Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I 3 ẢNH HƯỞNG CỦA Ô NHIỄM TỚI CÁC ĐẶC TÍNH CÁCH ĐIỆN 3 1.1. Giới thiệu chung về cách điện của đường dây trên không 3 1.2. Ảnh hưởng của ô nhiễm tới các đặc tính cách điện 5 1.2.1. Hiện tượng phóng điện bề mặt trên cách điện sạch 6 1.2.2. Phóng điện bề mặt trên cách điện bị nhiễm bẩn và bị ướt 8 11 1.3. So sánh giữa phóng điện trên bề mặt cách điện bị nhiễm bẩn và phóng điện trên cách điện sạch 16 1.4. Các thống kê về sự cố cắt điện do ô nhiễm môi trường đối với cách điện đường dây trên không.[5] 16 1.4.1. Sự cố cắt điện tại công ty truyền tải điện 3 16 1.4.2. Sự cố cắt điện trên lưới điện 110 kV ở tỉnh Quảng Ninh 16 1.5. Kết luận 17 CHƯƠNG II 19 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ ĐIỆN TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 19 2.1. Các phương pháp thường dùng trong tính toán phân bố điện áp và phân bố điện trường 19 2.1.1Phương trình trường 19 2.1.2. Các phương pháp hiện có 20 2.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 25 2.3. Tại sao lại cần FEM 30 2.4. Giới thiệu về phần mềm ANSYS 30 CHƯƠNG III 32 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM ANSYS 32 3.1. Giới thiệu về cách điện mô phỏng 32 3.2.Trình tự tiến hành mô phỏng 35 2.2.1. Lựa chọn kiểu phân tích 35 3.2.2. Xây dựng mô hình hình học 35 3.2.3.Lựa chọn kiểu phần tử phân tích và thuộc tính vật liệu 35 3.2.4. Chia lưới cho mô hình 36 3.2.5. Đặt tải và điều kiện biên lên mô hình 36 3.2.6. Giải 36 3.2.7. Xử lý và hiển thị kết quả 36 3.3. Các kết quả mô phỏng 37 3.3.1.Cách điện trong không khí sạch 37 3.3.2. Ảnh hưởng của tính chất lớp ô nhiễm lên phân bố điện trường trên chuỗi cách điện 42 3.3.3 Ảnh hưởng của độ dày lớp ô nhiễm lên phân bố điện trường trên chuỗi cách điện 52 3.3.4. Ảnh hưởng của vùng khô lên phân bố điện trường 55 CHƯƠNG IV: 60 THỬ NGHIỆM CÁCH ĐIỆN VÀ THÍ NGHIỆM CHỨNG MINH MÔ PHỎNG 60 4.1.Tổng quan về phương pháp thử nghiệm – Lựa chọn phương pháp thử nghiệm phù hợp 60 4.1.1. Giới thiệu về tiêu chuẩn IEC 60507 60 4.1.1.1.Phương pháp sương muối (SALT FOG METHOD.: 60 4.1.1.2.Phương pháp ”LỚP RẮN”(SOLID LAYER METHOD 62 4.2. Thiết bị thử nghiệm và qui cách thử nghiệm 67 1 Đồ án tốt nghiệp 4.2.1.Thiết bị thử nghiệm 67 4.2.2. Trình tự thử nghiệm 68 4.2.3. Kết quả thí nghiệm 68 4.3 Phần kết luận 68 Phần Kết luận và kiến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 2 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I ẢNH HƯỞNG CỦA Ô NHIỄM TỚI CÁC ĐẶC TÍNH CÁCH ĐIỆN 1.1. Giới thiệu chung về cách điện của đường dây trên không Đường dây tải điện trên không đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Các phần tử chủ yếu của đường dây trên không là dây dẫn, dây chống sét, cột, cách điện và các phụ kiện. Cách điện đường dây dùng để cách ly các dây dẫn của đường dây với cột. Để đảm bảo cho đường dây làm việc bình thường, cách điện đường dây phải có các đặc tính điện và cơ tốt. Cách điện đường dây được chế tạo từ sứ hay thủy tinh nung. Dựa vào cấu trúc các cách điện được chia thành cách điện đứng và cách điện treo. Các cách điện đứng dùng cho đường dây điện áp đến 35kV. Đối với các đường dây điện áp 6-10 kV và thấp hơn cách điện đứng chỉ có một phần tử, còn trên đường dây 22-35 kV cách điện đứng có hai phần tử. Hình 1-1: Các cách điện đứng Đối với các cấp điện áp cao hơn, dây dẫn được treo trên chuỗi cách điện nên khi làm việc cách điện ở trạng thái bị kéo và như vậy tận dụng được ưu điểm sẵn có về độ bền cơ giới của cách điện. Cách điện treo được chia ra làm 2 loại: loại thanh và loại đĩa. Cách điện treo kiểu thanh, thường được gọi là sứ thanh. Đó là thanh sứ dài có lá, hai đầu có mũ kim loại, đường kính của thanh chọn theo độ bền khi kéo. Cách điện thanh treo dùng cho các đường dây điện áp cao và siêu cao. Các ưu điểm chính của cách điện thanh là độ bền điện và độ tin cậy cao, nhẹ và rẻ tiền. Tuy vậy nó cũng có một số nhược điểm là công nghệ chế tạo đòi hỏi kỹ thuật hiện đại phức tạp, khi sứ thanh bị hư hỏng phải thay thế toàn bộ, việc vận chuyển - lắp đặt – thay thế khi vận hành sứ thanh rất phức tạp. 3 Đồ án tốt nghiệp Hình 1-2: Cách điện thanh Cách điện treo kiểu bát được sử dụng phổ biến nhất cho các đường dây trên không điện áp 35kV và cao hơn. Chuỗi cách điện gồm có nhiều cách điện kiểu bát, số lượng cách điện trong chuỗi phụ thuộc vào điện áp đường dây. Đối với đường dây 35 kV trong chuỗi có 2-3 cách điện, đường dây 110 kV có 6-7 cách điện, đường dây 220 kV có 12-14 cách điện [1]. Cách điện đĩa của đường dây gồm có: thành phần điện môi, bộ phận kim loại (làm mũ và chân) và vật liệu gắn kết giữa điện môi với bộ phận kim loại. Điện môi sử dụng để chế tạo cách điện của các đường dây tải điện trên không phải có đặc tính cơ giới cao vì chúng là các phần tử phải chịu các tải trọng cơ học rất lớn. Các cách điện của đường dây truyền tải điện phải chịu tác động của tải trọng của dây dẫn hàng tấn, đôi khi đến hàng chục tấn. Điện môi cũng phải có độ bền cách điện cao, cho phép chế tạo các cách điện có độ tin cậy làm việc cao và kinh tế. Chúng cũng phải là những vật liệu không hút ẩm và không biến tính dưới tác động của các yếu tố khí hậu. Hình 1-3: Một số loại cách điện đĩa thường dùng Chúng ta thường sử dụng những loại cách điện dùng điện môi bằng sứ hoặc thủy tinh vì cách điện chế tạo bằng sứ hoặc thủy tinh có cường độ cách điện cao, độ bền cơ giới lớn và chịu đựng được các tác động của môi trường khí quyển. Cường độ cách điện của sứ trong điện trường đồng nhất chiều dày của mẫu sứ 1,5mm có thể đạt tới 30- 40 kV/mm. Khi độ dày tăng, cường độ cách điện có giảm và nếu là điện trường không đồng nhất thi nó còn giảm nhiều hơn nữa. Độ bền điện của thuỷ tinh trong điều kiện tương tự đạt 45 kV/mm. Cường độ cách điện xung kích của sứ cao hơn so với trị số xoay chiều khoảng 50 - 70%.[2] Độ bền cơ giới của sứ và thuỷ tinh phụ thuộc vào dạng tải trọng cơ giới. Sứ làm việc rất tốt khi bị nén khi bị uốn thì kém hơn và đặc biệt là khi bị kéo thì càng kém. Độ bền cơ giới của các mẫu sứ đường kính 2-3 mm đạt 450 MPa khi nén, 70 MPa khi uốn nhưng chỉ còn 30 MPa khi kéo. 4 ỏn tt nghip Bng 1-1: Cỏc c tớnh in v c ca cỏc loi in mụi s v thu tinh.[2] c tớnh S Thu tinh Sứ cách điện truyền thống Sứ cách điện nhiều nhôm Stéatite Sodo- calcique Sodo-calcique postasique Boro-silicate Điện trở suất mặt Hằng số điện môi 25 o C, 50Hz 6 7,5 6,1 7,5 7,3 5,3 tg , 25 o C, 50Hz 0,01 0,095 0,002 0,015 0,013 0,04 Điện trở suất 25 o C, 50Hz, (.cm) 10 13 10 13 10 14 10 12,5 10 13 10 14 Cờng độ cách điện của mẫu 25 o C, 50Hz (kV/cm) 170 160 180 230 250 290 Khối lợng riêng (g/cm 3 ) 2,4 2,8 2,7 2,5 2,2 Độ bền kéo (daN/mm 2 ) 3 6 4,5 2 10 4,5 Module đàn hồi (daN/mm 2 ) 7700 10700 10000 7400 7200 6700 Hệ số giãn nở nhiệt 5,5.10 -6 6,5.10 -6 7,5.10 -6 9.10 -6 9,1.10 -6 3,2.10 -6 Nhiệt dẫn 100 o C (cal/cm.s. o C) 0,004 0,007 0,006 0,0025 0,0025 0,0025 Bng 1-2: Kớch thc v c tớnh ca cỏch in a. [2] Loại cách điện Kích thớc Chiều dài đờng rò Hệ số sử dụng Điện áp xuất hiện Cờng độ điện trờng Ghi chú H, mm D, mm 6-B 140 270 324 1,1 35 2,5 Sứ 16-A 173 280 365 1,2 - 2,4 20-A 194 350 420 1,1 - 2,4 C6-A 130 255 155 1,0 28 2,6 Thuỷ tinh C12-A 140 260 325 1,2 35 2,3 C16-B 170 280 387 1,2 40 2,3 C22-A 200 320 390 1,1 40 2,3 C30-A 190 320 425 1,1 45 2,0 C40-A 190 330 445 1,1 50 2,0 5-A 194 250 450 - - - vùng ô nhiễm cao 6-A 198 270 455 8-A 214 300 470 C16-A 160 320 480 C22-A 185 370 570 - là ký hiệu của loại cách điện treo sứ; C- là ký hiệu của loại cách điện thuỷ tinh treo - cách điện dùng trong vùng ô nhiễm cao Trong nhng nm gn õy cỏc cỏch in cũn c ch to t cỏc vt liu mi l nha epoxy v polyster. S dng cỏc vt liu ny cho phộp gii quyt n gin cỏc vn v hỡnh dỏng, cu trỳc v bn ca cỏch in. Tuy nhiờn, cỏch in bng s v thy tinh vn c ỏp dng rng rói vỡ r tin hn nhiu trong khi cỏc c tớnh v in v c gii khụng b sỳt kộm (thng kờ v tỡnh hỡnh s dng cỏch in Vit Nam). 1.2. nh hng ca ụ nhim ti cỏc c tớnh cỏch in 5 Đồ án tốt nghiệp Khi đường dây đi qua những vùng có bụi bẩn dẫn điện như: vùng công nghiệp hóa chất, luyện kim, khai thác mỏ, vùng duyên hải…thì cách điện của đường dây bị suy giảm rất nhiều, tại những vùng này thường xuyên xảy ra hiện tượng phóng điện trên cách điện, gây ra các sự cố mất điện, hư hỏng cách điện, gây thiệt hại kinh tế cho việc vận hành lưới điện. Để vận hành an toàn người ta phải dùng các cách điện đặc biệt – cách điện dùng cho vùng ô nhiễm. Ngoài kết cấu và chủng loại điện môi như cách điện bình thường, thì chúng có suất chiều dài đường rò (là chiều dài rò điện ứng với 1kV điện áp đường dây) lớn hơn nhiều so với cách điện bình thường (đối với loại thường chiều dài rò điện khoảng 1,5 cm/kV còn ở loại đặc biệt chiều dài này không bé hơn 2,25 cm/kV).[2] a): Dùng cho cột néo b) và c): Dùng cho cột trung gian Hình 1-4: Một số loại cách điện đĩa dùng cho vùng ô nhiễm. Nguyên nhân gây ra phóng điện là do lớp nhiễm bẩn trên bề mặt cách điện có khả năng dẫn điện từ đó làm xuất hiện những vùng có điện trường lớn gây ra phóng điện cục bộ từ đó phát triển thành phóng điện toàn phần Ta đi phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng phóng điện trên bề mặt cách điện . 1.2.1. Hiện tượng phóng điện bề mặt trên cách điện sạch Cách điện của đường dây 35 kV quan trọng và của các đường dây điện áp cao hơn thường được thực hiện bằng chuỗi gồm nhiều đĩa cách điện. Số đĩa nhiều ít tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng cấp điện áp. Dọc theo đường dây, ở các cột trung gian chuỗi cách điện đặt theo đường thẳng còn ở các cột néo được đặt hầu như nằm ngang và chịu lực căng của dây dẫn. Về điện áp phóng điện không thể tính toán đơn giản bằng cách lấy điện áp phóng điện của từng đĩa đem nhân với số đĩa trong chuỗi mà cần phải xét đến sự phân bố điện áp và đặc điển của quá trình phóng điện dọc theo chuỗi. Quá trình này có thể phát triển theo một trong ba đường:[2] 6 Đồ án tốt nghiệp Hình 1-5: Quá trình phóng điện dọc chuỗi cách điện • Hoàn toàn dọc theo bề mặt cách đìện tức là theo đường CBA hoặc CBA1 • Theo đường CBD với chiều dài phóng điện n.lp (n là số đĩa trong chuỗi). • Theo đường ngắn nhất EF mà chiều dài của nó gần bằng trị số L=nH. Cường độ cách điện theo đường EF thực tế bằng cường độ cách điện của khe hở khí giữa điện cực thanh - thanh do đó thường có trị số cao hơn so với cường độ cách điện theo đường CBD (tuy có nhiều dài phóng điện dài hơn nhưng do có một phần đi men theo mặt ngoài của điện môi nên điện áp phóng điện bé). Đó cũng là giới hạn trên của trị số điện áp phóng điện của chuỗi và suy ra biện pháp nâng cao điện áp phóng điện là phải tăng tỷ số lp/H sao cho cường độ cách điện theo đường CBD đạt được mức của đường EF. Thực nghiệm cho thấy khi tỷ số lp/H bằng khoảng 1,3 thì có thể đạt được yêu cầu trên và trong sản xuất tỷ số này thường chọn trang giới hạn 1,15-1,35.[2] Sự phân bố điên áp trên các đĩa của chuỗi cách điện cũng ảnh hưởng đến trị số điện áp phóng điện D B L F D l p C E H A A 1 7 Đồ án tốt nghiệp Hình 1-6: Sơ đồ thay thế chuỗi cách điện • C - điện dung của từng đĩa cách điện. • C1- điện dung của từng đĩa cách điện đối với các phần tử nối đất. • C2 - điện dung của từng đĩa cách điện đối với dây dẫn, trị số của chúng phụ thuộc vào vị trị của từng đĩa trong chuỗi. Nếu như điện dung tổng của chuỗi cách điện C Σ =C/n (trong đó n là số đĩa trong chuỗi) lớn hơn rất nhiều so với các điện dung C1 và C2 thì phân bố điện áp dọc theo chuỗi cách điện gần như đồng đều. Từ sơ đồ thay thế chuỗi sứ, ta thấy nguyên nhân làm cho điện áp phân bố không đều là do ảnh hưởng của điện dung ký sinh C1, C2. Chúng có các ảnh hưởng ngược nhau đối với sự phân bố điện áp giáng trên đĩa cách điện: nếu chỉ xét riêng tác dụng của điện dung C1 thì điện áp giáng trên đĩa cách điện càng ở xa dây dẫn càng bé đi và ngược lại nếu chỉ xét riêng tác dụng của C2 thì điện áp giáng lại có chiều hướng tăng khi cách điện ở xa dây dẫn. Do ảnh hưởng của các điện dung ký sinh làm cho phân bố điện áp trên từng phần tử của chuỗi không đồng đều. Điện áp đặt lên phần tử gần dây dẫn nhất là lớn nhất, vì vậy điện trường trong khu vực xung quanh của phần tử này cũng lớn nhất. Nếu trị số điện trường ở khu vực này lớn hơn điện trường phát sinh vầng quang của không khí, vầng quang sẽ phát sinh và có thể gây phóng điện bề mặt trên chuỗi cách điện. Trong các trường hợp đó phải tiến hành các biện pháp nhằm cải thiện sự phân bố đìện áp trền chuỗi cách điện. 1.2.2. Phóng điện bề mặt trên cách điện bị nhiễm bẩn và bị ướt a) Ảnh hưởng của ô nhiễm tới phân bố điện áp [3] 8 Đồ án tốt nghiệp Như phần trên đã phân tích trong trường hợp cách điện sạch thì phân bố điện áp dọc theo chuỗi cách điện phụ thuộc vào điện dung của từng phần tử và điện dung ký sinh. Nhưng khi cách điện bị nhiễm bẩn thì sự phân bố điện áp này lại phụ thuộc rất nhiều vào mức độ ô nhiễm. Thật vậy, xét một đoạn nhỏ L δ trên chiều dài của cách điện ở bán kính r, có một lớp dẫn điện trên bề mặt như hình vẽ: Hình 1-7: Một phần cách điện bị nhiễm bẩn • Cách điện có hằng số điện môi r ε ; • Lớp ô nhiễm có chiều dày d << r , và có điện dẫn suất khối là Φ v , Có thể thay thế cho phần cách điện bị nhiễm bẩn này bằng một mạch điện thay thế như sau: Hình 1-8: Mạch điện thay thế Trong mạch điện thay thế trên thì điện trở, R lớp ô nhiễm giữa mặt trên và mặt dưới được tính như sau: r L dr L R S L R SV .2 2. . π δ π δ ρ Φ = Φ =⇒= (1.1) Với Φ S = Φ v .d là suất dẫn điện bề mặt Và điện dung, C được tính là : L r C r δ πεε 2 0 = (1.2) Ở tần số dòng điện là f thì dung kháng của tụ điện, X c là : 9 Đồ án tốt nghiệp Cf X c 2 1 π = (1.3) Như vậy ta có tỷ lệ giữa X c và R là : rfRfCR X r Sc 2 1 0 εεππ Φ == (1.4) Với các giá trị trung bình của cách điện đĩa ( r = 10 cm = 0,1m; Φ S = 14,5 S µ ; 6= r ε ; )(10.85,8 112 0 −− = Fm ε ( 0 ε : hằng số điện môi chân không ); f = 50 Hz ( tần số dòng điện công nghiệp). Ta thu được tỷ lệ là 1,74.10 4 , điều này có nghĩa là ở tần số 50 Hz thì điện trở của lớp ô nhiễm dẫn điện trên bề mặt của cách điện luôn rất nhỏ so với dung kháng của cách điện đó, vì vậy sự phân bố điện áp dọc bề mặt cách điện phụ thuộc rất nhiều vào mức độ dẫn điện của lớp ô nhiễm. Như vậy khi cách điện bị nhiễm bẩn thì phân bố thế trên bề mặt của nó phụ thuộc rất nhiều vào tình trạng ô nhiễm và ít bị ảnh hưởng của các loại điện dung trên cách điện đó, độ ô nhiễm càng lớn, mức độ che phủ bề mặt cách điện của ô nhiễm càng cao, và điện dẫn của lớp ô nhiễm càng lớn thì phân bố điện áp sẽ thay đổi rất mạnh so với khi không bị ô nhiễm b) Hiện tượng phóng điện bề mặt trên cách điện bẩn Trong môi trường tự nhiên, cách điện vận hành trực tiếp chịu ảnh hưởng bởi môi trường không khí như bụi than, muối, bụi đất, SO 2 …, nó dần hình thành một lớp nhiễm bẩn trên bề mặt cách điện. Nếu lớp bụi này khô ráo, nó có điện trở rất cao và không gây ảnh hưởng đáng kể đến điện áp phóng điện, điện thế phóng điện gần với điện thế phóng điện trong trạng thái khô, sạch. Khi trời ẩm, có sương hoặc có mưa nhỏ… chất nhiễm bẩn trên bề mặt cách điện hấp thụ nước làm cho chất điện phân trong lớp ô nhiễm phân rã và ion hóa, làm tăng điện dẫn của lớp này hình thành lớp dẫn điện, lúc đó dòng rò trên bề mặt cách điện tăng lên. Vì hình dạng, cấu trúc, kết cấu của cách điện khác nhau cũng như sự phân bố của lớp bẩn trên bề mặt cách điện không đồng đều nên điện trở của nó luôn thay đổi và mật độ dòng rò ở các vị trí khác nhau cũng thay đổi. Dòng điện rò lớn đốt nóng bề mặt, sự phát nóng càng mãnh liệt tại những chỗ mà điện trở trên đơn vị dài dọc theo đường phóng điện có trị số lớn. Ở những nơi này mặt ngoài được sấy khô (hình thành vùng khô), điện trở tăng đồng thời cũng sẽ chịu phần điện áp giáng lớn tạo điều kiện cho trường tăng cục bộ. Khi điện cường độ điện trường đủ mạnh sẽ gây ra phóng điện cục bộ làm cho dòng điện rò tổng tăng lên (chiều dài rò điện được rút ngắn vì những nơi có phóng điện cục bộ coi như ngắn mạch). Quá trình tiếp theo diễn biến tương tự, phần đoạn đường còn lại tiếp tục được sấy khô và cũng xuất hiện phóng điện cục bộ. Khi tăng điện áp thì phóng điện cục bộ xuất hiện càng nhiều và có thể xảy ra cùng một lúc tại nhiều chỗ khác nhau trên bề mặt cách điện, và khi mà các vùng có phóng điện này được nối liền với nhau thì sẽ dẫn đến phóng điện hoàn toàn. Quá trình phóng điện này diễn ra tương đối chậm, không liên tục nên phụ thuộc vào thời gian tác động của điện áp. 10 [...]... dây Qua các phân tích trên việc tính toán sự phân bố điện áp, cường độ điện trường, dòng điện rò…trên các cách điện đó là yếu tố cần được quan tâm giúp ta đánh giá được thực trạng của cách điện, các yếu tố ảnh hưởng, phân tích nguyên nhân từ đó đưa ra biện pháp để khắc phục và hạn chế các hiện tượng đó 17 Đồ án tốt nghiệp 18 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II TÍNH TOÁN PHÂN BỐ ĐIỆN TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN... b) Phương pháp số Trong những năm gần đây để giải phương trình Poisson và Lapláce trong các điều kiện bờ và biên phức tạp người ta thường sử dụng các phương pháp số.Tuỳ thuộc vào mức độ khó dễ của các điều kiện bờ mà người ta sử dụng phương pháp thích hợp Có 3 phương pháp số chính là: phương pháp sai phân hữu hạn (FDM), phương pháp mô phỏng điện tích (CSM) và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 20 Đồ án. .. tính toán là có thể chọn hình dáng phần tử bất kì, chiến 24 Đồ án tốt nghiệp lược phân miền bài toán và thực hiện tính toán cũng hết sức linh hoạt, do vậy thời gian tính giảm đáng kể so với phương pháp sai phân Sau đây ta sẽ nghiên cứu nguyên lý cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn 2.2 Cơ sở lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Thực chất của phương pháp PTHH là phân chia miền bài toán nghiên... nơi các đường dây đi qua rất đa dạng, gồm các vùng đồng bằng, vùng duyên hải, vùng đồi núi và các khu công nghiệp khai thác và chế biến than, công nghiệp nhiệt điện, hóa chất, xi măng Sự phát triển của các ngành công nghiệp này luôn đi kèm theo là hiện tượng ô nhiễm không khí Hậu quả là cách điện của các thiết bị cũng bị nhiễm bẩn, mức cách điện bị suy giảm Tác động nguy hiểm đối với cách điện là các. .. tính được E và các đại lượng khác: → → E = − ∇ϕ = − ( i ∂ϕ → ∂ϕ → ∂ϕ +j +k ) ∂x ∂y ∂z Kết hợp với điều kiện biên và điều kiện bờ ta sẽ được nghiêm duy nhất của bài toán 2.1.2 Các phương pháp hiện có Mô hình mà ta nghiên cứu là : 0  ∇ ϕ = ρ − ε  2 (2.4) Để giải quyêt bài toán trên, hiện nay người ta sử dụng phương pháp giải tích và các phương pháp số a) Phương pháp giải tích: Phương pháp giải tích... vị trí cân bằng sao cho công của các lực điện từ bằng không Bằng cách tìm cực trị phiến hàm biểu diễn cho năng lượng của hệ ta được hệ phương trình đại số với các ẩn là các thông số của hệ thống điện từ tại các nút cần tìm Phương pháp phần tử hữu hạn ưu việt hơn hẳn các phương pháp kể trên do tính chính xác và có thể xây dựng thuật toán tổng quát và thích hợp với hình dáng bờ bất kì Ưu điểm này càng... Mô hình 3D của cách điện Các cách điện được nghiên cứu là cách điện treo, cấp 35kV gồm 3 bát sứ và cấp 110kV gồm 7 bát sứ Chuỗi cách điện 35kV Chuỗi cách điện110kV Hình 3.3: Mô hình 3D của chuỗi cách điện treo 33 Đồ án tốt nghiệp Để đơn giản cho quá trình mô phỏng chúng ta không bỏ qua ảnh hưởng của lớp keo dính bằng xi măng Mô hình 2D của cách điện dùng cho mô phỏng được xây dựng lại như sau: Mũ sứ... thế của các nút lân cận Từ các điện thế tính được đó lại tiếp tục tính được các điện thế của các nút tiếp theo,cứ tiếp tục như vậy cho tới các nút cuối cùng Việc tính toán này đều nhờ việc giải hệ phương trình tuyến tính nên ta có thể lập trình cho quá trình tính toán đó Vỉệc giải phương trình (2.30) được tiến hành bằng cách chia vế trái của (2.30) thành các số hạng có liên quan đến tất cả các phần... Ôxit sắt, loại bụi này có thể gây nối tắt cách điện, làm bẩn bề mặt, tăng quá trình han rỉ các cấu trúc kim loại Đối với cách điện bị nhiễm bẩn dạng bụi, hóa chất, sương muối…khi điều kiện khí 16 Đồ án tốt nghiệp hậu không thuận lợi sẽ gây lên hiện tượng nối tắt từng phần hoặc toàn bộ chiều dài đường rò điện của cách điện Và hậu quả là phóng điện qua bề mặt cách điện, tăng suất cắt điện Tình hình vận... toán Phương pháp FEM có thể sử dụng được trong các trường hợp vật liệu dẫn điện Nhược điểm của phương pháp: chính là số lượng tính toán lớn cần nhiều bộ nhớ để lưu trữ kết quả.Vì vậy khi máy tính chưa đủ mạnh thì ta không thể dùng được phương pháp này Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của tốc độ sử lý và khả năng lưu trữ bộ nhớ của máy tính người ta đã có thể áp dụng rộng rãi Phương pháp trong các . thường, cách điện đường dây phải có các đặc tính điện và cơ tốt. Cách điện đường dây được chế tạo từ sứ hay thủy tinh nung. Dựa vào cấu trúc các cách điện được chia thành cách điện đứng và cách điện. tạp. 3 Đồ án tốt nghiệp Hình 1-2: Cách điện thanh Cách điện treo kiểu bát được sử dụng phổ biến nhất cho các đường dây trên không điện áp 35kV và cao hơn. Chuỗi cách điện gồm có nhiều cách điện. đó. 17 Đồ án tốt nghiệp 18 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II TÍNH TOÁN PHÂN BỐ ĐIỆN TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 2.1. Các phương pháp thường dùng trong tính toán phân bố điện áp và phân bố điện