BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bùi Thanh Hiếu KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỐI ĐẤT PHÂN BỐ DÀI TRONG TRẠM BIẾN ÁP Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN THỊ MINH CHƯỚC Hà Nội – Năm 2014 Mục Lục Lời mở đầu Chương I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Tác dụng nối đất 1.2 Chức hệ thống nối đất 1.3 Điện trở nối đất NỐI ĐẤT PHÂN BỐ DÀI KHÔNG CÓ NỐI ĐẤT BỐ SUNG 2.1 Xác định phân bố điện áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực 2.1.1 Xác định phân bố điện áp dọc theo chiều dài điện cực .10 2.1.2 Xác định phân bố dòng điện dọc theo chiều dài điện cực .14 2.2 Phần tính toán 19 2.2.1 Ví dụ 19 2.2.2 Ví dụ 36 2.2.3 Ví dụ 51 2.3 Một số nhận xét từ kết tính toán 66 Chương 74 NỐI ĐẤT PHÂN BS DÀI CÓ NỐI ĐẤT BỔ SUNG 74 3.1 Xác định phân bố điện áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực 74 3.1.1 Xác định phân bố điện áp dọc theo chiều dài điện cực .76 3.1.2.Xác định phân bố dòng điện dọc theo chiều dài điện cực 81 3.2 Phần tính toán 87 3.2.1 Ví dụ 87 3.2.2 Ví dụ 92 3.3 Một số nhận xét kết tính toán 110 Chương 4: 112 KẾT LUẬN CHUNG .112 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Lời mở đầu Kỹ thuật điện cao áp ứng dụng ngày nhiều ngành điện, góp phần không nhỏ việc nâng cao hiệu suất truyền tải điện xa Việc sử dụng thiết bị điện cao áp đặt vấn đề cần phải đảm bảo an toàn cho người vận hành thiết bị trình sử dụng Để đáp ứng nhu cầu cần giải nhiều toán công nghệ phức tạp Nối đất cho thiết bị cao áp việc làm quan trọng, góp phần giải toán phức tạp Nối đất thiết bị điện cao áp nhiệm vụ tản dòng điện sét vào đất, giữ mức điện thấp thiết bị nối đất nhằm đảm bảo an toàn hành an toàn lao động cho người bảo vệ thiết bị Nối đất hệ thống điện gồm nhiều loại, loại lại có nhiệm vụ đặc trưng riêng Trong tài liệu “ Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp” trình bày tính toán nối đất phân bố dài, công thức tài liệu chưa sâu, xét trường hợp kích thích đầu vào hàm đơn vị Trong phạm vi luận văn này, tập trung nghiên cứu yếu tố có ảnh hưởng đến hệ thống nối đất phân bố dài kích thích đầu vào hàm xiên góc Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo – TS Nguyễn Thị Minh Chước thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện – Viện Điện – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn, chí bảo tận tình góp ý suốt trình làm luận văn Do kiến thức chuyên môn hàn chế, đề tài nghiên cứu tương đối phức tạp nên tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong muốn nhận thêm góp ý thầy cô giáo, bạn bè để luận văn hoàn chỉnh hướng nghiên cứu phát triển tiếp thời gian tới Xin trân trọng cảm ơn ! Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Chương I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Tác dụng nối đất Mạng nối đất bao gồm tất phận hệ thống nối đất điện cực nối đất, nối đất… Điện cực nối đất dẫn kim loại chôn sâu đất ngập móng bê tông Nối đất có nghĩa nối phận kim loại có nguy bị tiếp xúc với dòng diện hư hỏng cách điện đến hệ thống nối đất Nhiệm vụ nối đất tản dòng điện vào tronng đất giữ mức điện thấp vật nối đất nhằm đảm bảo tính an toàn vận hành an toàn lao động cho người bảo vệ thiết bị 1.2 Chức hệ thống nối đất Tùy theo hiệu nhiệm vụ, nối đất hệ thống điện chia thành ba loại khác nhau: Nối đất làm việc: Nhiệm vụ loại nối đất đảm bảo cho làm việc quy định sẵn Loại nối đất gồm có nối đất điểm trung tính máy biến áp, hệ thống điện có điểm trung tính nối đất, nối đất máy biến áp đo lường kháng điện kháng điện dùng bù ngang đường dây tải điện xa Nối đất an toàn: Loại nối đất có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho người cách điện hư hỏng, thiết bị bị rò điện vỏ Nối đất an toàn thường thực cách đem nối đất bằng phận không mang điện ( vỏ thiết bị điện, thùng máy biến áp, máy cắt điện, giá đỡ kim loại, chân sứ…) Khi cách điện bị hư hỏng phận xuất hiệu điện thế, nối đất nên giữ mức điện thấp, đảm bảo an toàn cho người tiếp xúc với chúng Nối đất chống sét: Nối đất chống sét có mục đích để tàn dòng điện sét vào đất ( có sét đánh vào cột thu sét đường dây) để giữ cho điện Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học điểm thân cột không lớn, hạn chế khả phóng điện ngược tới thiết bị công trình cần bảo vệ 1.3 Điện trở nối đất Bất kỳ loại nối đất gồm tập hợp điện cực kim loại chôn sâu đất nối với vật cần nối đất Điện cực thường dùng loại cọc sắt chôn thẳng đứng dài đặt nằm ngang đất Trong trường hợp tổng quát, sơ đồ thay tương đương mạng nối đất gồm điện trở tác dụng r, điện cảm L0 thân điện cực ( lấy theo đơn vị chiều dài), điện trở tản R môi trường xung quanh điện cực điện dung C điện cực so với điểm không đất Trong hầu hết trường hợp, ta bỏ qua điện trở tác dụng điện cực nối với đất bé so với điện trở tản R, đồng thời không cần xét đến thành phần điện dung C điện cực so với đất trường hợp xuất sóng xung kích, dòng điện điện dung nhỏ so với dòng điện qua điện trở tản Các tham số lại R L phụ thuộc vào nhiều yếu tố tác dụng chúng tùy thuộc vào điều kiện tính toán cụ thể Nếu thay điện trở tản R điện dẫn G0 theo đơn vị chiều dài điện cực, sơ đồ thay đơn giản nối đất có dạng tham số phân bố sau: L0 G0 L0 G0 L0 G0 G0 G0 Hình 1.1 Sơ đồ thay mạng nối đất Từ sơ đồ thay tổng quát cho thấy dòng điện tản vào đất dòng điện chiều xoay chiều tần số công nghiệp, ảnh hưởng điện cảm L0 không đáng kể nên bỏ qua hình thức nối đất ( thẳng đứng nằm ngang) biểu thị trị số điện trở tản R Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Khi dòng điện đất dòng điện sét, tham số biểu thị nối đất phụ thuộc vào tương quan số thời gian T thời gian đầu sóng  đs dòng điện sét Hằng số thời gian T1 tỉ lệ với điện cảm tổng L0 G0 : T1= L0G0 điện dẫn tổng Theo quy định không xét đến ảnh hưởng điện cảm L mà số thời gian trình độ (chủ yếu số thời gian T số khác Tk  dòng điện: T1  T1  T , (với k  1, n) bé khoảng thời gian đầu sóng k L0G0  ds (1.1) Trong đó: G0, L0 điễn dẫn điện cảm ứng với đơn vị dài điện cực xác định theo : G0      R  Ωm  (1.2) Với R điện trở nối đất tia dài : R Trong đó:  k ln 2 t.d (1.3) - k hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất - t độ chôn sâu điện cực - d đường kính điện cực ( d=2r) Nếu nối dẹt đường kính điệc cực lấy b/2, với b bề rộng dẹt -  điện trở suất đất ( Ω m) L0  0, 2.(ln  0,31) r (  ) m (1.4) Nếu T1  ds dòng điện sét đạt giá trị cực đại, tức thời điểm cần xét (t  ds ) , trình độ kết thúc điện cảm xem không phát huy tác dụng, nối đất thể điện trở tản Trường hợp ứng với điện cực nằm ngang thẳng đứng có chiều dài không lớn lắm, người ta gọi loại nối đất nối đất tập trung Do dòng điện sét biến thiên nhanh theo thời gian thay phần đầu sóng dạng hình sin chu kì tần sồ xác định theo: Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học T  2ds ; f  1  T 2ds I T τđs t Hình 1.2 Theo phân bố độ dài đầu sóng, cho giá trị trung bình ds  2,5s , tính tần số trung bình là: f   2.106 Hz 2.2,5.106 Ở phạm vi tần số đòi hỏi phải xét đến tham số điện cảm thân điện cực Do chất điện cảm lúc ban đầu hạn chế lan truyền dòng điện dọc theo chiều dài điện cực gây nên phân bố không dòng áp Như điện cực nối đất dài, số thời gian thường đạt vượt xa ds , nên dòng điện đạt giá trị cực đại, thời điểm xét ( t  ds ), trình độ chưa kết thúc Vì nối đất thể tổng trở Z có trị số lớn so với điện trở tản Người ta gọi loại nối đất nối đất tham số rải (nối đất kéo dài) Bất đẳng thức (1.1) phụ thuộc vào yếu tố: - Chiều dài điện cực - Điện trở suất đất  Do khái niệm nối đất phân bố dài ( ds  T1 ) nối đất tập trung ( T1  ds ) không phụ thuộc vào chiều dài điện cực mà phụ thuộc trị số điện trở suất đất Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Dưới tập trung tính toán nối đất phân bố dài cho điện trở suất đất (  ) chiều dài điện cực ( ) trị số khác để minh họa khái niệm Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Chương NỐI ĐẤT PHÂN BỐ DÀI KHÔNG CÓ NỐI ĐẤT BỐ SUNG 2.1 Xác định phân bố điện áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực Trong dải tần số bé, nối đất coi trở tính toán điện trở nối đất việc xem xét kích thước hình dạng điện cực, điều kiện lắp đặt điện trở suất đất Điện trở tản ứng với dòng điện xoay chiều dùng để tính toán nối đất an toàn nối đất làm việc Trong trường hợp cường độ dòng điện tản vào đất bé, điện trường đất có trị số bé không đạt tới ngưỡng gây phóng điện đất Trong thực tế, trạm máy biến áp thường dùng nối đất dài để làm điện cực nối đất Trong trường hợp có dòng điện sét vào trình xảy khác nhiều so với trường hợp nối đất tập trung Tức là, nối đất thực tế an toàn trở tổng trở hồm thành phần dung cảm kháng phụ thuộc vào kích thước hình học chất đất Do xét ảnh hưởng thành phần dòng điện sét, tổng trở khác với điện trở tản tần số thấp Khi đó, cho nối đất phân bố tia dài ℓ, đường kính d = 2r chôn độ sâu t hình (2.1 - a) sơ đồ thay có dạng tham số phân bố biển thị hình (2.1 - b)như sau: is(t) t d L0 G0 L0 G0 L0 G0 G0 G0 (a) (b) Hình 2.1 Sơ đồ thay dạng tham số phân bố Bùi Thanh Hiếu Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Trong tham số G0, L0 điện dẫn điện cảm ứng với đơn vị dài điện cực xác định công thức (1.2) (1.4) Quá trình phóng điện đất mà hậu làm tăng kích thước điện cực, từ làm thay đổi trị số bán kính r điện cực Như vật bán kính cỷa điện cực phụ thuộc vào nhiều yếu tố: r = f (p,i,u,t) Và khiến cho hệ phương trình vi phân mô tả mạch điện (hình 2.1 - b) có tính phi tuyến Nếu gốc tọa độ x chọ đầu vào nối đất viết phương trình vi phân i  u  x  L0 t   i  G u  x (2.1) Trong u,i trị số điện áp dòng điện áp dòng điện điểm điện cực Vì tham số L0,G0 phụ thuộc vào bán kính r chiều dài ℓ điện cực phụ thuộc vào dòng điện i điện áp u Tiếp tục lấy vi phân bậc hệ phương trình (2.1) ta   2u  2i  x  L0 xt    i  G u t  xt Và được:   2u  2i   L G 0  x xt    i  L G u 0  x t Viết hệ phương trình vi phân dạng ảnh toán tử Laplace  d 2U  dx  pL0G0 U   U   d I  pL G I   I 0  dx (2.2) Với   pL0G0 Nghiệm tổng quát phương trình vi phân (2.2) có dạng: U  A.e.x  B.e.x Bùi Thanh Hiếu (2.3) Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học 0,8 40,89 0,017 0,63 0,012 0,8 128,82 0,043 1,94 0,026 0,9 16,42 0,007 0,04 0,001 0,9 74,46 0,025 1,11 0,015 1,0 0 0 1,0 46,94 0,016 0 t=5μs x/ℓ u(x,5) i(x,5) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 3433,63 1, 97,63 0,1 2817,62 0,821 70,93 0,727 0,2 2105,84 0,613 50,01 0,512 0,3 1473,79 0,429 34,90 0,357 0,4 1020,63 0,297 24,42 0,250 0,5 744,67 0,217 16,98 0,174 0,6 579,02 0,168 11,35 0,116 0,7 425,77 0,124 6,95 0,071 08 303,79 0,088 3,69 0,38 0,9 192,20 0,056 1,66 0,017 1,0 147,99 0,043 0 t (μs) Z(0,t) (Ω) 36,30 30,30 27,08 24,82 22,89 (kA) 16,61 27,72 37,17 45,42 52,37 i1(t) Sự phân bố áp dòng biểu diễn hình 3.6 Bùi Thanh Hiếu 99 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Hình 3.6 Phân bố áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực Trường hợp  200m , 103  có nối đất bổ sung Bùi Thanh Hiếu 100 Trường ĐHBK- HN 3>Trường luận văn tốt nghiệp cao học  300,   103 m Bảng 3.11 Xác định u(x,t); i(x,t) Z(0,t); i1(t) ℓ = 300m t=1μs x/ℓ u(x,1) kV t=1μs x/ℓ i(x,1) đ.v.t.đ kA 1114,60 đ.v.t.đ u(x,2) kV i(x,2) đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 13,00 1883,04 31,28 0,1 438,20 0,393 3,60 0,277 0,1 1031,04 1, 31,28 0,2 95,90 0,086 0,82 0,063 0,2 406,51 0,548 13,46 0,430 0,3 14,49 0,013 0 0,3 191,38 0,102 1,74 0,056 0,4 0 0,4 82,61 0,044 0 0,5 0,5 0 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 t=3μs x/ℓ u(x,3) kV t=3μs x/ℓ i(x,3) đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ u(x,4) kV i(x,4) đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 2509,02 51,73 3036,06 1, 73,70 0,1 1600,81 0,638 26,53 0,513 0,1 2149,29 0,708 41,87 0,568 0,2 781,68 0,312 12,37 0,239 0,2 1210,34 0,399 21,59 0,293 0,3 379,29 0,151 5,63 0,109 0,3 593,33 0,195 10,95 0,149 0,4 200,72 0,080 1,97 0,038 0,4 335,52 0,111 5,50 0,075 0,5 93,97 0,037 0 0,5 176,09 0,058 2,02 0,027 0,6 0 0,6 88,05 0,029 0 Bùi Thanh Hiếu 101 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 0 t=5μs x/ℓ u(x,5) i(x,5) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 3544,59 95,94 0,1 2599,39 0,733 58,26 0,607 0,2 1579,83 0,446 32,97 0,344 0,3 874,44 0,247 18,37 0,192 0,4 533,57 0,151 10,01 0,104 0,5 333,19 0,094 4,56 0,048 0,6 195,06 0,055 1,14 0,012 0,7 74,44 0,021 0 08 0 0,9 1,0 t (μs) Z(0,t) (Ω) 37,15 31,38 27,88 25,30 23,63 (kA) 17,00 28,72 38,27 46,30 54,06 i1(t) Sự phân bố áp dòng biểu diễn hình 3.7 Bùi Thanh Hiếu 102 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Hình 3.7 Phân bố áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực Trường hợp  300m ,   103  có nối đất bổ sung Bùi Thanh Hiếu 103 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học  500,   103 m 4>Trường hợp Bảng 3.12 Xác định u(x,t); i(x,t) Z(0,t); i1(t) ℓ = 500m t=1μs x/ℓ t=1μs u(x,1) i(x,1) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 1133,07 1, 12,72 0,05 562,60 0,497 4,66 0,10 160,84 0,142 0,15 48,72 0,20 0,25 x/ℓ u(x,2) i(x,2) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 1906,92 1, 30,92 0,366 0,5 1255,50 0,658 15,82 0,512 1,65 0,130 0,10 617,63 0,324 7,10 0,229 0,043 0,65 0,051 0,15 235,25 0,123 3,31 0,107 17,00 0,015 0,19 0,015 0,20 111,66 0,059 1,84 0,060 0 0 0,25 66,74 0,035 0,92 0,030 0,30 0,30 30,51 0,016 0,24 0,008 0,35 0,35 0 0 0,40 0,40 0,50 0,50 0,60 0,60 t=3μs x/ℓ t=4μs u(x,3) i(x,3) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 2554,62 51,04 0,05 1856,28 0,727 30,00 0,10 1103,47 0,432 0,15 546,30 0,20 x/ℓ u(x,4) i(x,4) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 3106,77 1, 72,62 0,588 0,5 2411,67 0,776 46,31 0,638 16,07 0,315 0,10 1605,64 0,517 27,32 0,376 0,214 8,50 0,166 0,15 916,18 0,295 15,58 0,214 256,86 0,104 4,89 0,096 0,20 472,26 0,152 9,26 0,127 0,25 176,27 0,069 2,93 0,057 0,25 268,48 0,086 5,96 0,082 0,30 114,96 0,045 1,48 0,029 0,30 189,51 0,061 3,49 0,048 0,35 53,65 0,021 0,51 0,010 0,35 133,59 0,043 2,11 0,029 Bùi Thanh Hiếu 104 Trường ĐHBK- HN 0,40 luận văn tốt nghiệp cao học 0 0 0,40 65,24 0,021 0,85 0,012 0,50 0,50 17,25 0,006 0,32 0,004 0,60 0,60 0 0 t=5μs x/ℓ u(x,5) i(x,5) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 3638,53 94,51 0,05 2893,26 0,795 63,39 0,671 0,10 2019,90 0,555 40,16 0,425 0,15 1254,49 0,345 24,85 0,263 0,20 734,51 0,202 15,70 0,166 0,25 461,41 0,127 10,27 0,109 0,30 339,77 0,093 6,61 0,070 0,35 247,42 0,068 3,84 0,041 0,40 174,65 0,048 1,914 0,020 0,50 74,64 0,021 0,95 0,010 0,60 0 0 t (μs) Z(0,t) (Ω) 37,77 31,78 28,38 25,889 24,26 i1(t) (kA) 17,28 29,08 38,96 47,38 55,49 Sự phân bố áp dòng viểu diễn hình 3.8 Bùi Thanh Hiếu 105 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Hình 3.8 Phân bố áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực Trường hợp  500m ,   103  có nối đất bổ sung Bùi Thanh Hiếu 106 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học  1000,   103 m 5>Trường hợp Bảng 3.13 Xác định u(x,t); i(x,t) Z(0,t); i1(t) ℓ = 1000m t=1μs x/ℓ t=2μs u(x,1) i(x,1) x/ℓ u(x,2) i(x,2) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 1164,15 12,24 0,02 714,00 0,613 5,65 0,462 0,02 1473,68 0,751 18,052 0,599 0,04 308,24 0,265 2,18 0,178 0,04 936,68 0,477 9,63 0,320 0,06 87,32 0,075 0,93 0,076 0,06 484,29 0,247 4,77 0,159 0,08 34,71 0,030 0,58 0,048 0,08 194,53 0,099 2,52 0,084 0,10 18,63 0,016 0,38 0,031 0,10 69,89 0,036 1,70 0,057 0,15 0 0,15 17,66 0,009 0,63 0,021 0,20 0,20 0 0 0,25 0,25 0,30 0,30 t=3μs t=4μs x/ℓ u(x,3) kV 0 x/ℓ i(x,3) đ.v.t.đ kA 2631,48 1, đ.v.t.đ kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 1962,16 30,07 u(x,4) kV i(x,4) đ.v.t.đ kA 49,86 0,02 2119,11 0,805 33,21 0,666 0,02 2693,84 0,835 50,05 0,707 0,04 1522,69 0,579 20,50 0,411 0,04 2057,43 0,638 33,46 0,473 0,06 960,33 0,365 11,91 0,293 0,06 1425,65 0,442 21,36 0,302 0,08 521,94 0,198 6,85 0,137 0,08 889,94 0,276 13,38 0,189 0,10 247,04 0,094 4,28 0,086 0,10 504,12 0,156 8,64 0,122 0,15 84,22 0,032 2,05 0,041 0,15 159,59 0,049 3,95 0,056 0,20 28,95 0,011 0,30 0,006 0,20 58,08 0,018 1,34 0,019 Bùi Thanh Hiếu 3226,56 1, đ.v.t.đ 70,79 107 Trường ĐHBK- HN 0,25 luận văn tốt nghiệp cao học 0 0,30 0,25 5,44 0,002 0,30 0 0 t=5μs x/ℓ u(x,5) i(x,5) kV đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 3753,15 1, 92,76 0,02 3220,64 0,585 68,34 0,737 0,04 2570,19 0,685 48,12 0,519 0,06 1897,14 0,505 32,57 0,232 0,08 1288,62 0,343 21,54 0,232 0,10 806,17 0,215 14,35 0,155 0,15 239,20 0,064 6,69 0,075 0,20 105,08 0,028 3,09 0,033 0,25 45,04 0,012 0,47 0,005 0,30 0 0 t (μs) Z(0,t) (Ω) 38,81 32,70 29,24 26,89 25,02 i1(t) (kA) 17,76 29,93 40,14 49,21 57,24 Sự phân bố áp dòng điện biểu diễn hình 3.9 Bùi Thanh Hiếu 108 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Hình 3.9 Phân bố áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực Trường hợp  1000m ,   103  có nối đất bổ sung Bùi Thanh Hiếu 109 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học 3.3 Một số nhận xét kết tính toán Nhận xét 1: Từ đồ thị u(x,t), i(x,t) cho thấy dạng phân bố áp dìng theo chiều dài diện cực giống khhông có nối đất bỏ sung Nhận xét 2: Tác dụng nối đất bổ sung chỗ rả khối dòng điện i lớn vào R1 (trị số i1 đạt từ 19,5% ÷ 40% dòng điện bị tổng is đóng cọc đạt từ 34% ÷ 59% đóng cọc) Và vậy, dòng điện điện áp vào điện tia giảm nhiều so với trường hợp đất khhông có nối đất bổ sung Bảng3.14 Trị số dòng điện i1(t) i(0,t) ℓ = 1000m, ρ = 103Ωm t(μs) Trường hợp đóng cọc I1(t) Trườnghợp đóng cọc I(0,t) I1(1) I(0,t) kA đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ kA đ.v.t.đ 12,050 0,402 17,950 0,598 17,76 0,592 12,24 0,408 18,650 0,311 41,348 0,389 29,93 0,499 30,07 0,501 24,000 0,267 66,000 0,733 40,14 0,446 49,86 0,554 28,706 0,239 91,294 0,761 49,21 0,410 70,79 0,590 32,666 0,218 117,334 0,782 57,24 0,382 92,76 0.618 Và kết tính toán cho thấy chiều dài ℓ điện cực tia tăng lên tác dụng phân nhánh dòng điện lớn, làm giảm nhiều giá trị điện áp dòng điện phía cực tia Nhận xét 3: Trị số Z(0,t) trường hợp nối đất bổ sung giảm sút đáng kể so với trường hợp nối đất nối đất bổ sung Để tiện so sánh ta lập bảng: Bùi Thanh Hiếu 110 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Bảng 3.15 trị số Z(0,t) nối đất không bổ xung nối đất bổ sung 4cọc, ρ = 103Ωm ℓ (m) Z(0,t)/Z(0,t) bổ sung (Ω) t = 1μs t = 2μs t = 3μs t = 4μs 100 55,14/35,00 37,57/28,98 20,18/22,85 28,43/22,45 2000 58,47/36,30 42,48/30,30 30,16/24,82 27,71/22,89 300 30,70/37,15 42,68/31,38 31,06/25,03 28,59/23,63 500 31,32/37,77 43,07/31,78 32,35/25,89 2984/24,26 1000 65,77/38,81 47,04/32,70 33,21/26,89 30,83/25,02 Bảng 3.16 trị số Z(0,t) nối đất không bổ xung nối đất bổ sung cọc, ρ = 103Ωm ℓ (m) Z(0,t)/Z(0,t) bổ sung (Ω) t = 1μs t = 2μs t = 3μs t = 4μs 100 55,14/46,393 37,57/35,870 30,18/28,318 28,43/25,258 2000 58,47/47,057 42,48/36,759 30,16/27,540 27,71/25,513 300 60,70/49,419 42,68/38,898 31,06/28,595 28,59/26,516 500 61,62/50,569 43,07/39,198 32,35/29,633 29,84/27,539 1000 65,77/52,673 47,04/40,766 33,21/31,669 30,83/28,558 Ở tính toán với trường hợp nối đất bổ sung cọc cọc Nếu nối đất tăng cường tổng trở Z(0,t) chắn giảm nhiều Tuy nhiên trình độ đạt tới số ổn định R1 R (trị số định R1  R chủ yếu trị số R điện cực tia có giá trị bé nhiều trị số R 1) phụ thuộc vào tình hình điện cực tia, phân tích, trình nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào chiều dài ℓ điện cực tia trở suất ρ đất Bùi Thanh Hiếu 111 Trường ĐHBK- HN luận văn tốt nghiệp cao học Chương 4: KẾT LUẬN CHUNG Dựa vào kết tính toán nhận xét phân tích phần khái quát nêu lên vài kết luận chung cho hai trường hợp nối đất phân bố dài nối đất bổ sung có nối đất bổ sung: Công thức tính tổng xung kích đầu vào Z(0,t) cần xác định theo công thức (2.6) nối đất nối đất bổ sung; Z(0,t) xác định theo công thức (3.4) nối đất có đát bổ sung, xét với kích thích đầu vào sóng xiên góc Quan hệ Z(0,t) = f(ℓ) phức tạp Bản thân Z(0,t) có chứa đựng yếu tố mâu thuẫn việc làm tăng giảm giá trị Z(0,t) theo chiều dài ℓ điện cực Do đơn giản kết luận Z(0,t) tăng theo gia chiều dài điện cực Khi sử dụng nối đất phân bố dài dẫn đến tượng điện áp dòng điện phân bố không theo chiều dài điện cực, chiều dài điện cực không vượt giới hạn ℓth: ℓth = 100m điện trở suất cảu đất ρ= 102Ω.m ℓth = 250m điện trở suất đất ρ= 103Ω.m ℓth = 800m điện trở suất đất ρ= 104Ω.m Vì với chiều dài lớn phần điện cực phía sau không phat huy tác dụng (dòng điện sét tản hầu hết giới hạn nêu trên) Khái niệm nối đất phân bố dài không phụ thuộc vào chiều dài ℓ điện cực mà phụ thuộc vào điện trở suất ρ đất Tuỳ theo yêu cầu tổng trở nối đất, người ta sử dụng cách bố trí điện cực phương pháp nối đất bổ sung khác Bùi Thanh Hiếu 112 Tài liệu tham khảo Nguyễn Thị Minh Chước, "Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp" Hà Nội,2002 Võ Viết Đạn, "Giáo trình kỹ thuật điện áp" Hà Nội 1972 Võ Viết Đạn, Nguyễn Thị Minh Chước, "Một số vấn đề điện áp nối đất hệ thống điện" Hà Nội, 1998 Trần Văn Tớp, "Kỹ thuật điện cao áp", Hà Nội 2007 Nhà xuất Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1967, " Cơ sở lý thuyết mạch EHV transmission Lune Refevence Book Edison Electric Institute 1993 Transmission Lines Reference Book - 345kV and Above EPRI-USA 1975 ... VỀ NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Tác dụng nối đất 1.2 Chức hệ thống nối đất 1.3 Điện trở nối đất NỐI ĐẤT PHÂN BỐ DÀI KHÔNG CÓ NỐI ĐẤT BỐ SUNG 2.1 Xác định phân. .. học Chương NỐI ĐẤT PHÂN BỐ DÀI KHÔNG CÓ NỐI ĐẤT BỐ SUNG 2.1 Xác định phân bố điện áp dòng điện dọc theo chiều dài điện cực Trong dải tần số bé, nối đất coi trở tính toán điện trở nối đất việc xem... văn tốt nghiệp cao học Chương I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Tác dụng nối đất Mạng nối đất bao gồm tất phận hệ thống nối đất điện cực nối đất, nối đất Điện cực nối đất