Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Cao áp Trường: BÁCH KHOA HÀ NỘI Giảng viên: TRẦN VĂN TỚP
Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện1 Kỹ thuật điện áp cao PDF by http://www.ebook.edu.vn Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 4.1. Khái niệm 4.1.1. Sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện Quá điện áp khí quyển do sét gây nên tác dụng lên cách điện của cả của đờng dây và trạm biến áp. Sóng quá điện áp lan truyền dọc theo đờng dây xuất hiện do : 9 sét đánh thẳng vào đờng dây 9 sét đánh xuống mặt đất gần đờng dây gây Các biện pháp bảo vệ chống sét cho hệ thống điện phải dựa trên tính toán quá trình truyền sóng trên đờng dây. Khi chiều dài sóng ngắn hơn chiều dài đờng dây, tính quá trình truyền sóng trên cơ sở hệ các phơng trình vi phân. 4.1.2. Lan truyền sóng quá điện áp thao tác 9 Sóng quá điện áp nội bộ xuất hiện khi chúng ta đóng cắt mạch điện (ví dụ nh khi ta đóng đột ngột giữa hai dây dẫn mà trớc đó không cùng thế) 9 Sóng không sin lan truyền theo đờng dây, khúc xạ, phản xạ từ nơi nối hai đờng dây không cùng tổng trở, nhiều đờng dây cùng nối với thanh cái, từ cuối đờng dây hở mạch. 4.1.3. Lan truyền sóng quá điện áp khí quyển 9 Sóng quá điện áp khí quyển sẽ lan truyền từ điểm sét đánh, các sóng này sẽ khúc xạ, phản xạ và suy yếu dần giống nh sóng quá điện áp nội bộ nhng đầu sóng rất dốc khoảng 1s. 4.1.4. Mô hình đờng dây chế độ ba pha đối xứng Các đờng dây tải điện cao áp là hệ thống tham số phân bố, các đại lợng vật lý nh điện trở, điện cảm và điện dung phân bố dọc theo chiều dài đờng dây chứ không tập trung tại một điểm. abscisse x+dxabscisse xu dxxuu+RdxGdxLdxdxxii+Cdxi Mô hình một phần tử dx của đờng dây ba pha trong chế độ đỗi xứng. Điện áp xuát hiện trên đờng dây xác định bằng cách giải hệ phơng trình vi : +=+=t)x(uC)x(Gux)x(it)x(iL)x(Rix)x(u 4. 1 (Các tham số R, L, C, G là ứng với một đơn vị chiều dài của đờng dây, thờng tính cho 1 km) 9 Giải hệ phơng trình vi phân ở dạng tổng quát với cả bốn tham số sẽ rất phức tạp, và không cần thiết. 9 Do đó sẽ đề xuất một số giả thiết nhằm đơn giản hoá. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện2 Kỹ thuật điện áp cao Xét quá trình truyền sóng quá điện áp (sét hoặc nội bô), thời gian biến thiên rất ngắn có thể bỏ : 9 điện dẫn tác dụng của dây dẫn vì tham số này quyết định bởi tổn thất do rò điện là do vầng quang (đờng dây cao áp có mức cách điện rất cao nên rò điện rất bé nhỏ không đáng kể, trừ khi sóng quá điện áp có biên độ rất lớn sẽ làm xuất hiện quá trình phóng điện vầng quang làm cho tổn thất vầng quang tăng). 9 điện trở R của dây dẫn gây tổn hao và làm biến dạng sóng. Khi có sét đánh vào dây dẫn, đờng dây sẽ có điện áp đối với đất nên dòng điện thuận của sóng sẽ truyền dọc theo dây dẫn còn dòng điện ngợc sẽ trở về trong đất. Do vậy có thể xem điện trở R bao gồm điện trở của dây dẫn và điện trở trở về rđ, nghĩa là bằng bằng điện trở thứ tự không của dây dẫn. Đối với các đờng dây cao áp, điện trở thứ tự không phụ thuộc vào tiết diện dây dãn và điện trở suất của đất và có giá trị 0,1 đến 0,4/km. ở trạng thái sóng khi tốc độ biến thiên của dòng điện theo thời gian rất lớn thì hiệu ứng mặt ngoài trong đất sẽ làm cho điện trở rđ tăng cao và làm biến dạng.Tuy nhiên chỉ trong vùng đất xấu (điện trở suất của đất lớn) và khi độ dài truyền sóng lớn thì biến dạng đầu sóng mới đáng kể. Thực tế thờng gặp các trờng hợp truyền sóng rất ngắn nên có thể không xét đến biến dạng sóng 9 do vậy truyền sóng đợc xem không có tổn hao (R = 0 et G=0) và hệ phơng trình vi phân 4-1 : ==t)x(uCx)x(it)x(iLx)x(u 4. 2 Hay ==22222222t)x(iCx)x(it)x(uLx)x(u 4. 3 Nghiệm tổng quát của hệ phơng trình 4-3 đợc biểu thị ở dạng tổng hai thành phần : sóng tới di chuyển về phía dơng của trục x và sóng phản xạ di chuyển theo chiều ngợc lại : ++=++=)vtx(i)vtx(i)t,x(i)vtx(u)vtx(u)t,x(urprp 4. 4 (Các chỉ số p và r chỉ sóng tới và sóng phản xạ trong đó v là vận tốc truyền sóng). vSóng phản xạ ( )vtxur+Sóng tới ( )vtxupcrrZui =cppZui =vĐờng dây dài vôtậnx()constvtx =+()constvtx = Sóng tới và sóng phản xạ Theo biểu thức u(x,t), ta có Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện3 Kỹ thuật điện áp cao dydudzduxupr += 4. 5 Theo biểu thức i(x,t), ta có dydidzditiLprL L- += 4. 6 Hệ phơng trình 4-3 trong trờng hợp đờng dây không có tổn hao có dạng : +=+=onst L onst L rpcuicuirp 4. 7 Nếu đờng dây dài vô tận thì sẽ không có sóng phản xạ từ cuối đờng dây và hàm số fp(x-vt) đợc quyết định bởi quy luật biến thiên của nguồn theo thời gian. Tốc độ truyền sóng dọc theo đờng dây không có tổn hao đợc tính theo công thức : LC1 = 4. 8 đối với đờng dây trên không nó có trị số bằng vận tốc ánh sáng. Nh vậy thời gian sóng truyền từ đầu đờng dây đến cuối đờng dây sẽ bằng l/. Tổng trở sóng của đờng dây không tổn hao đợc xác định bởi : Z CL ===LCLL2 4. 9 Tổng trở sóng của đờng dây Z phụ thuộc vào bán kính của dây dẫn rdd, độ treo cao hđ bằng : ddddrh2lg38,1Z = 4. 10 =+=+cppcrrZvtxutxiZvtxutxi)()()()( - 4. 11 4.2. Truyền sóng trong hệ thống nhiều dây dẫn 9 Nghiên cứu quá trình truyền sóng trên đờng tải điện gồm nhiều dây : môi dây dẫn đều bị ảnh hởng của điện từ trờng do sự lan truyền sóng trong các dây kia. 9 Sử dụng phơng trình Maxwell áp dụng cho hệ thống nhiều dây có dạng sau : +++=+++=+++=1)1)(1(22)1(11)1()1(1)1(222212121)1(12121111nnnnnnnnnnnnnqqqUqqqUqqqU M 4. 12 Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện4 Kỹ thuật điện áp cao =nnnnnnnnnnnqqqUUUMM21)1)(1(2)1(1)1()1(22221)1(11211)1(21 . 4. 13 U1n, U2n, . Ukn, . U(n-1)n là điện áp của các dây dẫn đối với đất q1, q2, . qk, . q(n-1) điện tích dài của các dây dẫn. Các hệ số kk và kp thế Ma trận gọi là ma trận hệ số thế là một ma trận đối xứng vì kj = jk. ==pkpkkpkkkkdbrhln212ln21 4. 14 hk, rk - độ treo cao và bán kính của dây dẫn thứ k. dpk - khoảng cách giữa các dây p và k. bpk - khoảng cáh giữa dây p và ảnh của dây k. hp hp hk hk p p' k' k bkp' dkprk 9 Sóng lan truyền theo đờng dây không tổn hao, do vậy ta có thể xác định dạng sóng của điện trờng bằng cách dịch chuyển tất cả điện tích cố định dọc theo dây dẫn với vận tốc . 9 Nhân và chia mỗi số hạng của vế phải của hệ phơng trình 4-11 với vận tốc truyền sóng : ()() () ()1)1(12121111122121111)1(12121111+++=+++=+++=nncccnnnnIZIZIZqqqqqqU 4. 15 9 , thay qk= Ik, /v=Z: +++=+++=+++=1)1)(1(22)1(11)1()1(1)1(222212121)1(12121111nnncncncnnnncccnnncccnIZIZIZUIZIZIZUIZIZIZU M Dạng ma trận tổng quát IZU = 4. 16 [U]- vec tơ cột điện áp của các dây dẫn [I]- vectơ cột dòng điện trong dây dẫn ở thời điểm t [Zc]- ma trận tổng trở sóng. Tổng trở sóng riêng Zckk và tơng hỗ Zckp bằng : ======kpkpkpkpckpkkkkckkdbdbZrhrhZ''ln22ln138.log 21 138.log 21 pkkk 4. 17 Hệ phơng trình 4-13 có (n-1) phơng trình với 2(n-1) biến, chỉ có thể giải trong các trợng hợp đặc biệt. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện2 Kỹ thuật điện áp cao 4.2.1. Trờng hợp các dây dẫn đều nối với nguồn Ví dụ đờng dây không treo dây chống sét, sét đánh thẳng vào dây dẫn, quá điện áp xuất hiện do phóng điện ngợc qua cách điện hoặc do cảm ứng. 123 Điện áp trên các dây dẫn sẽ bằng nhau : UU .UUn21==== 4. 18 Trong hệ thống hai dây dẫn, sẽ có : +=+=22212122121111IZIZUIZIZUcccc 4. 19 Từ đó ta viết đợc : ==212221111111212221112221ccccccccZZZZZUIZZZZZUI 4. 20 Nếu hai dây có cùng bán kính và treo cao nh nhau Z11=Z22, ta có : 11121121cccZUZZUII <+== 4. 21 Khi có nhiều đờng dây song song, dòng điện trong mỗi dây sẽ giảm, dòng điện tổng tăng chậm hơn tăng số dây dẫn. Trờng hợp đờng dây dùng cột hình : ba dây dẫn cùng bán kính, bố trí trên cùng mặt phẳng ngang : 132312332211ZZZZZZ>=== 4. 22 Dòng điện ở các dây dẫn ngoài bằng nhau : 2121311211121131Z2ZZZZZUII+== 4. 23 Dòng điện ở dây giữa bé hơn : 121213112111213112IZ2ZZZZ2ZZUI<++= 4. 24 4.2.2. Trờng hợp một dây dẫn nối với nguồn, các dây còn lại đều nối đất Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện3 Kỹ thuật điện áp cao 12 Điện áp của các dây dẫn xác định theo : =0U====0U .UUn321 4. 25 Trong trờng hợp chỉ có hai dây dẫn : +=+=2221212121111IZIZ0IZIZU 4. 26 Từ đó ta viết đợc : ==222111211222211122211212ZZZZZUIZZZZZUI 4. 27 Nh vậy dòng điện trong dây dẫn tăng do ảnh hởng của các dây bên cạnh. 4.2.3. Trờng hợp một số dây dẫn nối với nguồn, các dây còn lại cách điện. Điện áp trên só dây nối với nguồn bằng U, còn dòng điện trong các dây còn lại đặt cách điện sẽ bằng không. Ví dụ nh khi bị sét đánh vào dây chống sét của đờng dây treo dây chống sét, tất các dây còn lại sẽ bằng không. Điện áp của (k-1) dây dẫn nối với nguồn bằng nhau và bằng U (U1=U2= .=Uk-1=U), dòng điện trong các dây dẫn đặt cách điện bằng 0 (Ik= Ik+1 = .= In-1 = 0): ======311321121111cccZIUUZIUUZIUU 4. 28 Điện áp trên dây đặt cách điện bất kỳ sẽ có trị số bằng : UKZZUZIUk1111k1k1k=== 4. 29 Trị số K1k gọi là hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn thứ k đặt cách điện đối với dây dẫn thứ nhất có nối với nguồn (cần chú ý trờng hợp chung K1kKk1 vì tổng trở sóng riêng Z11 và Zkk có thể không bằng nhau). Hệ số ngẫu hợp đợc quyết định bởi kích thớc hình học của đờng dây và khoảng cách giữa các dây dẫn. Do tác dụng ngẫu hợp, trên các dây đặt cách điện không nối với nguồn cũng có xuất hiện điện áp làm cho điện áp tác dụng lên cách điện của đờng dây đợc giảm thấp. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện4 Kỹ thuật điện áp cao Nếu số dây nối với nguồn là hai dây (trờng hợp dùng hai dây chống sét) sẽ viết đợc phơng trình sau đây : +=+=+==+==2)1(21)1(1)1(322311322212121221111ncncnnccnccnccnZIZIUZIZIUZIZIUUZIZIUU M (4. 30) Nếu ta có hai dây dẫn nối với nguồn còn các dây khác đătỵ cách điện (ví dụ đờng dây có treo hai dây chống sét bị sét đánh). 123 Thờng lộ hai dây chống sét đợc đặt cùng trên mặt phẳng nằm ngang và có cùng kích thớc nên Zc11=Zc22 và I1 = I2 Trên dây dẫn không nối với nguồn sẽ có điện áp bằng : 121121 ccckckknZZZZUU++= (4. 31) Hệ số tỷ lệ 12112k1kkZZZZK++=gọi là hệ số ngẫu hợp của dây dẫn đặt cách điện thứ k đối với dây 1 và 2. Có thể nhận thấy trong trờng hợp hệ số ngẫu hợp lớn hơn so với khi đờng dây chỉ treo một dây chống sét. 4.3. Phản xạ và khúc xạ của sóng 4.3.1. Giới thiệu Khi có sóng truyền, ở cuối đờng dây (x=0) sẽ có hiện tợng phản xạ và khúc xạ sóng tại các điểm nút : thành phần khúc xạ sang môi trờng mới và thành phần phản xạ ngợc trở lại môi trờng cũ. Với trờng hợp đờng dây không tổn hao phơng trình điện áp tại x=0 theo phơng trình 4.4 đợc viết dới dạng : () ()t,x u t,xu urpo+= (4. 32) Up(x,t) - sóng tới từ môI trờng 1 Ur(x,t) - sóng khúc xạ từ môi trờng 1 sang 2 Uo - sóng phản xạ về môi trờng 1 sang 2 Theo 4-11 ta có : crcprpoZ)t,(uZ)t,(uiii00+=+= (4. 33) Nếu cuối cuối đờng dây (x=0) có điện trở R, ta sẽ có ooRiu =. Kết hợp với phơng trình 4.28 và 4.29 với mục đích khử uo và io, ta có tại x=o : Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện5 Kỹ thuật điện áp cao ()( )crprpZuuRuu=+ (4. 34) Từ đó : ()),0(,0tuZRZRturccp+= 4. 35) Hệ số tỷ lệ gọi là hệ số khúc xạ : ()tutuZRZRprcc,0),0(=+= (4. 36) Kết hợp với phơng trình 4.28 và 4.31 ta có: ()RZtutucro+=1),0(.2,0 (4. 37) Hệ số phản xạ : ()tutuZRorc,0),0(12=+= (4. 38) Có thể suy ra quan hệ : 1+= 4.3.1.1. Truyền sóng giữa hai môi trờng có tổng trở sóng khác nhau. Xét quá trình truyền sóng giữa hai đờng dây dài vô tận (xem là không có sóng phản xạ từ đầu cuối đờng dây) nhng có tổng trở sóng khác nhau : sóng truyền từ môi trờng Zc1 sang môi trờng Zc2. Ban đấu có một sóng tới up(x,t) truyền từ đờng dây 1 có tổng trở sóng Zc1 (x<0). Khi đạt tới điểm A (x=0), giữa hai môi trờng sóng tới sẽ bị phản xạ trở về đờng dây 1 và sóng khúc xạ sang đờng dây 2. up1 Zc1 A x=0up1 ur1up2ur2 Zc2 u0 i0 Với điều kiện ban đầu ur2 bằng 0, tại nút A có thể thành lập các phơng trình về điện áp và dòng điện : i0x tại p11112221112crpcpoprrppZuuZuiiiuuu===+=+= (4. 39) Từ đó ta có : Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện6 Kỹ thuật điện áp cao .uup1p1+=+=1212212122.ccccpccccrZZZZuZZZZu (4. 40) Hệ số khúc xạ và hệ số phản xạ bằng : 12121222ccccccZZZZ ;ZZZ+=+= (4. 41) Nhân phơng trình dòng điện trong 4-35 với Z1c, ta có : 2111 pcrcp1c1iZiZiZ =+ (4. 42) Ta thấy Zc1.ip1 = up1 và Zc1.ir1 = ur1 Kết hợp phơng trình 4-11 và 4-35, ta tìm đợc : 212 pcpp1iZuu.2 += (4. 43) Với điều kiên ban đầu, không có sóng phản xạ từ cuối đờng dây 2 (ur2=0), ta có thể viết i2=ip2; u2=up2=i2Zc2=ip2Zc2. Thay up2 vào phơng trình 4.38, cuối cúng ta có : ()2122122pccpcpcp1iZZiZiZu.2 +=+= (4. 44) Phơng trình này ứng với sơ đồ thay thế trên hình 4-8 và đây là nội dung của quy tắc Peterson: để xác định sóng khúc xạ sang môI trờng Zc2 chỉ cần giải sơ đồ ghép nối tiếp tổng trở Zc1 và Zc2 và nguồn tăng gấp đôi bằng 2Up1. Zc1Zc2A2Up1 Ip2 Trong trờng hợp chung khi Zc2 là tổng trở ở dạng số phức thì phải viết ở dạng toán tử và giải theo quy luật toán tử. Ví dụ Zc1 là hằng số còn Zc2 đợc biểu thị ở dạng Zc2(p), ta giải đợc : () () ()()()()()()()pZZZpZUUpZZpZUUpZZpZpUpUpUtftkAk2112212212122+===+==+== 4.3.1.2. Phản xạ từ cuối đờng dây hở mạch Nếu đờng dây 2 hở mạch (Zc2=) tại x=0, Uo(t) =0. Hệ số khúc xạ = 2 và hệ số phản xạ = 1. Do đó điện áp ở cuối đờng day tăng gấp đôi do phản xạ dơng toàn phần. 4.3.1.3. Phản xạ từ cuối đờng dây ngắn mạch Ngợc lại khi đờng dây 2 ngắn mạch (Zc2=0), tại x=0, dòng điện i =0. Hệ số khúc xạ = 0 và hệ số phản xạ = -1. Điện áp tại cuối đờng dây bằng 0 do phản xạ âm toàn phần. Do,ngf điện trong mạch tăng lên hai lần. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện7 Kỹ thuật điện áp cao 4.3.1.4 Đờng dây kết thúc bằng tổng trở sóng của chính nó Nếu cuối đờng dây nối một tổng trở bằng tổng trở sóng của đờng dây R=Zc; = 1 et =0, trờng hợp này không có bằt kỳ hiện tợng phản xạ nào. 4.3.1.5 Đờng dây kết thúc bằng điện cảm L Sóng tới+UĐờng dâyL', Zcu0i0Lsol-USóng phản xạ bởi LL/Zc=L/L'x=0x Ta có : rporpcooouu uuuZidtdiLu=== (4. 45) Hệ phơng trình trên có thể giải đợc nếu sóng tới đợc viết dới dạng biểu thức toán học đơn giản. Nếu sóng tới dạng sóng vuông góc, ta có thể viết : ())vtx(.Ut,ur+=0 (4. 46) Bằng cách xếp chồng sóng tới và sóng phản xạ, tại x=0, ta có : )vtx(.e.U.u/to+=2 (4. 47) với hằng số thời gian cZ/L= điện cảm ban đầu giống nh đờng dây hở mạch (phản xạ điện áp dơng ton phần) còn về cuối nh đờng dây ngắn mạch (phản xạ điện áp âm ton phần). 4.3.1.6 Đờng dây kết thúc bằng điện dung Nếu sóng tới cũng là dạng sóng vuông góc nh trờng hợp trên, phản xạ do ở cuối đờng dây có ghép tụ điện đợc mô tả trên hình 4-10. sóng tới+UĐờng dâyC', Zcu0i0Csol-Usóng khúc xạ bởi CCZc=C/C'x=0x Ta có tại x= 0 : [...]... Giíi thiƯu Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 14 Kỹ thuật điện áp cao 1 U A (t) t/ 23 4 56 7 0.2 2.0 1.8 0 .4 1.6 1 .4 1.2 1.0 0.6 0.8 1 U B (t) t/ 23 4 56 7 2 1 2 1 0.2 2.0 1.8 0 .4 1.6 1 .4 1.2 1.0 0.6 0.8 1 -Z 0 =0.25Zc 1 =4Z c2; 2 -Z 0 =4Zc 1 =0.25Z c2 Trong c¸c tr−êng hợp này giao động của điện áp tắt dần rất nhanh. Quá trình tắt dần xảy ra càng nhanh... ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ +++= +++= +++= −−−−−− −− −− 1)1)(1(22)1(11)1()1( 1)1(22221212 1)1(12121111 nnnnnnn nnn nnn qqqU qqqU qqqU ααα ααα ααα M 4. 12 Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 17 Kỹ thuật điện áp cao U U t 0.2 1 -0 .2 0 .4 0.6 -0 .4 0.8 0 U U t 0.2 1 -0 .2 0 .4 0.6 -0 .4 0.8 0 -0 .6 -0 .8 1.2 1 .4 b)a) U Cmax U Cmax Điện áp lớn nhất trên điện dung C xt hiƯn trong nưa chu kú giao ®éng đầu tiên và... pcrcp1c1 iZiZiZ =+ (4. 42 ) Ta thÊy Z c1. i p1 = u p1 vµ Z c1. i r1 = u r1 Kết hợp phơng trình 4- 1 1 và 4- 3 5, ta tìm đợc : 212 pcpp1 iZuu.2 += (4. 43 ) Với điều kiên ban đầu, không có sóng phản xạ từ cuối đờng dây 2 (u r2 =0), ta có thể viết i 2 =i p2; u 2 =u p2 =i 2 Z c2 =i p2 Z c2 . Thay u p2 vào phơng trình 4. 38, cuối cúng ta có : () 2122122 pccpcpcp1 iZZiZiZu.2 +=+= (4. 44 ) Phơng trình này... trên hình 4- 2 5a. Theo sơ đồ tơng đơng Petersen (hình 4. 25b), ta có : Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 15 Kỹ thuật điện áp cao tsin C L U i ộq ộq p = 2 2 1 (4. 72) Từ đó : == l T 42 0 11 2 2 2 Z U C L U i p ộq ộq p == (4. 73) Ta tìm đợc : ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ π = π = lCC lLL éq éq 0 0 2 2 2 (4. 74) 4. 4. Trun sãng trong m¹ch dao động Vì quá trình giao... Điện áp cuối đờng dây tại điểm B thay đổi nh minh hoạ trên hình 4- 1 9. Chu kú giao ®éng T b»ng : ν =τ= l T 42 U B. 2U p1. 2U p1 (1-cos t). . . /2 . 2 =4l/v . Mặt khác, theo sơ đồ tơng đơng hình 4- 1 8a, chúng ta có : () tcosUU pB = 12 1 (4. 71) và dòng điện : Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 3 Kỹ thuật điện áp cao dy du dz du x u p r += 4. ... phơng trình điện áp tại x=0 theo phơng trình 4. 4 đợc viết dới dạng : () () t,x u t,xu u rpo += (4. 32) U p (x,t) - sãng tíi tõ m«I tr−êng 1 U r (x,t) - sóng khúc xạ từ môi trờng 1 sang 2 U o - sóng phản xạ về m«i tr−êng 1 sang 2 Theo 4- 1 1 ta cã : c r c p rpo Z )t,(u Z )t,(u iii 0 0 +=+= (4. 33) Nếu cuối cuối đờng dây (x=0) có ®iƯn trë R, ta sÏ cã oo Riu −= . KÕt hỵp với phơng trình 4. 28... lần. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 1 Kỹ thuật điện áp cao PDF by http://www.ebook.edu.vn Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 4. 1. Khái niệm 4. 1.1. Sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện Quá điện áp khí quyển do sét gây nên tác dụng lên cách điện của cả của đờng dây và trạm biến áp. Sóng quá điện áp lan truyền dọc theo... tìm đợc điện áp tại điểm B san n lần phản xạ dới dạng một chuỗi : Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 6 Kỹ thuật điện áp cao .u u p1 p1 + = + = 12 12 2 12 12 2 . cc cc p cc cc r ZZ ZZ u ZZ ZZ u (4. 40 ) Hệ số khúc xạ và hệ số phản xạ bằng : 12 12 12 2 2 cc cc cc ZZ ZZ ; ZZ Z + = + = (4. 41 ) Nhân phơng trình dòng điện trong 4- 3 5 víi Z 1c ,... Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 5 Kỹ thuật điện áp cao () ( ) c rp rp Z uuR uu =+ (4. 34) Từ ®ã : () ),0(,0 tu ZR ZR tu r c c p + − = 4. 35) HÖ sè tû lÖ gọi là hệ số khúc xạ : () tu tu ZR ZR p r c c ,0 ),0( = + = (4. 36) Kết hợp với phơng trình 4. 28 và 4. 31 ta có: () R Z tu tu c r o + = 1 ),0(.2 ,0 (4. 37) Hệ số phản xạ : () tu tu Z R o r c ,0 ),0( 1 2 = + = α ... Điện áp này gồm một thành phần giao động xếp chồng lên hàm mũ nh mô tả trên h×nh 4- 2 2. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện 18 Kỹ thuật điện áp cao () RRp ZIUtU +=2 (4. 80) Để xác định điện áp U R (t) trên điện trở phi tuyến, ta sử dụng phơng pháp đồ thị nh minh hoạ trên hình 4- 2 5c. Z c U R R U p (t) a) Z c U R I R R 2U p (t) b) c) t u I R . 4- 2 2. Phần I Chơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đờng dây tải điện17 Kỹ thuật điện áp cao U U t0.2 1 -0 .2 0 .4 0.6 -0 .4 0.8 0 U U t 0.2 1-0 .20 .40 . 6-0 .40 .8 0-0 . 6-0 .81.21.4b)a). 70.22.01.80 .41 .61 .41 .21.00.60.81UB(t)t/23 4 56 721210.22.01.80 .41 .61 .41 .21.00.60.8 1 -Z0=0.25Zc1=4Zc2; 2 -Z0=4Zc1=0.25Zc2 Trong các trờng hợp này giao động của điện áp tắt dần rất nhanh. Quá trình