CHƯƠNG 1: HIEN TUQNG DONG SET VA ANH HUONG CUA NO DEN HE THONG DIEN VIET NAM 1. Hiện tượng dông sét 1. Khái niệm chung Dông sét là một hiện tượng của thiên nhiên, đó là sự phóng tia lửa điện khi khoảng cách giữa các điện cực khá lớn (trung bình khoảng 5km). Hiện tượng phóng điện của dông sét gồm hai loại chính đó là phóng điện giữa các đám mây tích điện vả phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặt đất.
Ở đây ta chỉ nghiên cứu phỏng điện giữa các đám mây tích điện với mặt đất (phóng điện mây-đất). Vì hiện tượng phóng điện này gây ảnh hưởng trực tiếp tới hệ thống điện. Các đám mây được tích điện với mật độ điện tích lớn, có thé tao ra cường độ điện trường lớn sẽ hình thành dòng phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn nảy là giai đoạn phóng điện tiên đạo.
Tốc độ di chuyên trung bình của tỉa tiên đạo của lần phóng điện đầu tiên khoảng I,5.Ifcm/s, các lần phóng điện sau thi tốc độ tăng lên khoảng 2. Tia tién đạo là môi trường Plasma có điện tích rất lớn. Đầu tia được nối với một trong các trung tâm điện tích của đám mây nên một phần điện tích của trung tâm này đi vào trong tia tiên đạo. Phần điện tích này được phân bế khá đều đọc theo chiều dải tỉa xuống mặt đất.
Dưới tác dụng của điện trường của tỉa tiên đạo, sẽ có sự tập trung điện tích khác dấu trên mặt đất mà địa điểm tập kết tùy thuộc vào tình hình dẫn điện của đất. Nếu vùng đất có điện dẫn đồng nhất thì điểm nảy nằm ngay ở phía đưới đầu tỉa tiên đạo. Còn nêu vùng đất có điện dẫn không đồng nhất (có nhiều nơi có điện dẫn khác nhau) thì điện tích trong đất sẽ tập trung về nơi có điện dẫn cao.Quá trình phóng điện sẽ phát triển đọc theo đường sức nôi liền giữa đầu tỉa tiên đạo với nơi tập trung điện tích trên mặt đất và như vậy địa điểm sét đánh trên mặt đất đã được định sẵn. Do vậy để định hướng cho các phóng điện sét thì ta phải tạo ra nơi có mật độ tập trung điện diện tích lớn.
Nên việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các công trình được dựa trên tính chọn lọc này của phóng điện sét. Đề án môn học Kỹ thuật điện cao áp Nêu toc độ phát triên của phóng điện ngược là n và mật độ điện trường của điện tích trong tỉa tiên đạo là d thi trong một đơn vị thời gian thì điện tích đi và trong đất sẽ la:is=n. Công thức nảy tính toán cho trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị số điện trở nhỏ không đáng kê). Tham số chủ yếu của phóng điện sét là đòng điện sét, dòng điện này có biên độ và độ đốc phân bố theo hảm biến thiên trong phạm vi rộng (từ vải kA đến vài trăm kA) dạng sóng của dòng điện sét là dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọt của sét ứng với giai đoạn phóng điện ngược.
Khi sét đánh thẳng vào thiết bị phân phối trong trạm sẽ gây quá điện áp khí quyền và gây hậu quả nghiêm trọng như: Ngắn mạch đầu thanh góp, cháy nô, mất điện trên diện rộng. Tỉnh hình dông sét ở Việt Nam Việt Nam là một trong những nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dông sét khá mạnh. Theo tải liệu thống kê cho thấy trên mỗi miền đất nước Việt nam có một đặc điểm đông sét khác nhau. Ở miễn Bắc, số ngày đông dao động từ 70+l 10 ngày trong một năm vả số lần dông từ 150+300 lần như vậy trung bình một ngảy có thê xảy ra từ 2:3 cơn đông.
Vùng dông nhiều nhất trên miền Bắc là Móng Cái. Tại đây hàng năm có từ 250300 lần dông tập trung trong khoáng 100+110 ngày. Tháng nhiều dông nhất là các tháng 7, tháng 8. Một số vùng có địa hình thuận lợi thường là khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi và vùng đồng bằng, số trường hợp đông cũng lên tới 200 lần, số ngảy đông lên đến 100 ngảy trong một năm.
Các vùng còn lại có từ 150+200 cơn dông mỗi năm, tập trung trong khoảng 90100 ngày. Nơi ít đông nhất trên miền Bắc 14 ving Quang Binh hang năm chỉ có dưới 80 ngày dông. Đề án môn học Kỹ thuật điện cao áp Bảng I. Số ngày dông trên các tháng ở một số vùng trên lãnh thổ Việt Nam Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II !2 Cảnăm Địa điểm CaoBảng 0,2 06 42 59 12 I7 20 19 I0 II 05 00 94 MỏóngCái 00 04 39 66 14 19 24 24 13 42 02 0,0 112 HaGiang 0,1 0,6 5,1 84 15 17 22 20 92 28 0,9 0,0 102 Yén Bai 0.2 06 4,1 91 15 17 21 20 Il 42 02 0,0 104 Tuyén Quang 02 0,0 40 92 15 17 22 21 Il 42 0,5 0,0 106 Hà Nội 00 03 29 79 l6 l6 20 20 II 3,1 06 0,9 99 HaiPhong 0,0 0,1 7,0 7,0 13 19 21 23 17 44 10 0,0 111 Thanh Hoa 00 02 73 73 16 16 18 18 13 3,3 0,7 0,0 100 Hué 00 02 19 49 10 62 53 5,1 48 2,3 03 0,0 41,8 Da Nang 0,0 03 2,5 65 14 II 93 12 89 3,7 05 0,0 69,5 Quang Ngai 0,0 0,3 12 57 10 13 97 1,0 7,8 0,7 0,0 0,0 59,1 Sai Gon 14 1,0 2,5 10 22 19 17 16 19 l§ II 2,4 138 Sóc Trăng 0,2 0,0 07 7,0 19 16 14 15 I3 l5 47 0,7 104 Ha Tién 27 13 10 20 23 97 74 90 97 15 15 43 128 Xét dang dién bién cua déng trong nam, ta cé thé nhận thấy mùa đông không hoàn toàn đồng nhất giữa các vùng.
Nhìn chung, ở Bắc Bộ mùa dông tập chung trong khoảng từ tháng 5 đến tháng 9. Phía Nam duyên hái Trung Bộ (từ Bình Định trở vao) là khu vực ít dông nhất, thường chỉ có trong tháng 5 số ngày dông khoảng 10 ngày/“háng như Tuy Hoa 10 ngay/thang, Nha Trang 8 ngay/thang, Phan Thiét 13 ngay/thang. O mién Nam khu vực nhiều đông nhất ở đồng bằng Nam Bộ từ 120+140 ngày/năm, như ở thành phố Hồ Chí Minh 138 ngảy/năm, Hà Tiên 129 ngày/năm. Từ bảng trên ta thấy Việt Nam là nước phái chịu nhiều ảnh hưởng của đông sét, đây là điều bất lợi cho hệ thống điện Việt nam, đòi hỏi ngành điện phải đầu tư nhiều vào các thiết bị chống sét.
Đặc biệt hơn nữa nó đòi hỏi các nhà thiết kế phải chủ trọng khi tính toán thiết kế các công trình điện sao cho hệ thống điện vận hành kinh tế, hiệu quả, đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy. Đề án môn học Kỹ thuật điện cao áp 1. Ảnh hướng của hiện tượng dông sét tới hệ thống điện Việt Nam Như đã trình bay ở phan trước, biên độ dòng sét có thê đạt tới hàng tram kA, day 14 nguôn sinh nhiệt vô cùng lớn khi dòng điện sét di qua vật nào đó. Thực tế đã có dây tiếp địa do phần nói đất không tốt, khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị nóng chảy và đứt, thậm chí có những cách điện bằng sứ khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị vỡ và chảy ra như nhũ thạch, phóng điện sét còn kèm theo việc di chuyên trong không gian lượng điện tích lớn, do đó tạo ra điện từ trường rất mạnh, đây là nguôn gây nhiễu loạn vỗ tuyến và các thiết bị điện tử, ảnh hưởng của nó rất rộng, ở cả những nơi cách xa hang tram km.
Khi sét đánh thăng vào đường dây hoặc xuống mặt đất gần đường dây sẽ sinh ra sóng điện tử truyền theo dọc đường dây, gây nên quá điện áp tác dụng lên cách điện của đường dây. Khi cách điện của đường dây bị phá hỏng sẽ gây nên ngắn mạch pha-đất hoặc ngắn mạch pha-pha buộc các thiết bị bảo vệ đầu đường dây phải làm việc. Với những đường dây truyễn tải công suất lớn, khi máy cắt nhảy có thể gây mắt ổn định cho hệ thông, nếu hệ thống tự động ở các nhà máy điện làm việc không nhanh có thể dẫn đến rã lưới. Sóng sét còn có thé truyền từ đường dây vảo trạm biến áp hoặc sét đánh thăng vào trạm biến áp đều gây nên phóng điện trên cách điện của trạm biến áp, điều này rất nguy hiểm vì nó tương đương với việc ngắn mạch trên thanh góp và dẫn đến sự có trầm trọng.
Mặt khác, khi có phóng điện sét vào trạm biến áp, nếu chống sét van ở đầu cực máy biến áp làm việc không hiệu quá thì cách điện của máy biên áp bị chọc thủng gây thiệt hại vô cùng lớn. Qua đó ta thấy rằng sự cô do sét gây ra rất lớn, nó chiếm chủ yếu trong sự cố lưới điện, vì vậy đông sét là mối nguy hiểm lớn nhất đe doạ hoạt động của lưới điện. Kết luận Sau khi nghiên cửu tỉnh hình dông sét ở Việt Nam và ảnh hưởng của dông sét tới hoạt động của lưới điện. Ta thay rang việc tính toán chống sét cho lưới điện và trạm biến áp là rất cần thiết để nâng cao độ tỉn cậy trong vận hành lưới điện.
Đề án môn học Kỹ thuật điện cao áp CHƯƠNG 2. BẢO VỆ CHÓNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP 220/110kV 2. Khái niệm chung Đối với trạm biến áp 220 kV thì với các thiết bị đặt ngoài trời, khi có sét đánh trực tiếp vào trạm sẽ xảy ra những hậu quả nghiêm trọng, làm hư hỏng các thiết bị điện, có thê phải ngừng cung cấp điện năng trong một thời gian dai làm ảnh hưởng đến sản xuất và gây ra những chỉ phí tốn kém cho ngành điện, ảnh hưởng đến nên kinh tế quốc dân. Do vậy, trạm biến áp thường có yêu câu bảo vệ khá cao.
Hiện nay để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp người ta thường dùng hệ thống cột thụ lôi, dây thu lôi. Tác dụng của hệ thông nảy là tập trung điện tích dé định hướng cho các phóng điện sét tập trung vào đó, tạo ra các khu vực an toàn bên dưới hệ thống nảy. Hệ thống thụ sét phải gồm các dây tiếp địa để dẫn dòng sét từ kim thu sét vào hệ thống nối đất. Đề nâng cao tác dụng của hệ thông nảy thì wi s6 điện trở nối đất của bộ phận thu sét phải nhỏ để tản đòng điện sét một cách nhanh nhất, đảm bảo sao cho khi dòng điện sét đi qua thì điện áp trên bộ phận thụ sét sẽ không đủ lớn để gây phóng điện ngược đến các thiết bị khác gần đó.