LỜI NÓI ĐẦU
Sản xuất điện năng là một nghành quan trọng đối với nền kinh tế quốc đân, là một yếu tố để đánh giá tình trạng phát triển công nhiệp của một quốc gia. Trên thế giới phần lớn điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện và thuỷ điện.
Nước ta là một nước đang phát triển, nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng tăng cao, do đáo cần phải liên tục phát triển nguồn điện để đáp ứng nhu cầu toàn đất nước.
Trong đồ án này là kết quả tính toán để thiết kế nhà máy nhiệt điện - bao gồm phần điện và phần chống sét - cung cấp cho phụ tải đã được xác định trước.
Nhà máy gồm 5 tổ máy, mỗi máy phát có công suất 125 MVA. Ngoài ra còn tính toán thiết kế trạm biến áp 220 kv, 110kv , 22kv.
Phần I : NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Chương 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP
I /. Cách xây dựng đồ thị phụ tải:
1/. Phụ tải điện
Phụ tải điện là các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điện năng biến đổi thành dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, hoá năng. Nói cách khác Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các hộ dùng điện
Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát :
Phụ tải có thể phân loại theo tính chất:
+ Phụ tải động lực : cung cấp cho các động cơ điện
+ Phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải điện có thể phân loại theo khu vực sử dụng:
+ Phụ tải công nghiệp
+ Phụ tải nông thôn
+ Phụ tải sinh hoạt
Phụ tải có thể phân loại theo mức độ quan trong:
+ Phụ tải loại 1 : Khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trị.
+ Phụ tải loại 2 : Khi mất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế, xản suất nhưng không nghiêm trọng như loại một.
+ Phụ tải loại 3 : Về nguyên tắc có thể mất điện trong khoảng thời gian ngắn không ảnh hưởng đến nhiều các nhà tiêu thụ.
2/. Cách xây dựng đồ thị phụ tải ngày của nhà máy :
Đồ thị phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải ( S,P,Q) theo thời gian t.
Đồ thị phụ tải ngày vẽ bằng oat-kê' tự ghi là chính xác nhất, nhưng cũng có thể vẽ theo từng điểm, nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian xác định ghi lại trị số phụ tải rồi nối lại thành dạng đường gấp khúc. Phương pháp vẽ theo từng điểm tuy không chính xác, nhưng trong thực tế được dùng rất phổ biến.
Để tính toán thuận tiện, thường biến đường gấp khúc thành dạng đường bậc thang nhưng phải bảo đảm hai điều kiện : diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn bậc thang với trục toạ độ phải đúng bằng diện tích giới hạn bởi đường gấp khúc với trục toạ độ, các điểm cực đại và cực tiểu trên cả hai đường biểu diễn không thay đổi.
Khi biết được công suất tác dụng P sẽ suy ra công suất phản kháng
Q = Ptg. và tính được công suất biểu kiến
3/. Tổng hợp đồ thị phụ tải.
Tổng hợp đồ thị phụ tải là cộng hai hoặc nhiều đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp do nhà máy hay trạm biến áp cần cung cấp điện.
Đồ thị phụ tải ngày của toàn nhà máy bằng tổng các đồ thị phụ tải ngày các cấp cộng với tổn thất qua các máy biến áp điện lực và tự dùng của nhà máy. Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo công thức:
Trong đó : Stdmax : công suất tự dùng cực đại của nhà máy
St() : Phụ tải tổng tại thời điểm t
Sđm : Công suất định mức của nhà máy
107 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2033 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế nhà máy nhiệt điện và bảo vệ chống sét, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
0,1
0,1
0,1
Watt keá taùc duïng
ý 253
0,5
0,5
0,5
Watt keá phaûn khaùng
ö 37
0,5
0,5
0,5
Watt keá töï ghi
P 395
10
10
10
Coâng tô taùc duïng
P672M
2,5
2,5
2,5
Coâng tô phaûn khaùng
P673M
2,5
2,5
Toâng coâng suaát
16,1
13,6
16,1
Toång trôû lôùn nhaát :
Choïn Bieán doøng BI loaïi : TIIIB-15 ; Uñm = 15 kv ; Isc = 8000 (A) ;
Itc = 5 (A) ; Z2ñm_BI = 1,2 W ;
Ilññ = 100(KA) ; Inh = 20(KA) ;
Tnh= 3(s).
Kieåm tra : UBI = 15 kv > Uht = 10,5 kv;
Ilññ = .100 = 141 (KA) > Ixk = 113,16 (KA)
Z2ñm_BI = 1,2 W > Zdc = 0,644 W
Suy ra bieán doøng ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän .
**Choïn daây daãn.
Laáy khoaûng caùch töø bieán doøng ñeán caùc duïng cuï ño laø 100 m.
Trôû khaùng cho pheùp cuûa ñöôøng daây laø:
Zdd = Z2ñm_BI - Zdc = 1,2 – 0,644 = 0,566 W
; Vôùi : ñieän trôû suaát cuûa ñoàng.
Choïn Sdd = 5 mm2 .
+ Kieåm tra oån ñònh nhieät.
IN = 44,46 (KA)
suy ra : >
thoûa yeâu caàu
+ Kieåm tra oån ñònh ñoäng .
Ixk = 113,16 (KA)
Ilññ = .100 = 141 (KA) > Ixk = 113,16 (KA)
Thoûa yeâu caàu
b./ Choïn bieán doøng BI caáp 22 kv.
Ñieàu kieän choïn BI :
ta coù :
= 2.Ibt_max = 2X0,227 = 0,454(KA)
Ixk = 22,25 (KA)
choïn duïng cuï ño vaø phaân boá coâng suaát nhö sau:
Duïng cuï ño
loaïi
Phuï taûi
pha A (VA)
Phuï taûi
pha B (VA)
Phuï taûi
pha C (VA)
Ampe keá
ý 377
0,1
0,1
0,1
Watt keá taùc duïng
ý 253
0,5
0,5
0,5
Watt keá phaûn khaùng
ö 37
0,5
0,5
0,5
Watt keá töï ghi
P 395
10
10
10
Coâng tô taùc duïng
P672M
2,5
2,5
2,5
Coâng tô phaûn khaùng
P673M
2,5
2,5
Toâng coâng suaát
16,1
13,6
16,1
Toång trôû lôùn nhaát :
Choïn Bieán doøng BI loaïi : TPO_I -22 ; Uñm = 22 kv ; Isc = 800 (A) ;
Itc = 5 (A) ; Z2ñm_BI = 0,8 W ;
Ilññ = 120(KA) ; Inh = 32(KA) ;
Tnh= 3(s).
Kieåm tra : UBI = 22 kv = Uht = 22 kv;
Ilññ = .120 = 169,7 (KA) > Ixk = 22,25 (KA)
Z2ñm_BI = 0,8 W > Zdc = 0,644 W
Suy ra bieán doøng ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän .
**Choïn daây daãn.
Laáy khoaûng caùch töø bieán doøng ñeán caùc duïng cuï ño laø 100 m.
Trôû khaùng cho pheùp cuûa ñöôøng daây laø:
Zdd = Z2ñm_BI - Zdc = 0,8 – 0,644 = 0,156 W
; Vôùi : ñieän trôû suaát cuûa ñoàng.
Choïn Sdd = 15 mm2 .
+ Kieåm tra oån ñònh nhieät.
IN = 8,74(KA)
suy ra : >
thoûa yeâu caàu
+ Kieåm tra oån ñònh ñoäng .
Ixk = 22,25 (KA)
Ilññ = .120 = 169,7 (KA) > Ixk = 22,25 (KA)
Thoûa yeâu caàu
c./ Choïn bieán doøng BI caáp 110 kv.
Ñieàu kieän choïn BI :
Uñm_BI > UHT ; Iñm_BI > Icb_max ; Z2ñm_BI > Z2å = R2å ;
;
ta coù :
= 2.Ibt_max = 2X0,147 = 0,294(KA)
Ixk = 17,696 (KA)
Choïn duïng cuï ño vaø phaân boá coâng suaát nhö sau:
Duïng cuï ño
loaïi
Phuï taûi
pha A (VA)
Phuï taûi
pha B (VA)
Phuï taûi
pha C (VA)
Ampe keá
ý 377
0,1
0,1
0,1
Watt keá taùc duïng
ý 253
0,5
0,5
0,5
Watt keá phaûn khaùng
ö 37
0,5
0,5
0,5
Watt keá töï ghi
P 395
10
10
10
Coâng tô taùc duïng
P672M
2,5
2,5
2,5
Coâng tô phaûn khaùng
P673M
2,5
2,5
Toâng coâng suaát
16,1
13,6
16,1
Toång trôû lôùn nhaát :
Choïn Bieán doøng BI loaïi : TF3M110BI ; Uñm = 110 kv ; Isc = 400 (A) ;
Itc = 5 (A) ; Z2ñm_BI = 1,2 W ;
Ilññ = 62(KA) ; Inh = 14(KA) ;
Tnh= 3(s).
Kieåm tra : UBI = 110 kv = Uht = 110 kv;
Ilññ = .62 = 87,42 (KA) > Ixk = 17,696 (KA)
Z2ñm_BI = 1,2 W > Zdc = 0,644 W
Suy ra bieán doøng ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän .
** Choïn daây daãn.
Laáy khoaûng caùch töø bieán doøng ñeán caùc duïng cuï ño laø 100 m.
Trôû khaùng cho pheùp cuûa ñöôøng daây laø:
Zdd = Z2ñm_BI - Zdc = 1,2 – 0,644 = 0,556 W
; Vôùi : ñieän trôû suaát cuûa ñoàng.
Choïn Sdd = 5 mm2 .
+ Kieåm tra oån ñònh nhieät.
IN = 6,95(KA)
suy ra : >
thoûa yeâu caàu
+ Kieåm tra oån ñònh ñoäng .
Ixk = 17,96 (KA)
Ilññ = .62 = 87,42 (KA) > Ixk = 17,69 (KA)
Thoûa yeâu caàu
d./ Choïn bieán doøng BI caáp 220 kv.
Ñieàu kieän choïn BI :
Uñm_BI > UHT ; Iñm_BI > Icb_max ; Z2ñm_BI > Z2å = R2å ;
;
ta coù :
= 2.Ibt_max = 2X0,068 = 0,136(KA)
IN =8,655 (KA)
Ixk = 22,02 (KA)
choïn duïng cuï ño vaø phaân boá coâng suaát nhö sau:
Duïng cuï ño
loaïi
Phuï taûi
pha A (VA)
Phuï taûi
pha B (VA)
Phuï taûi
pha C (VA)
Ampe keá
ý 377
0,1
0,1
0,1
Watt keá taùc duïng
ý 253
0,5
0,5
0,5
Watt keá phaûn khaùng
ö 37
0,5
0,5
0,5
Watt keá töï ghi
P 395
10
10
10
Coâng tô taùc duïng
P672M
2,5
2,5
2,5
Coâng tô phaûn khaùng
P673M
2,5
2,5
Toâng coâng suaát
16,1
13,6
16,1
Toång trôû lôùn nhaát :
Choïn Bieán doøng BI loaïi : TF3M220BI ; Uñm = 220 kv ; Isc = 500 (A) ;
Itc = 5 (A) ; Z2ñm_BI = 1,2 W ;
Ilññ = 45(KA) ; Inh = 17(KA) ;
Tnh= 3(s).
Kieåm tra : UBI = 220 kv = Uht = 220 kv;
Ilññ = .45 = 63,45 (KA) > Ixk = 22,02 (KA)
Z2ñm_BI = 1,2 W > Zdc = 0,644 W
Suy ra bieán doøng ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän .
** Choïn daây daãn.
Laáy khoaûng caùch töø bieán doøng ñeán caùc duïng cuï ño laø 100 m.
Trôû khaùng cho pheùp cuûa ñöôøng daây laø:
Zdd = Z2ñm_BI - Zdc = 1,2 – 0,644 = 0,556 W
; Vôùi : ñieän trôû suaát cuûa ñoàng.
Choïn Sdd = 5 mm2 .
+ Kieåm tra oån ñònh nhieät.
IN = 8,655(KA)
suy ra : >
Thoûa yeâu caàu
+ Kieåm tra oån ñònh ñoäng .
Ixk = 22,02 (KA)
Ilññ = .45 = 63,45 (KA) > Ixk = 22,02 (KA)
Thoûa yeâu caàu
Vaäy daây daãn ñaõ choïn ñaït yeâu caàu
Chöông 12 : TÖÏ DUØNG TRONG NHAØ MAÙY NHIEÄT ÑIEÄN .
Ñeå saûn xuaát vaø truyeàn taûi ñieän naêng , ngoaøi phaàn cung caáp cho caùc hoä tieâu thuï, baûn thaân nhaø maùy ñieän vaø traïm bieán aùpcuõng tieâu thuï moät löôïng ñieän naêng. Phaàn ñieän naêng naùy ñöôïc goïi laø ñieän töï duøng cuûa nhaø maùy ñieän vaø traïm bieán aùp.
I./ choïn maùy bieán aùp töï duøng.
Töï duøng cuûa nhaø maùy chieám 8% coâng suaát ñaët, nhöng raát quan troïng khoâng nhöõng cho nhaø maùy maø coøn aûnh höôûng ñeán phuï taûi vaø heä thoáng. Töï duøng cuûa maùy phaùt naøo ñöôïc laáy ra töø maùy phaùt ñoù. Ngoaøi ra ñeå ñaûm baûo söï vaän haønh cuûa nhaø maùy trong ñieàu kieän xaáu nhaát, duøng moät nguoàn döï phoøng cho töï duøng laáy ñieän töø caáp ñieän aùp 110 kv.
Töï duøng cuûa nhaø maùy coù hai caáp ñieän aùp :
Caáp ñieän aùp 6 kv chieám 80 % - 90 % Stdtoång. Caáp cho caùc phuï taûi chính cuûa töï duøng laø caùc ñoäng cô.
Caáp ñieän aùp 0,4 kv chieám 10 – 15% Stdtoång caáp cho caùc ñoäng cô nhoû vaø thaép saùng.
1./ Choïn maùy bieán aùp töï duøng
Sñm_B ³ Smax_töïduøng
Kieåm tra khaû naêng töï môû maùy cuûa caùc ñoäng cô ñieän:
a./ Caáp ñieän aùp 6 kv.
Std = 8% Smf = 8%.125 = 10 (MVA)
Theo ñieàu kieän môû maùy ñoäng cô.
Suy ra
trong ñoù : Ikñ=4,8 ; Xk% = 0
choïn UN% = 10
choïn maùy bieán aùp coù caùc thoâng soá.
Kieåu
Sñm(MVA)
Uñm(KV)
DP0(KW)
DPN(KW)
UN%
I0%
UC
UH
TPHC
10
10,5
6,6-6,6
12,3
85
10
0,8
b./ Caáp ñieän aùp 0,4 kv.
Coâng suaát maùy bieán aùp caáp 0,4 kv ñöôïc choïn baèng 15% coâng suaát töï duøng toång;
S.tdtoång = 10 MVA: suy ra Std0,4 kv = 15%.10 = 1,5 MVA
Ta choïn maùy bieán aùp coù : SñmB = 1,6 MVA coù caùc thoâng soá nhö sau:
Kieåu
Sñm(MVA)
Uñm(KV)
DP0(W)
DPN(W)
UN%
I0%
UC
UH
TM
1,6
6
0,4
3300
16500
5,5
1,3
2./ Choïn maùy bieán aùp töï duøng döï phoøng .
a./ Caáp ñieän aùp 6 kv.
Coâng suaát cuûa maùy bieán aùp döï phoøng töï duøng lôùn hôn coâng suaát cuûa maùy bieán aùp töï duøng chính. Ñöôïc ñaáu noái vaø thanh goùp caáp 110 kv, Vaø ñöôïc choïn lôùn hôn hoaëc baèng 1,5.Sñm_BA_chính.
Suy ra : Sñm_BA_dp = 1,5. 10 = 15 (MVA)
Choïn maùy coù Sñm = 16 MVA vôùi caùc thoâng soá nhö sau:
Kieåu
Sñm(MVA)
Uñm(KV)
DP0(KW)
DPN(kW)
UN%
I0%
UC
UH
TMH
16
115
6,6 - 6,6
21
80
10,5
0,85
b./ Caáp ñieän aùp 0,4 kv.
Coâng suaát maùy bieán aùp caáp 0,4 kv ñöôïc choïn baèng 15% coâng suaát töï duøng tính toaùn cuûa maùy bieán aùp döï phoøng chính : = 15 MVA
S.tdtt = 15 MVA: suy ra Std0,4 kv = 15%.15= 2,5 MVA
Ta choïn maùy bieán aùp coù : SñmB = 2,5 MVA coù caùc thoâng soá nhö sau:
Kieåu
Sñm(MVA)
Uñm(KV)
DP0(W)
DPN(W)
UN%
I0%
UC
UH
TM
2,5
6
0,4
3840
1700
6,5
1
II./ Choïn khí cuï ñieän cho heä thoáng töï duøng
1./ Caáp ñieän aùp 6 kv.
a./ Choïn maùy caét sau maùy bieán aùp töï duøng
ta coù :
taïi ñieåm ngaén maïch sau maùy bieán aùp töï duøng :
XN = X*MF + X*BA_td = 0,2224 + 1 = 1,2224
Suy ra :
vaäy choïn maùy caét coù caùc thoâng soá
Teân
Kieåu
Uñm (KV)
Iñm (KA)
Ic_ñm(KA)
Ilññ (KA)
MCtd
8DA10
7,2
3,15
40
110
b./ Choïn daây daãn
Icb_max = Ibt_max.1,4 = 0,482 . 1,4 = 0,674 (KA)
Choïn 2 caùp caùch ñieän baèng giaáy loõi ñoàng vôùi maät ñoä doøng :
Jkt = 2 (A/mm2)
Suy ra
vaäy choïn 2 caùp 2 loõi baèng ñoàng coù Uñm = 10 kv
tieát dieän loõi theùp Sd = 185 mm2 ; Icp = 2.400 = 800 (A)
+ kieåm tra ñieàu kieän phaùt noùng bình thöôøng
K1.K2.Icp ³ Ibt ; 0,88.0,9.800 = 633 (A) > Ibt_max = 482 (A)
+ kieåm tra ñieàu kieän phaùt noùng cöôõng böùc.
1,3.K1.K2.Icp ³ Ibt ; 1,3.0,88.0,9.800 = 823,68 (A) > Ibt_max = 674 (A)
thoûa yeâu caàu
2./ Caáp ñieän aùp 0,4 kv
doøng ngaén maïch sau maùy bieán aùp.
Trong ñoù :
suy ra :
a./ Choïn Aptomat :
Uñm > UHT = 0,4 kv
Iñm > Icb_max = 2,618 (KA)
Icñm > Inm = 4,21 (KA)
Ilññ > Ixk = 10,7 (KA)
Choïn APTOMAT coù caùc thoâng soá nhö sau:
Loaïi
Uñm(KV)
Iñm(KA)
Icñm(KA)
M_32
0,69
3,2
75
b./ Choïn caùp ñieän löïc haï aùp caáp 0,4 kv
Choïn caùp theo ñieàu kieän doøng ñieän cho pheùp laâu daøi.
trong ñoù kqt = 1,3
suy ra
ta choïn 4 caùp 1 loõi ñoàng coù tieát dieän : Sd = 250 mm2 ;
Icp = 4.568 = 2272 (KA)
Kieåm tra :
Ñaït yeâu caàu .
III. / choïn khí cuï ñieän cho heä thoáng töï duøng döï phoøng
1./ Caáp ñieän aùp 6 kv.
a./Cchoïn maùy caét sau maùy bieán aùp töï duøng döï phoøng
ta coù :
+ Taïi ñieåm ngaén maïch sau maùy bieán aùp töï duøng döï phoøng :
Ta coù sô ñoà thay theá ñeå tính ñieåm ngaén maïch sau maùy bieán aùp töï duøng.
Vaäy vôùi caùc thoâng soá tính toaùn
Choïn maùy caét vaø dao caùch ly coù caùc thoâng soá
Teân
Kieåu
Uñm (KV)
Iñm (KA)
Ic_ñm(KA)
Ilññ (KA)
DCLtd
PBP-10
10
2,5
85
MCtd
Býý -6
6,6
3,15
40
110
b./ Choïn daây daãn
Icb_max = Ibt_max.1,4 = 0,482 . 1,4 = 0,674 (KA)
Choïn 2 caùp caùch ñieän baèng giaáy loõi ñoàng vôùi maät ñoä doøng :
Jkt = 2 (A/mm2)
Suy ra
vaäy choïn 2 caùp 3 loõi baèng ñoàng coù Uñm = 6 kv
tieát dieän loõi ñoàng Sd =150 mm2 ; Icp = 2.500=1000 (A)
+ kieåm tra ñieàu kieän phaùt noùng bình thöôøng
K1.K2.Icp ³ Ibt ; 0,88.0,9.1000 = 792(A) > Ibt_max = 482 (A)
+ kieåm tra ñieàu kieän phaùt noùng cöôõng böùc.
1,3.K1.K2.Icp ³ Ibt ; 1,3.0,88.0,9.1000 = 1029(A) > Ibt_max = 674 (A)
Vaäy caùp ñaõ choïn thoûa yeâu caàu
2./ Caáp ñieän aùp 0,4 kv
doøng ngaén maïch sau maùy bieán aùp.
Trong ñoù :
suy ra :
a./ Choïn Aptomat :
Uñm > UHT = 0,4 kv
Iñm > Icb_max = 2,618 (KA)
Icñm > Inm = 5,55 (KA)
Ilññ > Ixk = 14,14 (KA)
Choïn APTOMAT coù caùc thoâng soá nhö sau:
Loaïi
Uñm(KV)
Iñm(KA)
Icñm(KA)
M_32
0,69
3,2
75
b./ Choïn caùp ñieän löïc haï aùp caáp 0,4 kv
+ Choïn caùp theo ñieàu kieän doøng ñieän cho pheùp laâu daøi.
trong ñoù kqt = 1,3
suy ra
ta choïn 4 caùp 1 loõi ñoàng coù tieát dieän : Sd = 250 mm2 ;
Icp = 4.568 = 2272 (KA)
Kieåm tra :
Ñaït yeâu caàu .
Phaàn II : BAÛO VEÄ CHOÁNG SEÙT.
Chöông 1 : BAÛO VEÄ CHOÁNG SEÙT ÑAÙNH TRÖÏC TIEÁP.
Ñeå baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp cho heä thoáng ñieän, cô baûn coù theå duøng coät thu seùt hoaëc daây choáng seùt. ÔÛ ñaây ta seõ duøng coät thu seùt ñeå baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp cho traïm bieán aùp vaø nhaø maùy ñieän.
1./ Keát caáu cuûa coät thu seùt :
+ Keát caáu cuûa moät coät thu seùt goàm caùc phaàn sau :
- Boä phaän thu seùt : laøm baèng theùp oáng hoaëc thanh, tieát dieän khoâng nhoû hôn 100 mm2 ñöôïc ñaët thaúng ñöùng goäi laø kim thu seùt . Noù cuõng coù theå laø daây theùp caêng ngang giöõa caùc coät goïi laø daây choáng seùt.
- Boä phaän daãn doøng seùt noái lieàn boä phaän kim thu seùt vôùi boä phaän noái ñaát laïi vôùi nhau, ñöôïc taïo bôûi baûn thaân keát caáu coät thu seùt hay baèng daây theùp coù tieát dieän khoâng nhoû hôn 50 mm2
- Boä phaän noái ñaát ñöôïc taïo bôûi heä thoáng coïc vaø thanh baèng ñoàng hoaëc theùp noái lieàn nhau, choân trong ñaát, coù ñieän trôû taûn beù ñeå doøng ñieän taûn nhanh vaøo trong ñaát.
2./ Phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt .
a./ Phaïm vi baûo veä cuûa 1 coät thu seùt :
+ Moät coät thu seùt cao h (m) ñeå baûo veä toaøn boä coâng trình coù ñoä cao hx (m) thì cao trình ñoù phaûi naèm trong vuøng baûo veä cuûa kim thu seùt . Baùn kính baûo veä cuûa coät thu seùt ñöôïc tính theo coâng thöùc thöïc nghieäm:
+ Trong thieát keá, ñeå ñôn giaûn ngöôøu ta thöôøng thay theá bieåu thöùc treân baèng hai bieåu thöùc sau ñaây :
Neáu thì
Neáu thì
Trong ñoù : h laø ñoä cao coät thu seùt (m) ;
hx laø ñoä cao caàn ñöôck baûo veä (m) ;
rx baùn kính baûo veä cuûa kim thu seùt ;
p – heä soá hieäu chænh
tuyø thuoäc vaøo chieàu cao cuûa coät thu seùt :
p = 1 khi h £ 30 m ; khi 30 m £ h £ 60 m
b./ Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt.
* Hai coät thu seùt coù chieàu cao gioáng nhau:
+ Neáu 2 coät thu seùt ñaët caùch nhau moät khoaûng a < 7h thì chuùng coù theå baûo veä ñöôïc moät vaät coù ñoä cao h0 ñaët giöõa chuùng, h0 ñöôïc xaùc ñònh nhö sau :
Trong ñoù : a laø khoaûng caùch giöõa 2 coät thu seùt ;
ho ñoä cao caàn baûo veä giöõa 2 coät thu seùt ;
+ Vaäy ñeå baûo veä moät ñoä cao h0 giöõa 2 coät thu seùt thì khoaûng caùch a giöõa 2 coät phaûi thoûa ñieàu kieän: a£ 7.p( h-h0 ) Suy ra :
Khu vöïc beân ngoaøi 2 coät thu seùt ñöôïc xaùc ñònh nhö ñoái vôùi moãi coät rieâng leû.
** Hai coät thu seùt coù chieàu cao khaùc nhau.
+ Phaïm vi baûo veä ôû phía ngoaøi cuûa 2 coät thu seùt ñöôïc xaùc ñònh gioáng nhö ñoái vôùi töøng coät rieâng leû.
+ Phaïm vi baûo veä giöõa 2 coät thu seùt coù ñöôïc baèng caùch :
+ Qua ñænh coät thaáp ( h2 ) veõ ñöôøng thaúng ngang gaëp ñöôøng sinh cuûa phaïm vi baûo veä cuûa coät cao ( h1 ) ôû ñieåm B , ñieåm naøy ñöôïc coi laø ñænh cuûa coät thu seùt giaû ñònh ( h’1 = h2 ), khu vöïc baûo veä giöõa 2 coät h2 vaø h1 caùch nhau a’ ñöôïc xaùc ñònh nhö 2 coät thu seùt coù cuøng ñoä cao.
c./ Phaïm vi baûo veä cuûa nhieàu coät thu seùt .
+ Khi coâng trình caàn ñöôïc baûo veä chieám moät phaïm vi roäng lôùn, neáu chæ duøng moät coät thì phaûi coù ñoä cao khaù lôùn gaây nhieàu khoù khaên cho thi coâng, laép raùp,. Trong tröôøng hôïp naøy phaûi duøng nhieàu coät phoái hôïp baûo veä , ñeå xaùc ñònh phaïm vi baûo veä , ta chia heä thoáng coät thu seùt thaønh töøng nhoùm 3 hoaëc 4 coät thu seùt.
+ Phaïm vi baûo veä beân ngoaøi cuûa ña giaùc ñöôïc xaùc ñònh nhö laø ñoái vôùi töøng ñoâi coät vôùi nhau. Taát caû caùc cao trình coù ñoä cao hx ñeàu ñöôïc baûo veä an toaøn neáu :
D £ 8.( h-hx ) .p
D laø ñöôøng kính voøng troøn ngoaïi tieáp ña giaùc ( tam giaùc hoaëc töù giaùc)
3./ Tính toaùn vaø boá trí heä thoáng coät thu seùt .
+ Do nhaø maùy ñieän vaø traïm bieán aùp coù nhieàu ñoä cao caàn baûo veä khaùc nhau, neân caàn phaûi chia nhaø maùy thaønh caùc khu vöïc ñeå baûo veä cho hieäu quaû vaø kinh teá nhaát. Ta chia nhaø maùy thaønh caùc khu vöïc: Traïm bieán aùp 110 kv, traïm bieán aùp 220 kv vaø khu vöïc nhaø maùy.
A./ Khu vöïc traïm 110 kv.
+ Khu vöïc caàn baûo veä coù dieän tích :198m x 64m
+ Chieàu cao lôùn nhaát caàn baûo veä laø xaø ñôõ caùc daây daãn : hx = 11 m.
+ Caùch boá trí caùc kim thu seùt vaø caùc vuøng baûo veä ñöôïc xaùc ñònh nhö trong hình veõ:
+ Caùc vuøng baûo veä :
+ Vuøng I giôùi haïn bôûi caùc coät ( 1,2,6,7 ) ;Vuøng II coät ( 2,3,7,8 ) ;
Vuøng III coät ( 3,4,8,9 );
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 11 m ; a1 = 55 m ; a2 = 26 m.
+ Vuøng IV coät ( 4,5,9,10 )
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 11 m ; a1 = 44 m ; a2 = 26 m.
+ Vuøng V coät ( 6,7,11,12 ) ; Vuøng VI coät ( 7,8,12,13 ) ;
Vuøng VII coät ( 8,9,13,14 ) ;
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 11 m ; a1 = 55 m ; a2 = 38 m.
+ Vuøng VIII coät ( 9,10,14,15 )
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 11 m ; a1 = 44 m ; a2 = 38 m.
+ Baûng keát quaû tính toaùn :
Vuõng Baûo veä
Teân coät
a1(m)
a2(m)
D(m)
hx(m)
htt(m)
ha(m)
I
1,2,6,7
55
26
38
11
18,6
7,6
II
2,3,7,8
55
26
38
11
18,6
7,6
III
3,4,8,9
55
26
38
11
18,6
7,6
IV
4,5,9,10
44
26
38
11
17,38
7,38
V
6,7,11,12
55
26
38
11
19,35
8,35
VI
7,8,12,13
55
26
38
11
19,35
8,35
VII
8,9,13,14
55
26
38
11
19,35
8,35
VIII
9,10,14,15
44
26
38
11
18,26
7,26
Döïa vaøi keát quaû tính toaùn , ta choïn ñoä cao hieäu duïng caùc coät thu seùt ha = 9 m.
Suy ra ñoä cao cuûa coät thu seùt tính ñeán ñænh kim thu seùt : h = hx + ha = 11 + 9 = 20 m
Choïn kim thu seùt coù chieàu cao 4 m, vaäy caùc coät ñaët kim thu seùt phaûi cao 16 m.
+ Baùn kính baûo veä cuûa caùc coät thu seùt :
- Ta nhaän thaáy: h = 20 m , hx = 11 mm ; hx <
Suy ra : = ;
h p = 1.
+ Tính ñoä cao h0 giöõa caùc caëp coät thu seùt vaø baùn kính baûo veä r0 cuûa chuùng.
- Caùc caëp coät 1&2 ; 2&3 ; 3&4 ; 11&12 ; 12&13 ; 13&14 coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèg nhau:
- Caùc caëp coät 4&5 ;14&15 coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèng nhau:
- Caùc caëp coät 1&6 ; 5&10 coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèng nhau:
- Caùc caëp coät 6&11 ; 10&15 coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèng nhau:
B./ Khu vöïc traïm 220 kv.
+ Khu vöïc caàn baûo veä coù dieän tích :270m x 101m
+ Chieàu cao lôùn nhaát caàn baûo veä laø xaø ñôõ caùc daây daãn : hx = 15,5 m.
- Vaø chieàu cao hai xaø ñôõ caáp 110 kv : hx = 11 m.
+ Caùch boá trí caùc kim thu seùt vaø caùc vuøng baûo veä ñöôïc xaùc ñònh nhö trong hình veõ :
+ Caùc vuøng baûo veä :
+ Vuøng I giôùi haïn bôûi caùc coät ( 1,2,6,7 ) ; Vuøng II coät ( 2,3,7,8 ) ;
Vuøng III coät ( 3,4,8,9 ) ; Vuøng IV coät ( 4,5,9,10 ) ;
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 15,5 m ; a1 = 68 m ; a2 = 40 m.
+ Vuøng V coät ( 6,7,11,12 ) ; Vuøng VI coät ( 7,8,12,13 ) ;
Vuøng VII coät ( 8,9,13,14 ) ; Vuøng VIII coät ( 9,10,14,15 ) ;
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 15,5 m ; a1 = 68 m ; a2 = 29 m.
+ Vuøng IX coät ( 11,12,16,17 ) ; Vuøng X coät ( 12,13,17,18 ) ;
Vuøng XI coät ( 13,14,18,19 ) ; Vuøng XII coät ( 14,15,19,20 ) ;
- Ñoä cao cao nhaát : hx = 11 m ; a1 = 68 m ; a2 = 32 m.
+ Baûng keát quaû tính toaùn :
Vuõng Baûo veä
Teân coät
a1(m)
a2(m)
D(m)
hx(m)
htt(m)
ha(m)
I
1,2,6,7
68
40
78,89
15,5
25,36
9,86
II
2,3,7,8
68
40
78,89
15,5
25,36
9,86
III
3,4,8,9
68
40
78,89
15,5
25,36
9,86
IV
4,5,9,10
68
40
78,89
15,5
25,36
9,86
V
6,7,11,12
68
29
73,93
15,5
24,74
9,24
VI
7,8,12,13
68
29
73,93
15,5
24,74
9,24
VII
8,9,13,14
68
29
73,93
15,5
24,74
9,24
VIII
9,10,14,15
68
29
73,93
15,5
24,74
9,24
IX
11,12,16,17
68
32
75,15
11
20,39
9,39
X
12,13,17,18
68
32
75,15
11
20,39
9,39
XI
13,14,18,19
68
32
75,15
11
20,39
9,39
XII
14,15,19,20
68
32
75,15
11
20,39
9,39
+ Döïa vaøi keát quaû tính toaùn , ta choïn ñoä cao hieäu duïng caùc coät thu seùt ha = 10,5 m.
=> ñoä cao cuûa coät thu seùt tính ñeán ñænh kim thu seùt: h = hx + ha = 15,5 + 10,5 = 26 m
- Choïn kim thu seùt coù chieàu cao 5 m, vaäy caùc coät ñaët kim thu seùt phaûi cao 21 m.
Baùn kính baûo veä cuûa caùc coät thu seùt :
Ta nhaän thaáy: h = 26 m , hx = 15,5 mm ; hx <
Suy ra : = ; h p = 1.
+ Tính ñoä cao h0 giöõa caùc caëp coät thu seùt vaø baùn kính baûo veä r0 cuûa chuùng.
- Caùc caëp coät 1&2 ; 2&3 ; 3&4 ; 4&5 ; 16&17 ; 17&18 ; 18&19 ; 19&20 : coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèg nhau:
- Caùc caëp coät 1&6 ; 5&10 coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèng nhau:
- Caùc caëp coät 6&11 ; 10&15 coù cuøng ñoä cao, vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèng nhau:
- Caùc caëp coät 11&16 ; 15&20 coù cuøng ñoä cao, baûo veä cho xaø cao 11 m. vaø khoaûng caùch giöõa caùc coät laø baèg nhau:
C./ Khu vöïc nhaø maùy.
+ Khu vöïc caàn baûo veä bao goàm caùc coâng trình cuûa nhaø maùy phaùt ñieän vaø caùc oáng khoùi. Noùc nhaø maùy coù ñoä cao 8 m. 5 toå maùy ñaët 5 oáng khoùi cao 70 m.
+ Taän duïng chieàu cao cuûa oáng khoùi ñeå ñaët kim thu seùt nhaèm baûo veä cho baûn thaân oáng khoùi vaø khu vöïc nhaø maùy.
+ Kim thu seùt ñaët treân oáng khoùi ñöôïc tính theo ñieàu kieän sau :
ha = h – 70 ;
Dh = 0,5(h – 60 ) vôùi ñieàu kieän ha > Dh
=> h – 70 ³ 0,5 ( h – 60 ) => h ³ 80 m
vaäy choïn h = 85 m.
=> Dh = 0,5(h – 60 ) = 0,5 ( 85 – 60 ) = 12,5 m.
ha = h – hx = 85 – 70 = 15 m. Vaäy ha > Dh
+ Khi ñoù chieàu cao cuûa phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt giaûm coøn :
h - Dh = 85 – 12,5 = 72,5 m
Vôùi ñoä cao hx = 70 m; hx >
Suy ra baùn kính baûo veä :
+ Vôùi ñoä cao hx = 8 m ; hx <
Suy ra baùn kính baûo veä :
+ Vôùi kim thu seùt boá trí treân oáng khoùi nhö ñaõ choïn thì noù baûo veä ñöôïc moät phaàn roäng lôùn cuûa khu vöïc nhaø maùy. Nhöõng phaàn maø noù chöa baûo veä ñeán ta seõ boá trí nhöõng kim thu seùt treân maùi nhaø cuûa nhaø maùy sao cho nhaø maùy ñöôïc baûo veä hoaøn toaøn.
+ Vôùi ñoä cao maùi nhaø maùy 8 m, ñoä cao noùc nhaø 15 m. Ta seõ boá trí moät soá kim thu seùt treân bôø noùc cuûa nhaø maùy nhö sau:
- Ta choïn caùc kim thu seùt coù ñoä cao hieäu duïng ha = 3 m. Khi ñoù ñoä cao cuûa coät thu seùt tính töø maët ñaát seõ laø: h = hnhaø + ha = 15 + 3 = 18 m.
Suy ra baùn kính baûo veä
Chöông II : THIEÁT KEÁ NOÁI ÑAÁT CHO NHAØ MAÙY
1/ Thieát Keá Heä Thoáng Noái Ñaát Cho Traïm Bieán Aùp
A./ Noái ñaát an toaøn
+ Ñoái vôùi traïm 110 trôû leân thuoäc heä thoáng coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát. Ñieän trôû noái ñaát an toaøn cuûa toaøn traïm phaûi thaûo maõn yeâu caàu R £ 0,5W
+ Taän duïng caùc keát caáu kim loaïi coù saün cuûa traïm ñeå noái ñaát goïi laø noái ñaát töï nhieân , coù ñieän trôû taûn laø Rtn
+ Phaàn noái ñaát do thieát keá goïi laø noái ñaát nhaân taïo, coù ñieän trôû taûn laø Rnt .
Khi ñoù ñieän trôû toång phaûi thoaû yeâu caàu :
1./ Tính toaùn noái ñaát töï nhieân
+ Taän duïng nhöõng keát caáu kim loaïi saün coù …
+ ÔÛ ñaây ta chæ xeùt ñeán söï tham gia cuûa ñieän trôû noái ñaát cuûa heä thoáng daây choáng seùt coät cuûa caùc ñöôøng daây truyeàn taûi cuûa traïm
+ Ñoái vôùi ñöôøng daây coù treo daây choáng seùt treân toaøn tuyeán, soá coät coù ñaët daây choáng seùt chaéc chaén lôùn hôn 20, ta tính vôùi coâng thöùc gaàn ñuùng :
Trong ñoù : Rc laø ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän ôû ñoaïn tôùi traïm
Neáu ñieän trôû suaát cuûa ñaát coù trò soá :
r < 500 W.m thì choïn Rc = 10 W
r ³ 500 W.m thì choïn Rc = 15 W
Rdcs laø ñieän trôû taùc duïng cuûa ñoaïn daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït ;
Rdcs = k.ro.l
r0 ñieän trôû cuûa moät ñôn vò chieàu daøi cuûa daây choáng seùt
Ñoái vôùi ñöôøng daây 110 kv duøng daây TK – 50 coù r0 = 3,7 ( W.km)
Ñoái vôùi ñöôøng daây 220 kv duøng daây TK – 70 coù r0 = 2,38 ( W.km)
l laø chieàu daøi trung bình cuûa khoaûng vöôït ;
k heä soá phuï thuoäc vaø soá daây choáng seùt treân ñöôøng daây.
Ñöôøng daây coù 1 daây choáng seùt k = 1
Ñöôøng daây coù 2 daây choáng seùt k = 0,5
Neáu traïm coù n daây choáng seùt noái vaøo :
a. Traïm 110 kv.
Ta coù : r = 194 W.m thì choïn Rc = 10 W
- Ñöôøng daây söû duïng 1 daây choáng seùt treân toaøn tuyeán k = 1 ; m > 20 coät.
- Loaïi daây choáng seùt TK – 50 coù r0 = 3,7 ( W.km)
- Chieàu daøi trung bình moãi khoaûng vöôït l = 200 m.
- Ta coù Ñieän trôû cuûa daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït :
Rdcs = k.ro.l = 1.3,7.10-3.200 = 0,74 W
- Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa heä thoáng daây choáng seùt – coät ñöôïc xaùc ñònh :
- Traïm 110 kv coù 8 ñöôøng daây cung caáp cho phuï taûi neân n = 8 ; Khi ñoù ñieän trôû taûn töï nhieân cuûa traïm 110 kv seõ baèng :
b. Traïm 220 kv.
- Ta coù : r = 194 W.m thì choïn Rc = 10 W
- Ñöôøng daây söû duïng 2 daây choáng seùt treân toaøn tuyeán k = 0,5 ; m > 20 coät.
- Loaïi daây choáng seùt TK – 70 coù r0 = 2,38 ( W.km)
- Chieàu daøi trung bình moãi khoaûng vöôït l = 300 m.
- Ta coù Ñieän trôû cuûa daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït :
Rdcs = k.ro.l = 0,5.2,38.10-3.300 = 0,357 W
- Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa heä thoáng daây choáng seùt – coät ñöôïc xaùc ñònh :
Traïm 220 kv coù 11 ñöôøng daây cung caáp cho phuï taûi vaø daãn ñeán heä thoáng neân :
n = 11 ; Khi ñoù ñieän trôû taûn töï nhieân cuûa traïm 220 kv seõ baèng :
+ Ñieän trôû töï nhieân cuûa toaøn nhaø maùy ñöôïc xaùc ñònh :
+ Baûng keát quaû tính toaùn ñieän trôû noái ñaát töï nhieân :
Traïm
110 kv
220 kv
Nhaø maùy
Rtn (W)
0,297
0,156
0,1022
2./ Thieát keá noái ñaát nhaân taïo :
+ Noái ñaát nhaân taïo bao goàm noái ñaát maïch voøng ven chu vi traïm vaø noái ñaát boå sung
Rnt = Rmv // RbsS
Trong ñoù: Rmv : ñieän trôû maïch voøng chaïy ven chu vi nhaø maùy
RbsS : ñieän trôû noái ñaát boå sung .
a./ Tính toaùn ñieän trôû noái ñaát maïch voøng :
+ Do ñieän trôû suaát cuûa ñaát nhoû vaø dieän tích cuûa traïm khaù lôùn neân maïch voøng ñöôïc thieát keá chæ laø thanh thuaàn tuyù, khi ñoù giaù trò ñieän trôû cuûa maïch voøng seõ baèng
Trong ñoù : : ñieän trôû suaát tính toaùn cuûa ñaát ñoái vôùi thanh (W.m)
k : heä soá hình daùng cuûa maïch voøng ; phuï thuoäc tyû soá
l1/l2
1
1,5
2
3
4
k
5,53
5,81
6,42
8,17
10,4
l : toång chieàu daøi cuûa thanh ven chu vi
d : ñöôøng kính thanh troøn
km : heä soá muøa cuûa thanh
+ Baûng xaùc ñònh heä soá km cuûa thanh
Loaïi noái ñaát
Hình thöùc noái ñaát
Ñoä choân saâu
Heä soá km
Noái ñaát laøm vieäc Vaø noái ñaát an toaøn
Thanh voøng choân ngang
0,5
4,5 ¸ 6,5
0,8
1,6 ¸ 3
Coïc choân ñöùng
0,8
1,4 ¸ 2
Noái ñaát choáng seùt
Thanh voøng choân ngang
0,5
1,4 ¸ 1,8
0,8
1,25 ¸ 1,45
Coïc choân ñöùng
0,8
1,15 ¸ 1,3
- Maëc duø noái ñaát töï nhieân ñaõ ñaït yeâu caàu Rtn = 0,1022 W < 0,5 W nhöng nhaèm taêng cöôøng an toaøn vaø döï phoøng cho caùc tröôøng hôïp khi noái ñaát töï nhieân coù thay ñoåi. Ta chæ caàn thieát keá noái ñaát nhaân taïo coù ñieän trôû taûn Rnt < 1 W.
- Maïch voøng noái ñaát chaïy ven chu vi cuûa nhaø maùy coù daïng thanh thuaàn tuyù.
- Chu vi cuûa nhaø maùy : l = 2.( 352 + 242 ) = 1188 m.
=> toång chieàu daøi thanh ngang baèng chu vi cuûa nhaø maùy.
- Heä soá hình daùng cuûa maïch voøng : => k = 5,81
- Söû duïng theùp troøn ñöôøng kính : d = 0,02 m laøm thanh maïch voøng ;
ñoä choân saâu h0 = 0,8 m.
- Ñieän trôû suaát tính toaùn cuûa ñaát: = 194.1,6 = 310,4 W.m
- Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa maïch voøng baèng ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa thanh, baèng :
b./ Tính toaùn noái ñaát boå sung .
- Ta chæ xeùt noái ñaát boå sung cuûa traïm, boû qua noái ñaát boå sung khu vöïc nhaø maùy.
- Choïn noái ñaát boå sung daïng cöïc 2 tia baèng nhau hôïp vôùi nhau moät goùc 900, khi ñoù heä soá k = 1,46, chieàu daøi moãi tia l = 6 m, duøng saét troøn ñöôøng kính d = 0,02 m song song vôùi maët ñaát vôùi ñoä saâu 0,8 m.
- Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa tia.
- Ñieän trôû noái ñaát boå sung cuûa toaøn traïm.
RbsS =
m : laø soá coät thu seùt coù noái ñaát boå sung , ta chæ tính ñeán caùc coät thu seùt cuûa traïm 110 kv vaø 220 kv ; m = 35 (coät).
+ Ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo :
- Ta thaáy , Rnt = 0,477 W < 1 W nhö vaäy quaù trình thieát keá ñaõ ñaït yeâu caàu cho neân ta khoâng caàn phaûi ñoùng theâm coïc.
- Ñieän trôû taûn cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát ñöôïc xaùc ñònh nhö sau :
Rat = 0,0842 (W) < 0,5 (W)
+ Vaäy heä thoáng noái ñaát cuûa nhaø maùy ñaõ thieát keà thoûa maõn ñieàu kieän veà quy phaïm noái ñaát an toaøn.
3/.Tính toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát coù noái ñaát boå sung:
+ Toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát ñöôïc tính moät caùch gaàn ñuùng theo caùc tieâu ñeà vaø giaû thieát sau:
- Coi nhö chæ coù noái ñaát boå sung döôùi chaân coät (kim thu seùt) tröïc tieáp bò seùt ñaùnh vaø maïch voøng noái ñaát ven chu vi cuûa traïm tham gia vaøo vieäc taûn doøng seùt (boû qua taùc duïng noái ñaát boå sung ôû caùc coät khaùc khoâng bò seùt ñaùnh, löôùi noái ñaát caân baèng, löôùi noái ñaát töï nhieân ).
- Boû qua aûnh höôûng maøng che giöõa noái ñaát boå sung vaø maïch voøng noái ñaát cuûa traïm (do maïch voøng cuûa traïm raûi ra treân moät khu vöïc roäng ).
- Boû qua hieän töôïng phoùng ñieän tia löûa trong ñaát, chæ keå ñeán aûnh höôûng cuûa maïch voøng noái ñaát.
- Sô ñoà ñaúng trò ñeå tính toaùn toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát coù daïng nhö sau :
Vaø nghieäm coù daïng toång quaùt laø:
Zå (0,tds) =
Vôùi: Zå (0,tds) laø toång trôû xung ñaàu vaøo (x = 0, nôi doøng seùt ñi vaøo heä thoáng noái ñaát ) cuûa maïch voøng noái ñaát khi doøng seùt ñi qua trò soá cöïc ñaïi (t = tds).
- Toång trôû xung cuûa maïch voøng noái ñaát ñöôïc xaùc ñònh töø heä phöông trình truyeàn soùng treân tia töông ñöông cuûa noù laø:
- Tieáp tuïc laáy ñaïo haøm cuûa u, I theo x vaø t ta seõ coù heä phöông trình vi phaân baäc hai töông ñöông:
Vôùi : L’G’ = L0.G0
Ñeå giaûi phöông trình vi phaân baäc hai treân coù theå duøng phöông phaùp toaùn töû Laplace.
- Cuoái cuøng ta coù toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát coù daïng:
Zå(0,t) =
- Toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa heä thoáng noái ñaát ñaït trò soá cöïc ñaïi gaàn ñuùng vaøo luùc doøng seùt qua bieân ñoä, töùc laø t = tds :
Zå(0,tds) =
- Chuoãi soá trong bieåu thöùc treân chæ caàn tính ñeán soá haïng thöù i, sao cho:
Vì khi ñoù e< 0,05 thì coù theå boû qua.
Keát quaû sau cuøng laø:
Zå(0,tds) =
- Ñieän trôû taûn cuûa coïc vaø thanh ñeàu tæ leä thuaän vôùi heä soá muøa töông öùng neân trò soá cuûa chuùng tính ñoåi veà muøa möa nhö sau:
R’=
Vôùi: R laø ñieän trôû taûn cuûa thanh hay coïc veà muøa khoâ.
k: laø heä soá muøa cuûa thanh hay coïc veà muøa khoâ.
k’: laø heä soá muøa cuûa thanh hay coïc veà muøa möa.
Tra baûng ta coù:
k’t = 1,25 ; k’c = 1,15 ; kt = 1,6 ; kc = 1,4
- Ñieän trôû taûn oån ñònh cuûa maïch voøng noái ñaát quy ñoåi veà muøa möa:
- Do maïch voøng khoâng coù coïc neân
R’mv= Rmv
Trong ñoù: Rmv = 0,834 W
Vaäy: R’mv =
- Ñieän trôû taûn boå sung quy ñoåi veà muøa möa:
R’bs = Rbs. = 39,06.
-Toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa maïch voøng noái ñaát baèng toång trôû xung ñaàu cuûa moät tia töông ñöông coù chieàu daøi l’= l/2 = 1188/2 = 594 m (baèng nöûa chu vi cuûa maïch voøng) coù caùc thoâng soá raõi(theo ñôn vò chieàu daøi,m) nhö sau:
L’ = ; G’ = 2.G0
Trong ñoù : ;
Vôùi r = d/2 = 0,02/2 = 0,01 m ; laø baùn kính ñieän ñieän laøm thanh.
=>
Vaäy :
G’ = 2.1,292.10-3 = 2,584.10-3
- Ñieän caûm toång vaø ñieän daãn toång cuûa ñöôøng daây laø :
+ Toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa heä thoáng noái ñaát ñat trò soá cöïc ñaïi gaãn duùng vaøo luùc doøng seùt qua bieân ñoä, töùc laø luùc t = tñs :
Zå(0,tds) =
tñs = 5ms
Ta coù phöông trình ñeå tính Xk nhö sau :
=> tgX + 0,02135.X = 0.
Ñaây laø moät daïng phöông trình sieâu vieät, ñeå giaûi ta duøng phöông phaùp nhaåm nghieäm.
Xaùc ñònh giôùi haïn cuûa Xk naøo thoaû baát phöông trình sau thì loaïi boû.
Chöông trình Pascal tính nhaåm nghieäm ñöôïc vieát vôùi caáp chính xaùc 0,0001 nhö sau :
program giai_phuong_trinh ; // ;
var x, y, T1, xk, a : real ;
b, c : integer ;
begin
write(‘nhap T1 = ‘) ;
readln(T1) ;
Xk : = sqrt (3*t1/5*sqr(pi)) ;
write(‘ nhap a = ‘ ) ;
readln (a) ;
for b : = 0 to 10 do
for c : = 1 to 9999 do
begin
x : = (2*b+1)*pi/2+0.0001*c*pi/2 ;
y : = (sin (x) / cos(x) + a*x) ;
if (( - 0.0001 <= y ) and (y <= 0.0001) and (x<= xk )) then
writeln (‘ X = ‘ , X : 8 : 4, ‘ Xk = ‘ , Xk ) ;
end ;
readln ;
end.
- Sau khi chaïy chöông trình ta nhaän ñöôïc caùc nghieäm sau :
X1 = 3,0759 rad
X2 = 6,1525 rad
X3 = 9,2302 rad
X4 = 12,3094 rad
X5 = 15,3905 rad loaïi …
- Ta coù keát quaû tính toaùn trong baûng sau :
K
Xk
B = e-A
C = cosXk
1
3,0759
0,0484
0,9527
-0,9978
1,0044
0,9287
2
6,1525
0,1939
0,8237
0,9914
1,0174
0,7929
3
9,2302
0,4364
0,6463
-0,9811
1,0388
0,6096
4
12,3094
0,7762
0,4601
0,9671
1,0691
0,4219
Suy ra : Zå(0,tds) =
4./ Kieåm tra heä thoáng noái ñaát ñaõ thieát keá theo ñieàu kieän choáng seùt.
- Ñieàu kieän ñeå khoâng hö hoûng caùch ñieän hoaëc gaây neân phoùng ñieän ngöôïc :
Vôùi U0,5 laø ñieän aùp phoáng ñieän xung beù nhaát cuûa caùch ñieän traïm. Chæ caàn kieåm tra U0,5 cuûa caùch ñieän ngoaøi ( caùch ñieän chuoãi söù) .
Ta coù :
- Möùc ñieän aùp xung ñoái vôùi caáp 110 kv laø 660 kv
- Möùc ñieän aùp xung ñoái vôùi caáp 220 kv laø 1140 kv
- Soá lieäu doøng seùt laø : i = at ; a = 30 kA ; t = 5 ms ; Is = 150 kA ;
Suy ra ñieän aùp xung cöïc ñaïi laø :
Vaäy heä thoáng noái ñaát an toaøn thoaû ñieàu kieän choáng seùt.
Chöông 3./ XAÙC ÑÒNH CHÆ TIEÂU CHOÁNG SEÙT CHO
ÑÖÔØNG DAÂY TAÛI ÑIEÄN COÙ DAÂY CHOÁNG SEÙT .
- Ñöôøng daây coù caáp ñieän aùp 110 kv.
- Chieàu daøi khoaûng vöôït cuûa daây daãn : l = 200 m .
- Ñoä voõng cuûa daây daãn : fdd = 3 m.
- Ñöôøng kính cuûa daây daãn : 19,6 mm.
- Côõ daây choáng seùt : TK _ 50
- Baùn kính daây choáng seùt , rcs = 4,6 mm
- Ñoä voõng cuûa daây choáng seùt : fdcs = 2 m
- Chieàu cao cuûa daây choáng seùt taïi coät ñieän : hdcs = 25 m
- Loaïi söù vaø soá söù : 7xP-4,5
- U0,5 cuûa chuoãi söù : 660 kV
- Chieàu daøi toaøn boä chuoãi söù : 1,3 m
- Chieàu daøi phaàn caùch ñieän chuoãi söù : 1,2 m
- Heä soá hieâuh chænh theo aûnh höôûng cuûa vaàng quang xung : l = 1,3
- Duøng truï coät saét cao 25 m, ba pha boá trí thaønh hình
tam giaùc nhö hình veõ :
+ Thoâng soá veà seùt :
- Soá ngaøy seùt trong naêm : n = 100
- Maät ñoä seùt trung bình : m = 0,1 laàn / km2.ng.s.
- Heä soá phoùng ñieän ngöôïc : b = 0,3
- Ñieän trôû noái ñaát cuûa coät : Rc = 10 W
+ Caùc thoâng soá caàn thieát duøng trong tính toaùn
Goùc baûo veä cuûa ñöôøng daây :
- Goùc baûo veä pha A ;
- Goùc baûo veä pha B ;
- Goùc baûo veä pha C ;
Nhaän thaáy raèng pha A coù goùc baûo veä cuûa ñöôøng daây lôùn nhaát, do ñoù pha A ñöôïc choïn ñeå tính toaùn khaû naêng chòu seùt cuûa ñöôøng daây.
- Ñoä treo cao trung bình cuûa daây choáng seùt :
- Ñoä treo cao trung bình cuûa daây daãn :
+ Heä soá ngaãu hôïp giöõa daây daãn vaø daây choáng seùt ;
+Heä soá ngaãu hôïp hình hoïc:
- Vôùi ñöôøng daây chæ coù moät daây choáng seùt thì :
Trong ñoù :
: khoaûng caùch trung bình giöõa daây choáng seùt (1) vaø daây daãn pha A.
: khoaûng caùch trung bình giöõa daây daãn pha A vaø aûnh daây choáng seùt (1’).
rcs. : baùn kính daây choáng seùt .
Ta coù :
Vôùi
=>
Vaäy :
+ Heä soá ngaãu hôïp ñoäng khi xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa vaàng quang xung.
Ta coù : kvq = l.k = 1,3.0,247 = 0,321
- Toång trôû soùng cuûa daây daãn
- Toång trôû soùng cuûa daây choáng seùt
- Toång trôû soùng cuûa daây choáng seùt khi coù xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa vaàng quang xung.
)
- Toång trôû soùng cuûa daây daãn khi coù xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa vaàng quang xung.
)
- Ñieän caûm cuûa daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït :
Trong ñoù : lkv chieàu daøi khoaûng vöôït .
c = 300 m/ms vaän toác aùnh saùng.
=>
- Ñieän caûm cuûa coät khi tính ñeán ñoä treo cao cuûa daây daãn :
vôùi rtñ(c) ; baùn kính töông ñöông cuûa coät ñieän
Ta duøng coät saét moät truï neân :
H = hdd + hdcs = 21,7 + 25 = 46,7 (m)
Dh = hdcs - hdd = 25 – 21,7 = 3,3 (m)
=>
- Ñieän caûm cuûa coät khi tính ñeán ñoä treo cao cuûa daây choáng seùt :
=>
- Hoã caûm giöõa khe seùt vaø maïch voøng kín ( daây daãn – ñaát) :
trong ñoù :
b : tyû soá toác ñoä phoùng ñieän ngöôïc. (b = 0,3).
v : vaän toác ñieän ngöôïc ; v = b.c = 0,3.300 = 90 m/ms
- Hoã caûm giöõa khe seùt vaø maïch voøng kín ( DCS – ñaát) :
= 4,7334.{ln(1,463.t + 0,769) +1 }
+ Xaùc ñònh xaùc suaát phoùng ñieän treân caùch ñieän ñöôøng daây.
1./ Khi seùt ñaùnh vaøo ñænh coät hoaëc daây choáng seùt ôû gaàn ñænh coät
+ Sô ñoà phaân boá doøng seùt.
+ Do ñieän trôû taûn xung cuûa noái ñaát coät ñieän Rx beù hôn nhieàu so vôùi toång trôû soùng cuûa daây choáng seùt Zdcs. Neân phaàn chuû yeáu cuûa doøng seùt seõ ñi qua coät bò seùt ñaùnh vaø ñi vaøo noái ñaát cuûa coät ñieän ( ic ) , Phaàn nhoû doøng seùt ñi theo daây choáng seùt ñeán caùc coät keá kaän vaø cuõng ñi qua phaàn noái ñaát cuûa chuùng ( ics )
+ Trong tröôøng hôïp naøy chuoãi söù cuûa coät bò seùt ñaùnh chòu taùc duïng cuûa quaù ñieän aùp naëng neà nhaát.
Quaù ñieän aùp goàm caùc thaønh phaàn sau:
Ñieän aùp giaùng treân toång trôû taûn xung cuûa noái ñaát coät ñieän bò seùt ñaùnh.
UR = Ic . Rx
Vôùi ic = is – 2.idcs = at - 2.idcs
Rx = 10 W
+ Ñieän aùp caûm öùng töø : ( Utcö )
- Ñieän aùp caûm öùng töø goàm hai thaønh phaàn gaây neân bôûi doøng qua coät taùc duïng leân ñieän caûm cuûa coät vaø bôøi doøng trong khe seùt taùc duïng leân hoã caûm giöõa khe seùt vaø maïch voøng kín “Daây daãn – ñaát” :
Vôùi
: ñieän caûm cuûa coät ñieän tính töø maët ñaát ñeán ñoä cao daây daãn.
: hoã caûm giöõa khe seùt vaø maïch voøng kín “ daây daãn – ñaát”
+ Ñieän aùp caûm öùng ñieän. ( Uñcö )
- Do söï trung hoaø ñieän tích trong khe seùt trong giai ñoaïn phoùng ñieän ngöôïc, caùc ñieän tích raøng buoäc treân daây daãn ( ñöôïc taïo neân do caûm öùng trong gai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo) ñöôïc giaûi phoùng chaïy veà hai phía cuûa daây daãn ( tính töø coät bò seùt ñaùnh) taïo neân thaønh phaàn ñieän aùp caûm öùng ñieän, ngöôïc daáu vôùi doøng seùt.
- Neáu goïi Uñ’cö laø ñieän aùp caûm öùng ñieän khi chöa keå ñeán taùc duïng cuûa daây choáng seùt , khi keå ñeán aûnh höôûng cuûa daây choáng seùt seõ coù :
Uñcö = Uñ’cö .
Vôùi kvq : heä soá ngaãu hôïp giöõa daây daãn vaø daây choáng seùt coù tính ñeán aûnh höôûng cuûa vaàng quang xung, ( kvq = 0,321 .
laø ñoä treo cao trunbg bình cuûa daây choáng seùt
laø ñoä treo cao trunbg bình cuûa daây daãn tính toaùn
Vôùi daïng doøng seùt xieân goùc is = at neân coù theå tính gaàn ñuùng Uñcö theo coâng thöùc sau :
=
- Ñieän aùp caûm öùng (tónh ñieän) treân daây daãn gaây neân bôûi doøng ñieän chaïy trong daây choáng seùt .
Goïi Udcs laø ñieän aùp treân daây choáng seùt
ñieän aùp caûm öùng treân daây daãn ; = -k.Udcs
Daáu “ – “ chöùng toû thaønh phaàn ñieän aùp caûm öùng treân daây daãn co doøng ñieän doøng ñieän chaïy trong daây choáng seùt gaây neân ngöôïc daáu vôùi Udcs , töùc laø ngöôïc daáu vôùi doøng seùt.
Ta coù :
+ Ñieän aùp laøm vieäc cuûa ñöôøng daây.
Nhö vaäy ñieän aùp taùc duïng leân chuoãi söù
Trò soá ic vaø ñöôïc xeùt khi chöa coù vaø coù soùng phaûn xaï töø caùc coät laân caän trôû veà.
a./ Khi chöa coù soùng phaûn xaï töø caùc coät laân caän trôû veà:
Sô ñoà thay theá :
Töø sô ñoà thay theá ta vieát ñöôïc heä phöông trình:
Nghieäm gaàn ñuùng:
Vôùi :
=>
Trong ñoù:
: toång trôû soùng cuûa daây choáng seùt coù chuù yù ñeán aûnh höôûng vaàng quang. ( = 426,412 W )
: ñieän caûm cuûa coät coù tính ñeán ñoä treo cao DCS ( = 16,3mH )
Rx : ñieän trôû taûn xung cuûa noái ñaát coät ñieän. ( Rx= 10 W )
: hoã caûm giöõa khe seùt vaø maïch voøng kín “ DCS _ ñaát “
b./ Sau khi coù soùng phaûn xaï töø caùc coät laân caän trôû veà
Sô ñoà thay theá :
Töø sô ñoà thay theá ta vieát ñöôïc heä phöông trình:
Nghieäm gaàn ñuùng:
Vôùi :
Rx = 10 W
Lcs =
=>
=>
Nhö vaäy ñieän aùp taùc duïng leân chuoãi söù ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc:
- Bieåu thöùc treân chæ ñuùng trong khoaûng thôøi gian ñaàu soùng cuûa seùt, vì sau ñaàu soùng thì caùc thaønh phaàn caûm öùng ñeàu giaûm, lam fhco ñieän aùp traân caùhc ñieän giaûm theo. Do ñoù, phoùng ñieän treân chuoãi söù chæ coù theå xaûy ra trong thôøi gian ñaàu soùng cuûa doøng seùt.
- Töø bieåu thöùc Ucsu(t) ta thaáy thaønh phaàn ñieän aùp naøy phuï thuoïcc vaø0 giaù trò ñoä doùc ñaàu soùng a vaø bieán thieân theo thôøi gian t. Caùc ñaëc tuyeán cuûa Ucsu(t) seõ giao vôùi ñaëc tuyeán V-S cuûa chuoãi söù taïi nhöõng thôøi ñieåm tpñi töông öùng vôùi ñoä doác ai , Ta xaùc ñònh doøng seùt khi phoùng ñieän :
isi = ai . tpñi . Cho caùc giaù trò ñoä doác ñaáu soùng thay ñoåi ( a = 5,10,15,20,,,,)
+ Ta coù baûng keát quaû sau :
t(ms)
a(kA/ms)
1
2
3
4
5
6
7
5
220,0183
278,1497
323,3254
361,8685
396,0872
427,1148
455,6078
10
382,8586
499,1214
589,4727
666,5589
734,9964
797,0516
854,0376
15
545,6989
720,0931
855,6201
971,2449
1073,906
1166,988
1252,467
20
708,5392
941,0647
1121,767
1275,94
1412,815
1536,925
1650,897
25
871,3794
1162,036
1387,915
1580,63
1751,724
1906,862
2049,327
30
1034,22
1383,008
1654,062
1885,321
2090,633
2276,799
2447,757
35
1197,06
1603,98
1920,21
2190,001
2429,542
2646,735
2846,186
40
1359,9
1824,951
2186,357
2494,702
2768,452
3016,672
3244,616
45
1522,741
2045,923
2452,504
2799,392
3107,361
3386,609
3643,046
50
1685,581
2266,895
2718,652
3104,083
3446,27
3756,546
4041,476
+ Ta coù ñaëc tính V-S cuûa chuoãi söõ caáp 110 kV.
t(ms)
1
2
3
4
5
6
7
Uñm (kV)
1020
930
860
815
790
780
770
Ñaëc tuyeán.
+ Töø ñaëc tuyeán Ucñ (t) vaø ñaëc tính V-S cuûa chuoã söù ta xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian phoùng ñieän tpi vaø trò soá doøng seùt töông öùng ñoä doác ñaàu soùng vaøo luùc xaûy ra phoùng ñieän.
A(kA/ms)
10
15
20
25
tpi(ms)
5,7
2,9
1,85
1,2
Isi(kA)
57
43,5
37
30
+Töø baûng treân ta döïng ñöôøng cong quan heä Is = f(ai) giöõa bieân ñoä vaø ñoä doác ñaàu soùng gaây neân phoùng ñieän treân chuoãi söù goïi laø ñöôøng cong thoâng soá nguy hieåm cuûa doøng seùt.
+ Ñoà thò vuøng xaûy ra phoùng ñieän.
+ Xaùc suaát phoùng ñieän Vp2 treân chuoãi söù chính laø xaùc suaát xuaát hieän doøng ñieän seùt coù ñoä doác vaø bieân ñoä naèm trong vuøng nguy hieåm.
+ Töø ñaëc tuyeán treân seõ xaây döïng ñöôïc quan heä giöõa xaùc suaát xuaát hieän doøng seùt theo bieân ñoä (Vi) vôùi xaùc suaát xuaát hieän doøng seùt theo ñoä doác (Va).
Vis =
Va =
Ta coù baûng tính toaùn sau :
a(kA/ms)
10
15
20
25
as(kA)
57
43,5
37
30
Vis
0,112
0,188
0,241
0,316
Va
0,527
0,383
0,278
0,203
+ ÖÙng vôùi moät ñoä doác doøng seùt cho tröôùc a = ai thì ñieàu kieän xaûy ra phoùng ñieän laø Is ³ Isi töùc laø :
dVp2 = P{ a = ai }.P{Is ³ I si }
Maø : P{ Is ³ Isi } = Vi = e-is/26
P{ a = ai } = P{ ai < a < ai + Da} = F ( ai + Da ) – F ( ai ) = dVa
Vaäy : dVp2 = VisdVa
Nghóa laø : Vp2 coù trò soá baèng dieän tích S giôùi haïn bôûi ñöôøng cong xaùc suaát : Vi = f( Va ) nhö hình veõ.
+ Xaùc suaát phoùng ñieän chính laø dieän tích S ñöôïc giôùi haïn bôûi ñöôøng cong treân. Dieän tích naøy tính ñöôïc vaø baèng : S = 0,13
- Suy ra Xaùc suaát phoùng ñieän : Vp2 = S = 0,13.
- Suaát caét ñieän ñöôøng daây khi seùt ñaùnh vaøo ñænh coät hay daây choáng seùt gaàn coät.
vôùi N = ( laàn /naêm)
hc = 25 m
lkv, = 200 m
Vp2 = 0,13
suy ra : V
+ Xaùc ñònh h1 baèng haøm h1 = f() theo baûng sau :
50
30
20
10
h1
0,6
0,45
0,25
0,1
h1 : laø xaùc suaát hình thaønh hoâ quang oån ñònh khi phoùng ñieän treân chuoãi söù.
Lcñ : laø chieàu daøi phaàn caùch ñieän cuûa chuoãi söù,( Lcñ = 1,2 m)
U = 110 khoaûng vöôït =>
Vaäy : nc =142.(1-0,0054)..0,13.0,64 = 5,8753 laàn / naêm.
2./ Seùt ñaùnh vaøo daây choáng seùt ôû chính giöõa khoaûng vöôït.
+ Treân thöïc teá seùt coù theå ñaùng vaøo baát cöù vò trí naøo cuûa daây choáng seùt trong khoaûng vöôït, nhöng vieäc tính toaùn nhö vaây khaù phöùc taïp vaø khoái löôïng tính toaùn lôùn. Do ñoù ta chæ xeùt tröôøng hôïp seùt ñaùnh vaøo chính giöõa khoaûng vöôït nhaèm ñôn giaûn vaø giaûm nheï khoái löôïng tính toaùn .
+ Khi seùt ñaùnh vaøo daây choáng seùt ôû chính giöõa khoaûng vöôït coù theå gaây phoùng ñieän ôû hai nôi :
- Treân khoaûng caùch khoâng khí giöõa daây choáng seùt vaø daây daãn ôû giöõa khoaûng vöôït
- Soùng quaù ñieän aùp do seùt gaây neân chaïy veà caùc coät laân caän gaây phoùng ñieän treân chuoãi söù.
a./ Tröôøng hôïp phoùng ñieän qua khoaûng caùch khoâng khí A-B.
+ Ñieän aùp do seùt gaây neân treân khoaûng caùch khoâng khí A – B ñöôïc tính baèng caùch laáy tích phaân tröôøng doïc theo khoaûng caùch ñoù. Ñieän aùp UA-B goàm caùc thaønh phaàn sau.
+ Ñieän aùp caûm öùng ñieän.
+ Ñieän aùp caûm öùng töø.
+ Ñieän aùp caûm öùng treân daây daãn gaây neân bôûi doøng ñieän chaïy trong daây choáng seùt.
Goïi Udcs laø ñieän aùp treân daây choáng seùt
ñieän aùp caûm öùng treân daây daãn ; = -kvq.Udcs
Vôùi : Udcs = Zcs . is = Zcs . = 138,58 at.
=> = -0,321.138,584at = -44,485 at
+ Ñieän aùp laøm vieäc cuûa ñöôøng daây.
Nhö vaäy ñieän aùp taùc duïng leân khoaûng caùch khoâng khí A-B :
- Ñieän aùp UA-B coù giaù trò lôùn nhaát tröôùc khi coù soùng phaûn xaï töø caùc coät laân caän . do ñoù phoùng ñieän xuyeân thuûng caùch ñieän khoâng khí chæ coù theå xaûy ra trong khoaûng thôøi gian:
Ñieän aùp UA-B coù giaù trò lôùn nhaát öùng vôùi t = 0,667 ms
Ta coù :
Suy ra : UA-B = 4,133a + 1,24a + ( 1 - 0,321 ) .92,436a + 57,178
= 68,137a + 57,178
+ Ñieän aùp phoùng ñieän xung cuûa khoaûng caùch khí :
- Trò soá ñieän aùp naøy coù theå tính moät caùch gaàn ñuùng nhö sau :
vôùi S laø chieàu daøi khoaûng caùch A-B
= 4,443 (m)
Ñieàu kieän xaûy ra phoùng ñieän.
UA-B ³ Upñ(A-B) => 68,137a + 57,178 ³ 10218,9
Ñoä doác doøng seùt nguy hieåm .
anh ³
+ Xaùc suaát phoùng ñieän khoaûng caùch khoângkhí A-B
Ñaây cuõng chính laø xaùc suaát xuaát hieän doøng seùt coù ñoä doác baèng vaø lôùn hôn anh :
b./ Xeùt khaû naêng phoùng ñieän taïi chuoãi söù :
+ Khi seùt ñaùnh vao chính giöõa khoaûng vöôït, coøn phaûi xeùt ñeán khaû naêng phoùng ñieän treân chuoãi söù khi soùng truyeàn ñeán coät ñieän. Ñieän aùp taùc duïng leân chuoãi söù goàm caùc thaønh phaàn sau:
+ Ñieän aùp giaùng treân ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän.
+ Ñieän aùp caûm öùng töø :
+ Do seùt ñaùnh ôû xa coät neân thaønh phaàn hoã caûm giöõa doøng ñieän trong khe seùt vôùi maïch voøng kín “DCS - coät” raát beù coù theå boû qua.
+ Ta cuõng coù theå boû qua thaønh phaàn ñieän aùp caûm öùng ñieän.
+ Ñieän aùp caûm öùng treân daây daãn gaây ra bôûi doøng ñieän daây choáng seùt ( ñieän aùp ngaãu hôïp).
= -k.Udcs
+ Ñieän aùp laøm vieäc.
+ Vaäy ñieän aùp taùc duïng leân chuoãi söù khi seùt ñaùnh vaøo daây choáng seùt ôû chính giöõa khoaûng vöôït laø:
Ucñ = Ucsöù = Ucoät – Uddnh = ( UR + Ucö)(1-kvq) + Ulv
= ( 5at + 8,15a )(1 - 0,321) + 57,178
= 3,395at + 5,5338a + 57,178
+ Ta tính xaùc suaát phoùng ñieän Vp4 khi seùt ñaùnh vaø giöõa khoaûng vöôït töông töï nhö tröôøng hôïp seùt ñaùnh vaøo ñænh coät hay vaøo daây choáng seùt ôû gaàn ñænh coät. .
+ Baèng caùch thay ñoåi giaù tri a vaø t ta ñöôïc baûng keát quaû sau.
t(ms)
a(kA/ms)
1
2
3
4
5
6
7
5
101,8223
118,7973
135,7723
152,7473
169,7223
186,6973
203,6723
10
146,4665
180,4165
214,3665
248,3165
282,2665
316,2165
350,1665
15
191,1108
242,0358
292,9608
343,8858
394,8108
445,7358
496,6608
20
235,755
303,655
371,555
439,455
507,355
575,255
643,155
25
280,3993
365,2743
450,1493
535,0243
619,8993
704,7743
789,6493
30
325,0435
426,8935
528,7435
630,5935
732,4435
834,2935
936,145
35
369,6878
488,5128
607,3378
726,1628
844,9878
963,8128
1082,638
40
414,332
550,132
685,932
821,732
957,532
1093,332
1229,132
45
458,9763
611,7513
764,5263
917,3013
1070,076
1222,851
1375,626
50
503,6205
673,3705
843,1205
1012,871
1182,621
1352,371
1522,121
+ Ta coù ñaëc tính V-S cuûa chuoãi söõ caáp 110 kV.
t(ms)
1
2
3
4
5
6
7
Uñm (kV)
1020
930
860
815
790
780
770
Ñaëc tuyeán. Ñaëc tuyeán Ucñ : Seùt ñaùnh vaøo khoaûng vöôït.
+ Töø ñaëc tuyeán Ucñ (t) vaø ñaëc tính V-S cuûa chuoã söù ta xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian phoùng ñieän tpi vaø trò soá doøng seùt töông öùng ñoä doác ñaàu soùng vaøo luùc xaûy ra phoùng ñieän.
a(kA/ms)
25
30
35
40
45
50
tpi(ms)
6,8
5,4
4,55
3,9
3,4
3
Isi(kA)
170
162
159,25
156
153
150
+ Töø baûng treân ta döïng ñöôøng cong quan heä is = f(ai) giöõa bieân ñoä vaø ñoä doác ñaàu soùng gaây neân phoùng ñieän treân chuoãi söù goïi laø ñöôøng cong thoâng soá nguy hieåm cuûa doøng seùt.
+ Ñoà thò vuøng xaûy ra phoùng ñieän.
+ Xaùc suaát phoùng ñieän Vp4 treân chuoãi söù chính laø xaùc suaát xuaát hieän doøng ñieän seùt coù ñoä doác vaø bieân ñoä naèm trong vuøng nguy hieåm.
+ Töø ñaëc tuyeán treân seõ xaây döïng ñöôïc quan heä giöõa xaùc suaát xuaát hieän doøng seùt theo bieân ñoä (Vi) vôùi xaùc suaát xuaát hieän doøng seùt theo ñoä doác (Va).
Vis =
Va =
Ta coù baûng tính toaùn sau :
a(kA/ms)
25
30
35
40
45
50
as(kA)
170
162
159,25
156
153
150
Vis
0,00145
0,00197
0,0022
0,00248
0,00278
0,00321
Va
0,203
0,148
0,108
0,0783
0,0569
0,0414
+ Döïa vaøo baûng treân ta xaây döïng ñöôïc ñöôøng cong : Vi = f( Va ) nhö hình veõ.
+ Xaùc suaát phoùng ñieän chính laø dieän tích S ñöôïc giôùi haïn bôûi ñöôøng cong treân. Dieän tích naøy tính ñöôïc vaø baèng : S = 4,02.10-4
+ Suy ra Xaùc suaát phoùng ñieän : Vp4 = S = 4,02.10-4
+ Suaát caét ñieän ñöôøng daây khi seùt ñaùnh vaøo daây choáng seùt ôû giöõa khoaûng vöôït.
+ Trong ñoù : N, Va , hc , lkv, Vp3, h1 ñaõ ñöôïc xaùc ñònh ôû treân.
h2 laø xaùc suaát hình thaønh hoà quang oån ñònh khi coù phoùng ñieän ôû khoaûng caùch khoâng khí lôùn.
Maø :
=>
=> (laàn/naêm)
3./ Suaát caét ñieän cuûa ñöôøng daây khi seùt ñaùnh voøng qua daây choáng seùt vaøo daây daãn .
+Khi seùt ñaùnh vaøo daây daãn cuûa ñöôøng daây thì xaùc suaát phoùng ñieän treân chuoãi söù laø lôùn. Vôùi giaû thieát Zs » thì doøng ñieän seùt chaïy veà moãi phía cuûa daây daãn baèng . Doøng ñieän gaây neân treân daây daãn moät ñieän aùp :
Vôùi : laø toång trôû soùng cuûa daây daãn coù tính ñeán aûnh höôûng cuûa vaàng quang xung.
+ Neáu keå caû ñieän aùp laøm vieäc cuûa daây daãn thì ñieän aùp taùc duïng leân chuoãi söù laø :
+ Söï phoùng ñieän xaûy ra neáu :
Uch.s ³ U0,5
=> 102,1135.is(t) +57,178 ³ 660 ( kV)
=> is(t) ³ 5,9 (kV)
Vaäy xaùc suaát phoùng ñieän treân chuoãi söù laø.
Vp5 = e-is/26=0,797
+ Suaát caét ñieän khi seùt ñaùnh voøng qua daây choáng seùt vaøo daây daãn :
(laàn /naêm)
+ Suaát caét ñieän toång cuûa ñöôøng daây laø.
(laàn/naêm)
+ Chæ tieâu choáng seùt cuûa ñöôøng daây taûi ñieän caáp 110 laø :
(naêm/laàn).
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Thuyet Minh.doc
- Muc luc.doc