cửa Tùng 0,0 0,2 7,8 7,8 18 10 12 12 12 5,3 0,3 0,0 85 Phía Nam Huế 0,0 0,2 1,9 4,9 10 6,2 5,3 5,1 4,8 2,3 0,3 0,0 41,8 Đμ Nẵng 0,0 0,3 2,5 6,5 14 11 9,3 12 8,9 3,7 0,5 0,0 69,5 Quảng Ngãi 0,0 0,3 1,2 5,7 10 13 9,7 1,0 7,8 0,7 0,0 0,0 59,1 Quy Nhơn 0,0 0,3 0,6 3,6 8,6 5,3 5,1 7,3 9,6 3,3 0,6 0,0 43,3 Nha Trang 0,0 0,1 0,6 3,2 8,2 5,2 4,6 5,8 8,5 2,3 0,6 0,1 39,2 Phan Thiết 0,2 0,0 0,2 4,0 13 7,2 8,8 7,4 9,0 6,8 1,8 0,2 59,0 Kon Tum 0,2 1,2 6,8 10 14 8,0 3,4 0,2 8,0 4,0 1,2 0,0 58,2 Playcu 0,3 1,7 5,7 12 16 9,7 7,7 8,7 17 9,0 2,0 0,1 90,7 Đμ Lạt 0,6 1,6 3,2 6,8 10 8,0 6,3 4,2 6,7 3,8 0,8 0,1 52,1 Blao 1,8 3,4 11 13 10 5,2 3,4 2,8 7,2 7,0 4,0 0,0 70,2 Sμi Gòn 1,4 1,0 2,5 10 22 19 17 16 19 15 11 2,4 138 Sóc Trăng 0,2 0,0 0,7 7,0 19 16 14 15 13 1,5 4,7 0,7 104 Hμ Tiên 2,7 1,3 10 20 23 9,7 7,4 9,0 9,7 15 15 4,3 128 đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 7 1.2- ảnh h−ởng của dông sét đến h.t.đ việt nam: - Nh− đã trình bμy ở phần tr−ớc biên độ dòng sét có thể đạt tới hμng trăm kA, đây lμ nguồn sinh nhiệt vô cùng lớn khi dòng điện sét đi qua vật nμo đó. Thực tế đã có dây tiếp địa do phần nối đất không tốt, khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị nóng chảy vμ đứt, thậm chí có những cách điện bằng sứ khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị vỡ vμ chảy ra nh− nhũ thạch, phóng điện sét còn kèm theo việc di chuyển trong không gian l−ợng điện tích lớn, do đó tạo ra điện từ tr−ờng rất mạnh, đây lμ nguồn gây nhiễu loạn vô tuyến vμ các thiết bị điện tử , ảnh h−ởng của nó rất rộng, ở cả những nơi cách xa hμng trăm km. - Khi sét đánh thẳng vμo đ−ờng dây hoặc xuống mặt đất gần đ−ờng dây sẽ sinh ra sóng điện từ truyền theo dọc đ−ờng dây, gây nên quá điện áp tác dụng lên cách điện của đ−ờng dây. Khi cách điện của đ−ờng dây bị phá hỏng sẽ gây nên ngắn mạch pha - đất hoặc ngắn mạch pha  pha buộc các thiết bị bảo vệ đầu đ−ờng dây phải lμm việc. Với những đ−ờng dây truyền tải công suất lớn, khi máy cắt nhảy có thể gây mất ổn định cho hệ thống, nếu hệ thống tự động ở các nhμ máy điện lμm việc không nhanh có thể dẫn đến rã l−ới. Sóng sét còn có thể truyền từ đ−ờng dây vμo trạm biến áp hoặc sét đánh thẳng vμo trạm biến áp đều gây nên phóng điện trên cách điện của trạm biến áp , điều nμy rất nguy hiểm vì nó t−ơng đ−ơng với việc ngắn mạch trên thanh góp vμ dẫn đến sự cố trầm trọng. Mặt khác, khi có phóng điện sét vμo trạm biến áp, nếu chống sét van ở đầu cực máy biến áp lμm việc không hiệu quả thì cách điện của máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vô cùng lớn. Qua đó ta thấy rằng sự cố do sét gây ra rất lớn, nó chiếm chủ yếu trong sự cố l−ới điện, vì vậy dông sét lμ mối nguy hiểm lớn nhất đe doạ hoạt động của l−ới điện. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 8 *Kết luận: Sau khi nghiên cứu tình hình dông sét ở Việt Nam vμ ảnh h−ởng của dông sét tới hoạt động của l−ới điện. Ta thấy rằng việc tính toán chống sét cho l−ới điện vμ trạm biến áp lμ rất cần thiết để nâng cao độ tin cậy trong vận hμnh l−ới điện. ch−ơng2: tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét đ−ờng dây Đ−ờng dây trong HTĐ lμm nhiệm vụ truyền tải điện năng đến các hộ dùng điện. Đ−ờng dây lμ phần tử phải hứng chịu nhiều phóng điện sét nhất so với các phần tử khác trong HTĐ. Khi đ−ờng dây bị phóng điện sét nếu biên độ dòng sét lớn tới mức lμm cho quá điện áp xuất hiện lớn hơn điện áp phóng điện xung kích của cách điện sẽ dẫn đến phóng điện vμ gây ngắn mạch đ−ờng dây, buộc máy cắt đầu đ−ờng dây phải tác động. Nh− vậy việc cung cấp điện bị gián đoạn. Nếu điện áp nhỏ hơn trị số phóng điện xung kích của cách điện đ−ờng dây thì sóng sét sẽ truyền từ đ−ờng dây vμo trạm biến áp vμ sẽ dẫn tới các sự cố trầm trọng tại trạm biến áp. Vì vậy bảo vệ chống sét cho đ−ờng dây phải xuất phát từ chỉ tiêu kinh tế kết hợp với yêu cầu kỹ thuật vμ yêu cầu cung cấp điện của đ−ờng dây đó. 2.1- lý thuyết tính toán. 2.1.1- Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét. Phạm vi bảo vệ của dây chống sét đ−ợc thể hiện nh− ( hình 2-1 ) đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 9 hx Hình 2-1: Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét 1,2h 0,6h hx h 0,2h Dây chống sét Chiều rộng của phạm vi bảo vệ ở mức cao h2 cũng đ−ợc tính theo công thức sau: + Khi hx > 2/3h thì bx = 0,6h (1-hx/h ) (2  1) + Khi hx ≤ h thì bx = 1,2h (1- hx/0,8h (2  2) Chiều dμi của phạm vi bảo vệ dọc theo chiều dμi đ−ờng dây nh− hình (2 2 ). đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 10 C B A α 2 α 1 Hình 2-2: Góc bảo vệ của một dây chống sét. Có thể tính toán đ−ợc trị số giới hạn của góc α lμ α = 310, nh−ng trong thực tế th−ờng lấy khoảng α = 20 0 ữ 250. 2.1.2- Xác suất phóng điện sét vμ số lần cắt điện do sét đánh vμo đ−ờng dây. Với độ treo cao trung bình của dây trên cùng (dây dẫn hoặc dây chống sét ) lμ h, đ−ờng dây sẽ thu hút về phía mình các phóng điện của sét trên dải đất có chiều rộng lμ 6h vμ chiều dμi bằng chiều dμi đ−ờng dây (l). Từ số lần phóng điện sét xuống đất trên diện tích 1 km2 ứng với một ngμy sét lμ 0,1ữ0,15 ta có thể tính đ−ợc tổng số lần có sét đánh thẳng vμo đ−ờng dây (dây dẫn hoặc dây chống sét). N=(0,6ữ0,9). h .10-3.l.nng.s (2  3) Trong đó: + h: độ cao trung bình của dây dẫn hoặc dây chống sét (m). + l: chiều dμi đ−ờng dây (km ). + nng. s:số ngμy sét /năm trong khu vực có đ−ờng dây đi qua. Vì các tham số của phóng điện sét : biên độ dòng điện (Is) vμ độ dốc của dòng điện (a = dis /dt), có thể có nhiều trị số khác nhau, do đó không phải tất cả các lần có sét đánh lên đ−ờng dây đều dẫn đến phóng điện trên cách đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 11 điện. Chỉ có phóng điện trên cách điện của đ−ờng dây nếu quá điện áp khí quyển có trị số lớn hơn mức cách điện xung kích của đ−ờng dây. Khả năng phóng điện đ−ợc biểu thị bởi xác suất phóng điện ( Vp đ ). Số lần xảy ra phóng điện sẽ lμ: Npđ = N. Vpđ = ( 0,6ữ0,9 ). h . 10-3. l . nng s. Vpđ . ( 2  4 ) Vì thời gian tác dụng lên quá điện áp khí quyển rất ngắn khoảng 100 μs mμ thời gian của các bảo vệ rơle th−ờng không bé quá một nửa chu kỳ tần số công nghiệp tức lμ khoảng 0,01s. Do đó không phải cứ có phóng điện trên cách điện lμ đ−ờng dây bị cắt ra. Đ−ờng dây chỉ bị cắt ra khi tia lửa phóng điện xung kích trên cách điện trở thμnh hồ quang duy trì bởi điện áp lμm việc của đ−ờng dây đó. Xác suất hình thμnh hồ quang (η ) phụ thuộc vμo Gradien của điện áp lμm việc dọc theo đ−ờng phóng điện : η = ƒ(Elv) ; Elv = Ulv/lpđ (kV/m ). Trong đó: + η: xác suất hình thμnh hồ quang. + Ulv: điện áp lμm việc của đ−ờng dây ( kV ). + lpđ: chiều dμi phóng điện ( m). Do đó số lần cắt điện do sét của đ−ờng dây lμ: Ncđ = Npđ. η. = (0,6ữ0,9). h. nng .s. vpđ. η. (2  5) Để so sánh khả năng chịu sét của đ−ờng dây có các tham số khác nhau, đi qua các vùng có c−ờng độ hoạt động của sét khác nhau ng−ời ta tính trị số " suất cắt đ−ờng dây" tức lμ số lần cắt do sét khi đ−ờng dây có chiều dμi 100km. ncđ = ( 0,06ữ0,09). h. nng s. Vpđ .η. (2  6) Đ−ờng dây bị tác dụng của sét bởi ba nguyên nhân sau: + Sét đánh thẳng vμo đỉnh cột hoặc dây chống sét lân cận đỉnh cột. + Sét đánh vòng qua dây chống sét vμo dây dẫn. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 12 + sét đánh vμo khoảng dây chống sét ở giữa khoảng cột. Cũng có khi sét đánh xuống mặt đất gần đ−ờng dây gây quá điện áp cảm ứng trên đ−ờng dây, nh−ng tr−ờng hợp nμy không nguy hiểm bằng ba tr−ờng hợp trên. Khi đ−ờng dây bị sét đánh trực tiếp sẽ phải chịu đựng toμn bộ năng l−ợng của phóng điện sét, do vậy sẽ tính toán dây chống sét cho đ−ờng dây với ba tr−ờng hợp trên. Cuối cùng ta có số lần cắt do sét của đ−ờng dây. ncđ = nc + nkv + ndd ( 2  7) Trong đó: + nc : số lần cắt do sét đánh vμo đỉnh cột. +nkv: số lần cắt do sét đánh vμo khoảng v−ợt. + ndd: số lần cắt do sét đánh vμo dây dẫn. 2.1.2.1 - Các số liệu chuẩn bị cho tính toán. Đ−ờng dây tính toán l = 150km. (Ninh Bình  Hμ Đông) Xμ đỡ kiểu cây thông, lắp trên cột bê tông đơn. Dây chống sét treo tại đỉnh cột. Dây dẫn đ−ợc treo bởi chuỗi sứ Π- 4,5 gồm 7 bát sứ, mỗi bát sứ cao170mm. Dây chống sét dùng dây thép C-70 có d = 11mm ; r = 5,5mm. Dây dẫn dùng dây AC-120mm có d = 19mm; r = 9,5mm. Khoảng v−ợt lμ 150m. 2.1.2.2 - Xác định độ treo cao trung bình của dây chống sét vμ dây dẫn. Độ treo cao trung bình của dây đ−ợc xác định theo công thức: hdd = h  2/3f . (2  8) Trong đó: + h: độ cao của dây tại đỉnh cột hay tại khoá néo của chuỗi sứ. + f: độ võng của dây chống sét hay dây dẫn. fdd = γ. l2/ 8. σ. (2  9) đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 13 γ = p/s =492/120. 1000 = 0,0041. (p : khối l−ợng 1km dây AC- 120 ,p=492 Kg/Km ; s: tiết diện dây AC-120 , s= 120 mm2.) σ : hệ số cơ của đ−ờng dây ở nhiệt độ trung bình , σ = 7,25. 16,2m 12m 1,5m 3m 3m C B A 9,0m 1,2m 1,75m Hình 2-3: Độ cao dây chống sét vμ dây dẫn. l: chiều dμi khoảng v−ợt của đ−ờng dây = 150m. fdd = 0,0041.150 2/8. 7,25 = 1,5905 m ≈ 1,6 m ở đây ta lấy fdd = 1,8 m. fcs = 1,5 m. Độ treo cao trung bình của dây dẫn theo (2-9) lμ: hdd cs = hcs  2/3 fcs = 16,2  2/3.1,5 = 15,2m. hdd tbA = hdd A  2/3 fdd = 12  2/3. 1,8 = 10,8 m. hdd tbB = hdd B  2/3 fdd = 9  2/3. 1,8 = 7,8 m. 2.1.2.3- Tổng trở sóng của dây chống sét vμ dây dẫn. Zdd = 60.ln (2.hdd / r). ( 2  10 ) Zdd A = 60. ln [ ( 2. 10,8) / (9,5. 10-3 ) ] = 463,75 Ω. Zdd B = 60. ln [ ( 2. 7,8 ) / ( 9,5. 10-3 ) ] = 444,22 Ω. Với dây chống sét ta phải tính tổng trở khi có vầng quang vμ khi không có vầng quang. đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 14 + Khi không có vầng quang: Zd cs =60. ln [ ( 2. 15,2 ) / ( 5,5. 10-3 )] = 517 Ω + Khi có vầng quang, ta phải chia Zd cs cho hệ số hiệu chỉnh vầng quang. λ = 1,3 ( tra bảng 3-3 sách h−ớng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp). Zdvq cs = Zd cs / λ = 517/1,3 = 397,69 Ω. 2.1.2.4 - Hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn chống sét với các dây pha. Công thức (2  11) đ−ợc xác định theo hình (2  4). 2' h2 D12 1 (A;B;C) d12 2 Hình 2-4: Phép chiếu g−ơng qua mặt đất . )( r h ln d D ln K 112 2 2 2 12 12 −= Trong đó: + h2: độ cao trung bình của dây chống sét. + D12: khoảng cách giữa dây pha vμ ảnh của dây chống sét. + d12: khoảng cách giữa dây chống sét vμ dây pha. + h1: độ cao trung bình của dây dẫn pha. + λ: hệ số hiệu chỉnh vầng quang (λ = 1,3) đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 15 Theo kết quả tính tr−ớc ta có: hdd A = 10,8m ; hdd B = hdd C = 7,8m ; hdd cs = 15,2m. áp dụng định lý Pitago ta có khoảng cách từ dây chống sét đến các dây pha vμ từ dây pha đến ảnh của dây chống sét nh− hình ( 2  5). Với pha A: m,,,)IA()ID(d 4645124 222212 =+=+= D 'K BC 1,75m A D 4, 2m 12 m 9m 16 ,2 m 16 ,2 m K 1,5m Hình 2-5: Xác định khoảng cách theo phép chiếu g−ơng qua mặt đất. m,,)IE()IA(D 046242451 222212 =+=+= Với pha B,C: m,,,)IB()ID(d 41775127 222212 =+=+= m,,)IE()IB(D 081818751 222212 =+=+= đồ án tốt nghiệp Kỹ t