TÓM TẮT
Lắp đặt chống sét van (CSV) được coi là giải pháp hiệu quả để cải thiện hiệu suất sự cố do sét cho đường dây truyền tải và đường dây phân phối điện. CSV thường được lựa chọn dựa trên các tính toán về quá điện áp với đại lượng điện áp và dòng điện. Trong một số trường hợp, độ an toàn của CSV có thể bị vi phạm do năng lượng hấp thụ của CSV có trị số lớn hơn khả năng hấp thụ mà CSV có thể chịu được. Chính vì vậy, việc tính toán xác định được năng lượng hấp thụ của CSV để nâng cao độ an toàn cho CSV là rất cần thiết để có cơ sở lựa chọn CSV phù hợp. Bài báo này trình bày kết quả mô phỏng tính toán xác định năng lượng hấp thụ của CSV lắp đặt trên đường dây 110 kV bằng chương trình EMTP/ATP. Năng lượng hấp thụ của CSV được tính toán với 2 trường hợp sét đánh đỉnh cột và sét đánh trực tiếp dây pha khi xét đến các yếu tố ảnh hưởng như dòng điện sét (biên độ, thời gian đầu sóng và độ dài sóng) và trị số của điện trở tiếp địa cột. Các kết quả tính toán làm cơ sở để chọn chống sét van phù hợp nhằm nâng cao độ an toàn cho CSV từ đó nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
Từ khóa: Chống sét van, năng lượng hấp thụ, EMTP/ATP,
ABSTRACT
Installation of line surge arresters (LSA) is considered an effective solution to improve
lightning performance of transmission lines. LSAs are often selected based on overvoltage calculations with voltage and current. In some cases, the safety of LSA can be violated because the absorbed energy of LSA is larger than the absorption capacity that LSA can withstand. Therefore, it is necessary to calculate and determine the absorbed energy of LSA to improve the safety of LSA. This paper presents the results of simulation, calculation and determination of absorbed energy of LSA installed on 110 kV transmission lines by EMTP/ATP program. The absorbed energy of LSA is calculated with 2 cases of lightning strike to the top tower and lightning strike direct to the phase conductor when taking into account influencing factors such as lightning current (amplitude, front time and tail time) and value of the tower footing resistance. The calculation results have allowed to choose the right type of lightning arrester to improve the safety of LSA.
Keywords: line surge arresters, absorbed energy, EMTP/ATP
1. GIỚI THIỆU
Sự cố do sét là nguyên nhân chính gây ra mất điện trên các đường dây truyền tải, đặc biệt là những đường dây đi qua những khu vực có mật độ sét cao, điện trở suất đất cao và khả năng che chắn kém. CSV lắp trên đường dây chịu tác động trực tiếp của dòng điện sét, nếu chọn CSV không đảm bảo sẽ dẫn đến CSV bị hư hỏng do đặc tính của CSV không phù hợp hoặc tồi tệ nhất CSV có thể bị cháy nổ do năng lượng qua CSV vượt quá mức năng lượng hấp thụ cho phép của CSV dẫn đến ảnh hưởng tới độ tin cậy của lưới điện. Các nghiên cứu trước đây [1-3] đã chỉ ra rằng cải thiện khả năng chịu sét cho đường dây truyền tải sử dụng CSV có thể được đảm bảo bằng cách lựa chọn cẩn thận và vị trí của CSV kẽm-oxit (ZnO). Sau khi CSV làm việc đặc tính phi tuyến trở lại trạng thái ban đầu để đáp ứng hấp thụ năng lượng cho lần tiếp theo. So với CSV trạm biến áp, CSV đường dây có thể phải chịu mức năng lượng lớn hơn. Điều này là bởi vì CSV trạm biến áp bị giới hạn bởi một dòng phóng điện bề mặt cách điện hoặc do phóng điện xuống đất qua dây thoát sét. Do đó, việc lựa chọn thích hợp bộ CSV đường dây phụ thuộc vào việc xác định năng hấp thụ của CSV để CSV không bị phá hủy trong trường hợp sét đánh vào đỉnh cột hoặc đánh vào dây pha. Năng lượng hấp thụ của CSV phụ thuộc vào đặc tính làm việc của mỗi loại CSV mà còn phụ thuộc vào các đại lượng như tham số của dòng điện sét, điện trở của tiếp địa cột.
Bài báo này sẽ trình bày kết quả mô phỏng, tính toán xác định năng lượng hấp thụ của CSV loại ZnO không có khe hở được lắp đặt trên đường 110 kV mạch kép sử dụng chương trình mô phỏng quá độ điện từ EMTP/ATP. Năng lượng hấp thụ của CSV được tính toán với 2 trường hợp sét đánh đỉnh cột và sét đánh trực tiếp dây pha khi xét đến các yếu tố ảnh hưởng như dòng điện sét (biên độ, thời gian đầu sóng và độ dài sóng) và trị số của điện trở tiếp địa cột. Các kết quả tính toán cho phép chọn được loại CSV phù hợp nhằm nâng cao độ an toàn cho CSV.
