Ch-ơng 14 bảo vệ chống sóng truyền vào trạm 110/35 từ đ-ờng dây 110kV I Giới thiệu chung 1. Khái quát chung Bảo vệ chống sóng truyền vào trạm có yêu cầu rất cao, cao hơn nhiều so với đ-ờng dây tải điện. Bởi vì trong trạm có các thiết bị đắt tiền và quan trọng nh- máy biến áp, máy cắt, các thiết bị đo l-ờng, thiết bị bảo vệ. Mặt khác phóng điện trên cách điện trong trạm t-ơng đ-ơng với ngắn mạch trên thanh góp và ngay cả khi có ph-ơng tiện bảo vệ hiện đại cũng có thể đ-a đến sự cố làm máy cắt nhảy gây nên gián đoạn cấp điện. Mặt khác thì có sóng truyền vào trạm từ đ-ờng dây có biên độ lớn hoặc độ dốc lớn có thể phá hỏng các thiết bị trong trạm. Ngoài ra mặc dù trong kết cấu của thiết bị th-ờng cố gắng sao cho mức cách điện trong thiết bị bền hơn mức cách điện ngoài, nh-ng trong quá trình vận hành có sự già cỗi cách điện, nên sự phối hợp có thể bị phá hoại và d-ới tác dụng của quá điện áp có thể xảy ra chọc thủng điện môi mà không chỉ phóng điện men theo bề mặt ngoài. Tuy không thể đạt mức an toàn tuyệt đối nh-ng khi tính toán chọn các biện pháp phối hợp chống sét giảm xác suất sự cố tới mức thấp nhất và nâng cao khả năng chịu sét của trạm, số năm vận hành an toàn không xuất hiện quá điện áp nguy hiểm với cách điện của trạm phải đạt hàng chục đến hàng trăm năm . Nội dung của chống sóng truyền vào trạm biến áp bao gồm: bảo vệ chống sét đánh thẳng, bảo vệ chống sóng truyền từ đ-ờng dây vào trạm. Bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm đ-ợc tính toán trong ch-ơng tr-ớc. Để bảo vệ chống sóng truyền vào trạm ng-ời ta dùng các loại sau nh-: chống sét van, chống sét ống, khe hở cách điện. Tuy nhiên hiện nay ta ít dùng hai loại sau do chúng có những nh-ợc điểm cố hữu nh-: độ dốc của đ-ờng đặc tính V-S lớn hoặc không có bộ phận dập hồ quang (đối với khe hở cách điện). Mức cách điện xung kích của trạm đ-ợc chọn theo trị số điện áp d- của chống sét van và có chiều h-ớng ngày càng giảm thấp do chất l-ợng của chống sét van ngày càng đ-ợc nâng cao. Bởi vậy mức cách điện của trạm không phụ thuộc vào mức cách điện của đ-ờng dây mà còn thấp hơn nhiều. Quá điện áp do sét đánh thẳng vào dây chống sét sẽ gây phóng điện ng-ợc tới dây dẫn hoặc d-ới hình thức cảm ứng khi có sét đánh gần đ-ờng dây sẽ lan truyền từ bị sét đánh vào trạm. Trong quá trình đó, nếu còn giữ trị số quá điện áp lớn hơn mức cách điện của đ-ờng đây thì nó sẽ gây nên phóng điện (nghĩa là biên độ của quá điện áp giảm dần tới mức điện áp xung kích của đ-ờng dây (U %50 )). Để đảm bảo điều kiện làm việc bình th-ờng của chống sét van ta cần hạn chế dòng qua chống sét van phải nằm trong phạm vi cho phép của nó 5 10kA. Dòng điện sét quá lớn có thể phá hỏng chống sét van. 2 . Đặc điểm Chỉ tiêu chống sóng truyền vào trạm là một chỉ tiêu quan trọng, nó cho phép đánh giá mức độ an toàn của cách điện trạm với sóng quá điện áp. Tuy nhiên do tham số của sóng quá điện áp truyền vào trạm là rất khác nhau, nó phụ thuộc vào tham số của dòng điện sét, kết cấu của trạm, vị trí bị sét đánh (khi sét đánh xa trạm thì do khoảng cách tới là lớn nên có thể không còn gây nguy hiểm đến trạm nữa) vì vậy việc tính toán quá điện áp trong trạm không phải là một vài sóng mà phải tính toán với sóng có các tham số khác nhau. Do đó để xác định một cách chính xác thì khối l-ợng tính toán là rất lớn. Sau khi tính toán ta dựa vào đó tìm tham số giới hạn nguy hiểm của sóng truyền vào trạm. Với trị số tới hạn của tham số sóng sét, biết phân bố xác suất chúng ta có thể tính đ-ợc chỉ tiêu sóng truyền vào trạm. Tuy nhiên không giống nh- tham số của dòng điện sét, tham số sóng truyền vào trạm không có phân bố xác suất chung cho các sóng sét truyền đến trạm vì nó rất khác nhau đối với từng l-ới và từng trạm cụ thể .Việc xác định phân bố này đối với từng trạm cũng rất phức tạp nên ng-ời ta phải dùng một số giả thiết để đơn giản hoá: +Do khoảng cách trong trạm là không lớn và điện áp chọn là U 50% của chuỗi sứ nên coi quá trình sóng truyền vào trạm là không biến dạng (biên độ và độ dốc của sóng là không đổi). Một khó khăn nữa của việc tính toán bảo vệ chống sóng truyền vào trạm là khối l-ợng tính toán lớn. Tr-ớc hết bài toán truyền sóng trong trạm với một sóng có tham số cho tr-ớc truyền vào từ đ-ờng dây đã là khá phức tạp (khi sơ đồ thay thế có nhiều nút), khối l-ợng tính toán lớn. Thực tế ng-ời ta sử dụng ph-ơng pháp đo trực tiếp trên máy mô hình hay trên máy tính điện tử. Với những trạm đơn giản hơn ng-ời ta có thể tính toán bằng ph-ơng pháp lập bảng. Trong đồ án này ta sẽ tính toán với nhiều dạng sóng khác nhau để từ đó ta tìm đ-ợc mối quan hệ U và a ng.h bằng đồ thị. So sánh sóng quá điện áp này với đặc tính phóng điện của thiết bị t-ơng ứng để đánh giá khả năng phóng điện. Coi rằng trạm sẽ rất an toàn nếu tất cả các đ-ờng cong điện áp xuất hiện trên cách điện đều nằm d-ới đặc tính V- S của chúng. 4.Khoảng cách giới hạn Nh- nói ở trên thì ta không thể bảo vệ trạm một cách tuyệt đối mà chỉ có thể hạn chế sự cố đến mức thấp nhất. Trong các ph-ơng án bảo vệ trạm thì chỉ bảo vệ đ-ợc sóng quá điện áp tới một độ dốc nhất định, nếu v-ợt quá giá trị đó thì trạm bị nguy hiểm. Giá trị đó gọi là độ dốc tới hạn: a th . T-ơng ứng với a th ta có giá trị l th . Khi sét đánh trong phạm vi chiều dài l x th sẽ gây nên phóng điện trong trạm vì sóng truyền vào trạm có độ dốc a a th . Vì thế đoạn đ-ờng dây này th-ờng phải đ-ợc tăng c-ờng bảo vệ nhằm giảm xác suất sét đánh vào dây dẫn hoặc phóng điện ng-ợc từ dây chống sét vào dây dẫn. . gồm: bảo vệ chống sét đánh thẳng, bảo vệ chống sóng truyền từ đ-ờng dây vào trạm. Bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm đ-ợc tính toán trong ch-ơng tr-ớc. Để bảo vệ chống sóng truyền vào trạm. Ch-ơng 14 bảo vệ chống sóng truyền vào trạm 110/35 từ đ-ờng dây 110kV I Giới thiệu chung 1. Khái quát chung Bảo vệ chống sóng truyền vào trạm có yêu cầu rất cao, cao. trên thì ta không thể bảo vệ trạm một cách tuyệt đối mà chỉ có thể hạn chế sự cố đến mức thấp nhất. Trong các ph-ơng án bảo vệ trạm thì chỉ bảo vệ đ-ợc sóng quá điện áp tới một độ dốc nhất