Tính toán đề xuất các giải pháp giảm suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 – An Nhơn
Theo thống kê của Công ty Lưới điện cao thế miền Trung sự cố do sét trên đường dây chiếm tỷ lệ lớn, năm 2012: 64%; năm 2013: 69%; năm 2014: 70%; năm 2015:55%; năm 2016: 56%; năm 2017: 62%. Theo yêu cầu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam phải giảm tỷ lệ sự cố do sét xuống 50%. Trong khi đó việc áp dụng các giải pháp làm giảm suất cắt đường dây hiện tại chỉ mang tính rời rạc, đơn lẻ, chưa có tính toán cụ thể mà chủ yếu dựa vào số liệu đo đạc và mang tính chủ quan của từng chủ đầu tư. Chính vì lý do đó đề trên, đề tài vừa mang tính khoa học và thực tiển cao.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đề tài tìm hiểu, tính số lần sự cố do sét trên đường dây 110kV Quy Nhơn 220 – An Nhơn, tỉnh Bình Định từ đó tìm vị trí có số lần sự cố lớn cần cải tạo và để đề xuất giải pháp để làm giảm số lần sự cố nhằm giảm suất cắt cho đường dây này.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
– Đối tượng nghiên cứu: Đường dây 110kV Quy Nhơn 220 – An Nhơn, tỉnh Bình Định.
– Phạm vi nghiên cứu: Suất cắt đường dây.
– Thu thập số liệu thực trạng, áp dụng vào lý thuyết tính suất cắt do sét cho đường dây để xây dựng chương trình tính số lần sự cố trên từng vị trí cột của đường dây trên phần mềm Matlab.
– Đánh giá phân tích số lần sự cố do sét từng vị trí cột trên đường dây nhằm xác định vị trí cột có số lần phóng điện do sét lớn nhất nhằm để giảm số lần sự cố tại các vị trí trên đề giảm suất cắt toàn đường dây.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
– Tính toán, so sánh các giải pháp để giảm xuất cắt do sét cho đường dây 110kV Quy Nhơn 2 – An Nhơn, tỉnh Bình Định để tìm ra phương án hiệu quả.
– Làm cơ sở để giúp các đơn vị quản lý vận hành hạn chế tối đa mất điện do sét đến đường dây truyền tải 110kV, góp phần nâng cao đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho khu vực miền Trung và Tây Nguyên.
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nêu trên đề tài được đặt tên: “Tính toán, đề xuất các giải pháp giảm suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 – An Nhơn, tỉnh Bình Định”.
Nội dung luận văn được biên chế thành: Ngoài phần Mở đầu và Kết luận sẽ có 3 chương và phụ lục. Bố cục nội dung chính của luận văn gồm các phần sau:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: suất cát đường dây 110kV Quy Nhơn 220 – An Nhơn.
Chương 3: Đề xuất các giải pháp giảm suất cắt.
Kết luận và kiến nghị.
CHƯƠNG 1
1.1. Tổng quan về sét và hiện tượng quá điện áp khí quyển
1.2. Tổng quan về lưới điện 110kV
– Điểm đầu: XT 172/ TBA 220kV Quy Nhơn 2.
– Điểm cuối: XT 174/An Nhơn
– Số mạch: 01 mạch.
– Loại cột: Cột thép hình 2 mạch
– Loại cách điện: Cách điện thủy tinh.
– Bố trí DCS: 02 DCS treo trên đỉnh cột.
– Loại tiếp địa: Kiểu tia và kiểu tia – cọc kết hợp
– Bố trí dây dẫn: Dây dẫn bố trí dọc từ trên xuống dưới
– Loại dây dẫn: ACSR-185/29.
– Loại DCS: OPGW-57 (Cáp quang)
– Tổng chiều dài đường dây (mạch kép): 12,519km.
a) Thiết kế tiếp địa: Hệ thống tiếp địa hiện hữu được thiết kế theo kiểu tia hoặc tia-cọc kết hợp
b) Các giải pháp trong quản lý vận hành hiện tại:
– Giá trị điện trở của hệ thống tiếp địa được đơn vị đo kiểm tra định kỳ 1 năm 1 lần. Khi kết quả đo điện trở tiếp địa không đạt theo các Quy phạm và quy định hiện hành, đơn vị quản lý sẽ khẩn trương thực hiện các hạng mục sửa chữa. Tuy nhiên trên đường dây hiện trạng có một số vị trí do địa hình đồi núi đá nên không thể cải tạo để giảm điện trở nối đất đạt theo các quy định hình hành.
– Hiện tại đường dây trên chưa được áp dụng các giải pháp chống sét khác.
1.3. Tình hình sự cố do giông sét trên các tuyến đường dây 110kV của CGC nói chung và của Chi nhánh Điện cao thế Bình Định nói riêng[4].
| Năm | Số vụ sự cố | Số vụ sự cố do sét |
|---|---|---|
| 2008 | 1 | 1 |
| 2009 | 0 | 0 |
| 2010 | 0 | 0 |
| 2011 | 1 | 1 |
| 2012 | 0 | 0 |
| 2013 | 1 | 1 |
| 2014 | 1 | 1 |
| 2015 | 3 | 2 |
| 2016 | 0 | 0 |
| 2017 | 2 | 2 |
Từ những số liệu đã nêu ở trên, ta có thể thấy:
– Số vụ sự cố do sét trung bình trong 1 năm (tính từ năm 2008-2017) của đường dây là: 8/10 = 0,8 lần/ năm. Suất cắt thực tế của đường dây là: 0,8 x 100/ 12,519 = 6,390 lần/100km/năm.
– Mặc dù đường dây khi thiết kế đã có treo dây chống sét và lắp đặt hệ thống nối đất, tuy nhiên sự cố do sét vẫn xảy ra tương đối nhiều, chính vì vậy cần xem xét đề xuất thêm các giải pháp khác để giảm số vụ sự cố do sét.
Với tình hình sự cố do giông sét như trên, tác giả luận văn nhận thấy cần thiết phải đề xuất các giải pháp giảm suất cắt do sét gây nên cho đường dây trên.
CHƯƠNG 2
SUẤT CẮT ĐƯỜNG DÂY 110KV QUY NHƠN 220 -AN NHƠN
2.1. Lý thuyết về tính suất cắt/số lần sự cố đường dây[5], [6]
Phương pháp này được áp dụng cho đường dây đồng nhất, có nghĩa là thông số các cột đường dây là giống nhau. Vì vậy, thông thường để tính suất cắt đường dây trong trường hợp này, người ta sử dụng cột điển hình cho toàn bộ đường dây để tính.
Với cường độ hoạt động của sét là 0,15 lần/ngày/km2, ta có thể tính được tổng số lần có sét đánh thẳng lên đường dây hằng năm
(2.1)
Số lần xảy ra phóng điện trên cách điện sẽ là (lấy theo mật độ sét lớn nhất):
(2.2)
Cuối cùng tính được số được số lần cắt điện do sét hàng năm của đường dây.
(2.4)
Suất cắt đường dây:
(2.5)
Suất cắt của 1 đường dây sẽ bằng tổng suất cắt của các trường hợp sét đánh trên.
(2.6)
Số lần sự cố của toàn đường dây với chiều dài L như sau
= + + = + + (lần/năm)
Các thông số ở đây lấy theo cột điển hình và đặc tính của chuỗi sứ được lấy như sau
[kV],
với t là thời gian từ 1 đến10μs.
Số lần sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn.
(2.22)
Suất cắt đường dây do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn được tính:
(2.36)
Xét hai trường hợp sau:
a. Phóng điện qua không khí từ dây chống sét sang dây dẫn ở giữa khoảng vượt.
Theo thực tế thì giá trị suất cắt đường dây do phóng điện qua không khí từ dây chống sét sang dây dẫn ở giữa khoảng vượt rất nhỏ, gần bằng không, do đó ở đề tài này tác giả không tính toán phần giá trị này.
b. Phóng điện trên cách điện của chuỗi sứ do sóng truyền vào cột khi sét đánh vào khoảng vượt của dây chống sét.
Số lần sét đánh vào khoảng vượt được xác định theo công thức sau:
(2.49)
Suất cắt đường dây do phóng điện trên chuỗi sứ do dòng điện sét truyền vào cột:
(2.58)
Số lần sét đánh vào khu vực đỉnh cột được tính như sau:
(2.59)
Suất cắt đường dây do sét đánh vào đỉnh cột
(2.86)
2.1.2. Phương pháp tính suất cắt/ số lần sự cố theo từng vị trí cột
Cơ sở của việc tính số lần sự cố trên từng vị trí cột trên đường dây là ta xem đường dây gồm có m đường dây nhỏ nối nối tiếp nhau, mỗi đường dây nhỏ này chỉ có 1 cột.
Như vậy, đường dây thứ i sẽ có chiều dài Li, chiều cao cột Hci, chiều dài chuỗi sứ lcsi…tương ứng với thông số tại cột thứ i. Chú ý, chiều dài đường dây thứ Li là chiều dài trung bình giữa 2 khoảng vượt ở 2 phía của cột thứ i. Các thông số khác được lấy giống như phương pháp tính trung bình ở mục 2.1.1. Chú ý, điện áp phóng điện của chuỗi sứ tính theo chiều dài chuỗi sứ tại vị trí đang xét như sau:
[kV],
Số lần sự cố tại cột thứ i được tính
(2.87)
Như vậy số lần sự cố trên toàn đường dây có chiều dài L sẽ được tính
(lần/năm) (2.88)
Suất cắt đường dây được tính như sau
(lần/100km/năm) (2.89)
Từ (2.1) đến (2.89) ta sẽ xây dựng chương trình tính số lần sự cố/suất cắt đường dây trên chương trình Matlab.
2.2. Tính toán suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 – An Nhơn
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\NGUYEN THANH HUNG\New folder (2)
