Bên sau đây là một bài viết san sẻ về những tri thức liên quan đến ứng dụng thiết bị bảo vệ quá điện áp gắn cột.
Một hệ thống phân phối hiện đại mà cung cấp cho 1 hệ thống có môi trường phần đông là các thiết bị điện tử nhạy cảm, thì cần được bảo vệ cùng với quá điện áp cảm ứng do sét. Và khi có một đường dây trên không, bất cứ là sở hữu của doanh nghiệp hay khách hàng, mà cung cấp cho thiết bị này, thì bạn phải cần một vài loại bảo vệ quá điện áp cho các dây dẫn (cáp) ở trụ chuyển tiếp được cấp điện từ đường dây trên không và được nối đến đầu vào làm việc của các thiết bị.
- Chúng ta hảy xem xét các qui tắc thiết kế và lap dat he thong dien chính yếu mà bạn nên tuân theo khi lắp đặt và thiết kế chống sét van gắn cột.
- Lựa chọn quy cách chống sét van: sau đây là một số thông số thiết yếu cần xem xét khi lựa chọn quy cách các chống sét van.
- Các thông số định mức: “Mức cách điện xung cơ bản” (BIL) của dây cáp điện giảm dần vì lảo hoá, khiến cho nó dễ bị ảnh hưởng bởi quá điện áp nhiều hơn . vì vậy, điều quan trọng là bạn phải tối ưu hoá việc bảo vệ cho cáp nhằm tránh bị đánh thủng cách điện và phát sinh hồ quang điện – gây nên các nhiễu loạn trên lưới phân phối.
- Khi thực hiện như vậy, điểm chính cần ghi nhớ là bạn ko nên xác định các thông số định mức của bảo vệ một cách đơn giản chỉ bằng sự phù hợp của giá trị phóng định mức của chống sét van với “mức cách điện xung cơ bản” của dây cáp điện. Bạn cũng cần nên nhớ thêm hiện tượng điện áp tăng gấp đôi, khi mà sóng quá điện áp di chuyển đến một điểm có điện trở cao, ví dụ như một dao cắt hở mạch, và sóng phản xạ lại với một biên độ gần như gấp đôi tại điểm phản xạ.
- Biên hạn bảo vệ (PM) . Thông số này là một đại lượng đặc thù cho năng lực của chống sét van bảo vệ một nhóm thiết bị hoặc hệ thống. Việc đo đạc bao gồm mức chịu đựng cách điện xung căn bản của thiết bị được bảo vệ và mức phóng điện của chống sét van, mà thường được in trên số liệu của thiết bị hoặc nhãn thiết bị như “10kA/IR, điện áp phóng xx kV ”
- Hãy xem một ví dụ mẫu về việc tính toán biên hạn bảo vệ. Giả sử bạn có một loại cáp với “mức cách điện xung cơ bản” là 125 kV được rẽ nhánh từ đường dây trên không 24.9 kV và cung cấp cho một trạm biến áp đặt trên bệ. Bạn muốn biết rằng loại chống sét van SiC gắn trên cột chuyển tiếp có mức phóng điện cơ bản là 67 kV có phù hợp hay không .
- Mới nhìn thì mức phóng điện của chống sét van dường như là có thể chấp thuận được. Nhưng nếu điện áp gấp đôi hiện ra trong cáp, thì điện áp xung có thể tăng gấp 2 lần 67kV hoặc 134 kV.
- Bạn có thể xác định biên hạn bảo vệ bằng cách chia hiệu số giá trị xung căn bản của cáp và 2 lần điện áp phóng định mức của chống sét van, cho mức cách điện xung cơ bản của cáp.
- Nói cách khác, PM = (125kV – 134kV)/125kV = -9kV/125kV= -0.072. Làm tròn giá trị này, ta được biên hạn bảo vệ là -7%. Bởi vì giá trị PM là âm, ta ko nên sử dụng loại chống sét van SiC bởi vì nó không thể đáp ứng được yêu cầu bảo vệ.
- Một số loại chống sét van tiện nghi như là chống sét van oxit kim loại (MOV), có mức phóng điện bảo vệ thấp hơn và vững chắc hơn so với loại SiC kiểu cũ. Thực ra, chống sét van MOV có thể có dòng phóng định mức là 10kA ứng với điện áp phóng là 59kV. vì thế, nếu ta nhân đôi mức này, ta được 118 kV, do đó
PM = (125kV-118kV)/125kV = 7kV/125kV =0.056 hay xấp xỉ 6%
- Tương tự, chống sét van MOV loại gắn cột với chất lượng nhiều hơn có thể có dòng phóng là 10kA ứng với điện áp phóng là 52kV, đem nhân đôi ta được 104 kV. Do đó
PM = (125kV-104kV)/125kV = 21kV/125kV =0.168 hay xấp xỉ 17%.
- Cả hai loại này đều đáp ứng được yêu cầu bảo vệ.
- Một điểm cần lưu tâm ở đây là: Biên hạn bảo vệ thực sự của một chống sét van sẽ biến đổi so với giá trị biên hạn bảo vệ đo đạc . điều đó là do kỹ thuật bảo vệ điện áp xung đo đạc tỷ lệ biên hạn BIL dựa trên dạng sóng tiêu chuẩn công nghiệp 8x20micro giây. tuy vậy, dạng sóng thực tế của quá điện áp do sét có thể nhanh hơn nhiều giá trị trên.
 |
| Hình 1: Bố trí lắp CSV và hộp đầu cáp trung áp ở cột chuyển tiếp có chiều dài dây nối là 24inch |
- Chiều dài dây nối: là một vấn đề rất cần cần xét tới trong việc thiết kế cũng như thiết kế các đấu nối giữa chống sét van gắn cột với hộp đầu cáp trung áp. Việc đo đạc biên hạn bảo vệ từ các thông số kỹ thuật của chống sét van không tính đến biến số này.
- Chiều dài dây nối là chiều dài tổ hợp giữa chiều dài nối đến đường dây và chiều dài nối tới vị trí nối đất, nối tiếp với chống sét van và nối song song với thiết bị hoặc cáp được bảo vệ. Ví dụ, Hình 1, ta thấy rằng chống sét van được lắp gần hộp đầu cáp trung áp, chiều dài dây nối đến đường dây là 12inches, và chiều dài dây nối tới vị trí nối đất là 12inches. vì thế, tổng chiều dài dây nối của chống sét van là 24inches.
- Phương pháp thường được đồng ý trong việc xác định sự tác động của chiều dài dây dẫn đối với tác động của chống sét van là sử dụng một điện cảm 0.4 microH/1foot (0,3m) của chiều dài dây nối và tốc độ tăng/1micro giây của dòng sét 4000A, để xác định điện áp rơi Ldi/dt của hệ thống thi công . Khi sử dụng giải pháp này, các phép tính toán đã chỉ ra rằng, điện áp phóng của chống sét van được cọng thêm 1,67kV trên mỗi 0,3m chiều dài dây nối. Sự tăng điện áp phóng này làm giảm một cách thực tiễn phạm vi của biên hạn bảo vệ cùng với hệ thống.
- Với cách lắp đặt trong hình 1, đã làm tăng điện áp phóng định mức của chống sét van 10kA ở cột chuyển tiếp từ 52kV lên 55.2kV, do cọng thêm 24inches chiều dài dây nối.
Trong khi mà sự tăng điện áp phóng này có vẽ như là tương đối bé, thì chủ yếu bạn nên xem xét sự ảnh hưởng của điện áp tăng gấp đôi, như đã nói đến trên đây. Ở đây, điện áp tăng gấp đôi sẽ làm giảm BIL PM từ khoảng 17% xuống 12%. Như bạn có thể thấy một điều ko thể thiếu là phải khiến cho chiều dài dây nối càng ngắn càng tốt trong mọi trường hợp chống sét van, đặc biệt trong các trường hợp như là bảo vệ cáp ngầm.
 |
| Hình 2: Bố trí lắp CSV và hộp đầu cáp trung áp ở cột chuyển tiếp, loại bớt 12inch chiều dài dây nối đến đường dây, còn 12inch chiều dài dây nối tới đất |
 |
| Hình 3: Bố trí lắp CSV và hộp đầu cáp trung áp ở cột chuyển tiếp, có chiều dài dây nối bằng ko . Do nối cả dây nối đến đường dây và dây nối tới đất trực tiếp vào CSV |
- Luôn nhớ rằng việc áp dụng chống sét van gắn cột chỉ là tuyến phòng thủ trước tiên của bạn. Để có thể áp dụng có hiệu quả một hệ thống bảo vệ quá áp đầy đủ, bạn phải kết hợp việc sử dụng các thiết bị phân dòng công suất lớn ở các đầu vào làm việc với các thiết bị giảm dần điện áp. Nếu bạn ko làm đúng, bạn có thể gặp phải các rủi ro do có các năng lượng quá múc không xử lý được bởi các bảo vệ đặt trước, gây ra hư hỏng cho các thiết bị phụ tải được đấu nối.
Phụ đề
- Mới nhìn, nếu xét về mặt bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm và các thiết bị khỏi các xung quá áp cảm ứng, thì việc vận hành các hệ thống dây dẫn ngầm của các mạch điện và thông tin/ điều khiển dường như có vẽ thiết thực hơn so với đường dây trên ko . điều này là không đúng như vậy, vì 2 lý do sau:
- Đất là một dây dẫn
- Phần lớn hệ thống đặt ngầm sử dụng ống dẫn phi kim loại ( một vài bọc bằng bêtông) để bảo vệ đối với các va đập vật lí
- Đối với cáp ngầm, việc bị sét đánh trực tiếp là điều khó hình dung được. tuy vậy, một hiện tượng tương tự như hiện tượng tác động đến đường dây trên ko là có xảy ra. Do phóng điện sét, nên trường điện từ sẽ cảm ứng ko chỉ trên bề mặt đất mà còn cảm ứng ngay trong bản thân đất. Những trường điện từ này đối với dòng điện và điện áp, giảm theo tỷ lệ bình phương với khoảng cách từ điểm sét đánh và với điện trở đất .
- Trường này dao động nhanh trong đất sẽ cảm ứng nên dòng điện và điện áp trên các đối tượng lân cận như là cáp ngầm trong các ống dẫn phi kim loại đặt trong mương. Ngược lại, các dòng điện và điện áp cảm ứng này cũng tạo ra 1 điện từ trường khác, có tác dụng chống lại trường tạo ra bởi sét. Một sự phóng điện phụ có điện áp rất cao lúc này sẽ xảy ra để cố cân bằng điện áp của các trường, dó đó gây nên nhiễu loạn trong các mạch ngầm và các mạch vòng nối đất và có thể làm gián đoạn các tín hiệu của các mạch truyền tài liệu và thông tin. Các nhiểu loạn phát sinh này đòi hỏi bạn phải cung ứng một mức bảo vệ xung quá áp cao hơn .
- Nếu bạn sử dụng cáp ngầm đặt trong các ống dẫn kim loại đặt trong mương bêtông thì hiệu quả của nó là bảo vệ các mạch thiết bị nhạy cảm khỏi các trường điện từ. Các ống dẫn phi kim loại không có được đặc tính bảo vệ này.
Bài viết sưu tầm
-------------------------------------------------------------------------------------------
Website: http://diennuocaz.com
Văn phòng doanh nghiệp : Ngõ 210. Đường Hoàng Văn Thái. Thanh Xuân. Hà Nội
HotLine: 094 889 50 60 - 094 734 83 86 - 0978 56 34 68 ( Anh Hiếu )