(Luận Án Tiến Sĩ) Nghiên Cứu Một Số Giải Pháp Giảm Sự Cố Do Sét Cho Đường Dây Truyền Tải Điện Trên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-----------------------------------------

NINH VĂN NAM

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM SỰ CỐ DO SÉT

CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Hà Nội – 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-----------------------------------------

NINH VĂN NAM

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM SỰ CỐ DO SÉT

CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG

Ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 9520201

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. TS. PHẠM HỒNG THỊNH

2. PGS.TS. TRẦN VĂN TỚP

Hà Nội - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dựa trên hướng

dẫn của tập thể hướng dẫn khoa học và những tài liệu tham khảo đã trích dẫn. Các kết quả

đạt được trong luận án là chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ

công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng 6 năm 2020

XÁC NHẬN CỦA TẬP THỂ HƯỚNG DẪN

GV. HƯỚNG DẪN 1 GV. HƯỚNG DẪN 2 TÁC GIẢ LUẬN ÁN

TS. Phạm Hồng Thịnh PGS.TS. Trần Văn Tớp Ninh Văn Nam

ii

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai thầy hướng dẫn khoa học trực

tiếp, TS. Phạm Hồng Thịnh và PGS.TS. Trần Văn Tớp đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng

khoa học trong suốt quá trình nghiên cứu. Hai thầy đã dành nhiều thời gian và tâm huyết, hỗ

trợ về mọi mặt để tôi hoàn thành luận án này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phòng đào

tạo - Bộ phận đào tạo Sau đại học, Viện Điện và Bộ môn Hệ thống Điện đã luôn tạo mọi

điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi cũng

xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, các Giảng viên bộ Bộ môn Hệ thống điện trường Đại học

Bách Khoa Hà Nội, đã tận tình hỗ trợ và giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Hà Nội,

Ban Chủ nhiệm khoa Điện đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian

qua. Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ và động viên của các đồng nghiệp tại

trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ tại Công ty

truyền tải điện 1, Công ty lưới điện cao thế miền Bắc, các cán bộ tại Viện Năng Lượng và

TS. Nguyễn Thái Thành trường Đại học Quốc gia Incheon Hàn Quốc đã giúp đỡ tôi thực

hiện luận án.

Cuối cùng, tôi thực sự cảm động và biết ơn đến người vợ yêu quý và hai con thân

yêu cùng Ông Bà nội ngoại hai bên đã luôn ở bên tác giả những lúc khó khăn, mệt mỏi, để

động viên, hỗ trợ về tài chính và tinh thần trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện bản

luận án này.

Tác giả luận án

Ninh Văn Nam

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................................viii

DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................. x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ ................................................................... xi

MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1

2. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................... 3

3. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 3

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. ....................................................................... 3

5. Các đóng góp mới của luận án ....................................................................................... 4

6. Cấu trúc nội dung của luận án ........................................................................................ 5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ........ 7

1.1. Tổng quan về sự cố do sét trên đường dây truyền tải ................................................... 7

1.1.1. Quy mô phát triển đường dây truyền tải Việt Nam .............................................. 7

1.1.2. Tình hình giông sét tại Việt Nam ........................................................................ 8

1.1.3. Tình hình sự cố do sét trên đường dây truyền tải Việt Nam ............................... 11

1.1.4. Tình hình sự cố do sét trên đường dây truyền tải trên thế giới ........................... 13

1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong nước về tính toán chống sét cho đường dây

truyền tải .......................................................................................................................... 14

1.3. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về các giải pháp chống sét cho đường dây truyền

tải 15

1.3.1. Lắp đặt CSV ..................................................................................................... 15

1.3.2. Sử dụng dây nối đất phía dưới .......................................................................... 16

1.3.3. Sử dụng cách điện không đối xứng ................................................................... 16

1.3.4. Bỏ dây chống sét thay bằng CSV ...................................................................... 17

1.4. Những vấn đề còn tồn tại và hướng nghiên cứu ........................................................ 17

1.4.1. Những vấn đề còn tồn tại .................................................................................. 17

1.4.2. Lựa chọn hướng nghiên cứu ............................................................................ 18

1.5. Kết luận .................................................................................................................... 19

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN QUÁ ĐỘ ĐIỆN TỪ DO SÉT TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN

TẢI 20

iv

2.1. Truyền sóng trên đường dây truyền tải ...................................................................... 20

2.1.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................. 20

2.1.2. Truyền sóng trong hệ nhiều dây ........................................................................ 21

2.2. Ảnh hưởng của các thông số đường dây đến quá điện áp sét ...................................... 22

2.2.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 22

2.2.2. Tổng dẫn Y0 của đường dây .............................................................................. 23

2.2.3. Tổng trở dọc đường dây Z0 ............................................................................... 24

2.2.3.1. Ma trận tổng trở ngoài Zext ......................................................................... 24

2.2.3.1.Ma trận tổng trở trong Zint ........................................................................... 25

2.3. Tổng trở sóng trong phương trình truyền sóng sét và hệ số ngẫu hợp ......................... 26

2.3.1. Trường hợp đường dây một dây chống sét ........................................................ 27

2.3.2. Trường hợp đường dây hai dây chống sét ......................................................... 27

2.4. Tính toán điện áp do sét trên cách điện ...................................................................... 28

2.4.1. Khi sét đánh đỉnh cột ........................................................................................ 28

2.4.2. Khi sét đánh vào dây pha .................................................................................. 30

2.5. Mô phỏng quá điện áp sét bằng chương trình tính toán quá độ điện từ EMTP ............ 30

2.5.1. Giải phương trình truyền sóng trong EMTP ...................................................... 31

2.5.1.1. Truyền sóng trong hệ một dây .................................................................... 31

2.5.1.2. Truyền sóng trong hệ nhiều dây .................................................................. 32

2.5.2. Mô hình các phần tử trong EMTP ..................................................................... 33

2.5.2.1. Mô hình nguồn sét ...................................................................................... 33

2.5.2.2.Mô hình cột ................................................................................................. 33

2.5.2.3.Mô hình đường dây ..................................................................................... 35

2.5.2.4.Mô hình điện trở tiếp địa cột........................................................................ 36

2.5.2.5. Mô hình chuỗi cách điện và khe hở phóng điện .......................................... 37

2.5.2.6. Mô hình CSV ............................................................................................. 38

2.6. Áp dụng EMTP tính toán điện áp sét trên đường dây truyền tải ................................. 38

2.6.1. Ảnh hưởng các thông số đến hệ số K giữa DCS và các dây pha ........................ 39

2.6.3. Kết quả mô phỏng QĐA sét trên cách điện của đường dây truyền tải ................ 44

2.7. Kết luận .................................................................................................................... 46

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SUẤT CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN

TẢI 48

3.1. Phương pháp mô hình điện hình học ......................................................................... 48

v

3.1.1. Suất cắt do sét đánh đỉnh cột hoặc khoảng vượt của dây chống sét (BFR) ......... 48

3.1.2. Suất cắt do sét đánh vào dây dẫn (SFFOR) ....................................................... 49

3.2. Phương pháp mô phỏng Monte Carlo ....................................................................... 51

3.2.1. Trình tự tính toán của phương pháp mô phỏng Monte Carlo ........................... 52

3.2.2. Áp dụng tính toán ........................................................................................... 55

3.3. Kết luận ................................................................................................................... 57

CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CHỐNG SÉT VAN CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ..... 59

4.1. Giới thiệu về chống sét van ....................................................................................... 59

4.1.1. Quá trình phát triển của chống sét van .............................................................. 59

4.1.2. Cấu tạo của CSV .............................................................................................. 60

4.1.3. Ứng dụng của CSV ........................................................................................... 61

4.2. CSV đường dây ......................................................................................................... 61

4.2.1. Nguyên tắc làm việc của CSV đường dây ......................................................... 61

4.2.2. Đặc tính làm việc của CSV đường dây .............................................................. 62

4.2.3. Điện áp làm việc liên tục .................................................................................. 63

4.2.4. Khả năng hấp thụ năng lượng của CSV đường dây ........................................... 63

4.2.5. Các loại chống sét van đường dây ..................................................................... 64

4.3. Hiệu quả của lắp đặt CSV cho đường dây truyền tải .................................................. 65

4.4. Ảnh hưởng của thông số đường dây tới suất cắt khi lắp đặt chống sét van ................. 66

4.4.1. Ảnh hưởng của chiều cao cột ........................................................................... 66

4.4.2. Ảnh hưởng chiều dài khoảng vượt .................................................................... 67

4.4.3. Ảnh hưởng điện trở tiếp địa cột ........................................................................ 67

4.6. Suất cắt do sét theo số lượng CSV lắp đặt ................................................................. 70

4.7. Lựa chọn vị trí lắp đặt CSV theo cấu hình đường dây ................................................ 71

4.7.1. Đường dây 220 kV ........................................................................................... 71

4.7.1.1. Đường dây 220 kV hai mạch hai DCS ........................................................ 71

4.7.1.2. Đường dây 220 kV một mạch một DCS ..................................................... 73

4.7.2. Đường dây 110 kV ........................................................................................... 74

4.7.2.1. Đường dây 110 kV hai mạch một DCS ...................................................... 74

4.7.2.2. Đường dây 110 kV một mạch một DCS ..................................................... 75

4.8. Năng lượng hấp thụ CSV .......................................................................................... 77

4.8.1. Năng lượng hấp thụ CSV theo cấp điện áp ........................................................ 77

vi

4.8.2. Năng lượng hấp thụ CSV theo điện trở tiếp địa cột ........................................... 77

4.8.3. Năng lượng hấp thụ CSV theo trị số dòng điện sét ............................................ 79

4.8.4. Phân bố năng lượng hấp thụ CSV trên các pha .................................................. 81

4.9. Lắp đặt chống sét van rời rạc trên đường dây ............................................................ 83

4.9.1. Cơ chế phóng điện khi lắp CSV rời rạc ............................................................. 83

4.9.1.1. Khi sét đánh đỉnh cột hoặc DCS ................................................................. 84

4.9.1.2. Khi sét đánh dây pha .................................................................................. 84

4.9.2. Các kết quả mô phỏng ...................................................................................... 85

4.9.2.1. Trường hợp lắp 1 CSV ............................................................................... 85

4.9.2.2. Trường hợp lắp 2 CSV ............................................................................... 87

4.9.2.3. Trường hợp lắp 3 CSV ............................................................................... 88

4.9.2.4. Trường hợp sét đánh dây pha...................................................................... 89

4.9.3. Tổng kết ........................................................................................................... 90

4.10. Kết luận .................................................................................................................. 91

CHƯƠNG 5. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỐNG SÉT KẾT HỢP SỬ DỤNG CSV CHO

ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ......................................................................................... 92

5.1. Phương pháp sử dụng chống sét van kết hợp với cách điện không đối xứng .............. 92

5.1.1. Cơ sở của phương pháp .................................................................................... 92

5.1.2. Kết quả mô phỏng ............................................................................................ 93

5.2. Phương pháp sử dụng CSV kết hợp với DCS treo phía dưới ..................................... 94

5.2.1. Cơ sở của phương pháp .................................................................................... 94

5.2.2. Kết quả mô phỏng ............................................................................................ 95

5.3. Phương pháp CSV được sử dụng thay cho DCS ........................................................ 98

5.3.1. Cở sở của phương pháp .................................................................................... 98

5.3.2. Số lần sét đánh vào đường dây .......................................................................... 99

5.3.3. Suất cắt đường dây khi CSV được sử dụng thay cho DCS .............................. 100

5.4. Phương pháp sử dụng CSV kết hợp với dây UGW trên đường dây không có DCS .. 100

5.5. Kết luận .................................................................................................................. 102

CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 104

1. Đóng góp khoa học của luận án .................................................................................. 104

2. Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo .................................................................. 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 106

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ..................................... 113

vii

PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 114

PL 1. Chương trình mô phỏng phóng điện trên cách điện đường dây 500 kV trong

EMTP/ATP .............................................................................................................. 114

PL 2. Chương trình mô phỏng phóng điện trên cách điện đường dây 220 kV trong

EMTP/ATP .............................................................................................................. 115

PL 3. Chương trình mô phỏng phóng điện trên cách điện đường dây 110 kV trong

EMTP/ATP .............................................................................................................. 116

PL 4. Đặc tính V- A của CSV ................................................................................... 117

PL 5. Cấu trúc cột hai mạch và cột một mạch và các thông số trong mô hình mô phỏng

EMTP 118

PL 6. Dòng điện sét lớn nhất đánh vào dây pha theo mô hình điện hình học ............. 121

PL 7. Các trị số điện trở và điện cảm của từng tầng trong mô hình cột nhiều tầng trong

EMTP/ATP .............................................................................................................. 121

PL.8. Mô hình các phần tử trong EMTP/ATP ........................................................... 122

PL.9. Chương trình tính toán suất cắt trong Matlab .................................................. 124

PL10. Chương trình Matlab tính theo phương pháp Monte Carlo.............................. 128

viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BFR Suất cắt do sét đánh vào đường dây gây phóng điện ngược

(Back Flashover Rate)

BIL Mức chịu đựng xung sét của cách điện

CĐĐX Cách điện đối xứng

CĐKĐX Cách điện không đối xứng

CIGRE Conference Internationale des Grands Reseaux Electriques

CSV Chống sét van

Dc Khu vực sét đánh vào dây dẫn

DCS Dây chống sét

DD Dây dẫn

Dg Khu vực sét đánh vào dây chống sét

EGLA Externally Gapped Line Arrester - CSV đường dây không

khe hở ngoài

EVN Tập đoàn điện lực Việt Nam

EGM Mô hình điện hình học

EMTP/ATP Electromagnetic transient program/Alternative Transients

Programme

Ic

Dòng điện sét nhỏ nhất gây ra phóng điện trên cách điện khi

sét đánh vào đường dây

IEC International Electrotechnical Commission

IEEE Viện các kỹ sư kỹ thuật điện và điện tử (Institute of

Electrical and Electronics Engineers)

Im Cường độ dòng điện sét lớn nhất đánh vào dây dẫn

KSF Hệ số khoảng vượt

MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage)- điện áp làm

việc lớn nhất cho phép liên tục của CSV

NASA National Aeronautics and Space Administration

NC Suất cắt tổng cộng, bao gồm do sét dây chống sét và dây dẫn

Ng Mật độ giông sét

NGC Công ty lưới điện cao thế Miền Bắc

NGLA Non Gapped Line Arrester - CSV đường dây không khe hở

Nl Số lần sét đánh vào đường dây

NPT Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia

OHGW Dây chống sét chạy bên trên (Overhead Ground Wire )

P(I > Ic) Xác suất xuất hiện dòng điện sét có cường độ lớn hơn Ic

PTC1 Công ty truyền tải điện 1

PTC2 Công ty truyền tải điện 2

PTC3 Công ty truyền tải điện 3

PTC4 Công ty truyền tải điện 4

pu Per unit system - Giá trị trong hệ đơn vị tương đối

QĐA Quá điện áp

ix

Rtd Điện trở tiếp địa cột

SCADA Hê thống giám sát, điều khiển và thu thập xử lý dữ liệu

SFFOR Suất cắt do sét đánh vào dây dẫn (Shielding Failure

Flashover Rate)

Sg Khoảng cách giữa hai dây chống sét

SVL Bộ hạn chế điện áp trên vỏ cáp (Sheath Voltage Limiter)

TBA Trạm biến áp

tf Thời gian đầu sóng của dòng điện sét

TT Thời gian truyền sóng trên cột

UA, B, C Điện áp trên pha A, pha B hoặc pha C

Ucđ Điện áp trên cách điện

Udd Điện áp trên dây dẫn

Uđc Điện áp tại đỉnh cột

UGW Dây chống sét chạy phía dưới (Under Built Ground Wire)

v Vận tốc truyền sóng

Zcột Tổng trở sóng của cột

Zdcs Tổng trở sóng của dây chống sét

Zdd Tổng trở sóng của dây dẫn

x

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Chỉ tiêu suất cắt đối với các đường dây truyền tải 220 kV và 500 kV ............... 12

Bảng 1.2 Chỉ tiêu suất cắt đối với các đường dây 110 kV của NGC ................................ 13

Bảng 2.1. Số liệu về dây dẫn, dây chống sét..................................................................... 39

Bảng 2.2. Số liệu về kích thước cột .................................................................................. 39

Bảng 3.1. Tham số của hàm phân bố log-chuẩn cho dòng điện sét ................................... 53

Bảng 3.2. Tham số của hàm phân bố của điện trở tiếp địa cột .......................................... 55

xi

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Quy mô về đường dây 110-220-500 kV từ 2012-2018 ........................................ 7

Hình 1.2. Chiều dài đường dây truyền tải theo quy hoạch điện VII ................................... 7

Hình 1.3. Khối lượng quản lý vận hành đường dây truyền tải các đơn vị tính đến năm 2018

.......................................................................................................................................... 8

Hình 1.4. Bản đồ mật độ giông sét tại Việt Nam ................................................................ 9

Hình 1.5. Bản đồ Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến

năm 2030 ......................................................................................................................... 10

Hình 1.6. Sự cố theo các năm của NPT ............................................................................ 11

Hình 1.7. Suất cắt do sét trên đường dây truyền tải theo thống kê của các Công ty truyền tải

........................................................................................................................................ 11

Hình 1.8. Sự cố theo các năm của PTC1 .......................................................................... 12

Hình 1.9. Suất cắt do sét theo thống kê một số đường dây do PTC1 quản lý .................... 12

Hình 1.10. Sự cố theo các năm trên lưới 110 kV do NGC quản lý ................................... 13

Hình 1.11 Suất cắt của đường dây 110 kV theo thống kê ................................................. 13

Hình 2.1. Sơ đồ đường dây thông rải trong tính toán truyền sóng..................................... 20

Hình 2.2. Sơ đồ mạch khi xét ảnh hưởng tương hỗ giữa các dây với nhau ....................... 21

Hình 2.3. Phương pháp ảnh trong xác định hệ số thế của đường dây ................................ 23

Hình 2.4. Cách xác định các tham số trong tính toán tổng trở ngoài của đường dây dựa trên

phương pháp ảnh phức ..................................................................................................... 25

Hình 2.5. Trường hợp sét đánh đỉnh cột ........................................................................... 28

Hình 2.6. Phân bố dòng điện sét khi đánh trực tiếp vào dây dẫn ....................................... 30

Hình 2.7. Mô hình nguồn điện sét .................................................................................... 33

Hình 2.8. Sóng dòng điện sét slope-Ramp ....................................................................... 33

Hình 2.9. Cột hai mạch với mô hình mạch và mô hình mô phỏng trong EMTP ................ 34

Hình 2.10. Cột một mạch với mô hình mạch và mô hình mô phỏng trong EMTP............. 35

Hình 2.11. Thông số đường dây 2 mạch hai dây chống sét trong EMTP .......................... 35

Hình 2.12. Mô hình đường dây với 7 cột và 6 khoảng vượt ............................................. 36

Hình 2.13. Số liệu trị số Rtd và mô hình thay thế trong chương trình EMTP ..................... 37

Hình 2.14. Khe hở phóng điện trên chuỗi cách điện (a) và mô hình trong EMTP (b) ........ 37

Hình 2.15. CSV có khe hở ngoài (a), Mô hình CSV có khe hở ngoài trong EMTP (b) ..... 38

Hình 2.16. Cấu hình cột hai mạch và cột một mạch ......................................................... 39

Hình 2.17. So sánh hệ số ngẫu hợp các pha với DCS khi không xét và có xét dòng trở về

trong đất đường dây 220 kV, điện trở suất đất 1000 .m ................................................. 40

Hình 2.18. So sánh hệ số ngẫu hợp các pha với DCS khi không xét và có xét dòng trở về

trong đất đường dây 110 kV, điện trở suất đất 1000 .m ................................................. 40

Hình 2.19. Hệ số ngẫu hợp giữa dây pha với DCS theo điện trở suất của đất .................. 41

Hình 2.20. Hệ số ngẫu hợp theo số lượng DCS ................................................................ 41

Hình 2.21. Hệ số ngẫu hợp theo cấp điện áp .................................................................... 42

Hình 2.22. Hệ số ngẫu hợp theo tần số dòng điện sét ....................................................... 43

xii

Hình 2.23. Hệ số ngẫu hợp giữa các dây pha a) một mạch, b) hai mạch .......................... 43

Hình 2.24. Phân bố điện áp trên các pha tại cột bị sét đánh .............................................. 44

Hình 2.25. Sóng QĐA trên cách điện các pha tại cột ....................................................... 44

Hình 2.26. Biên độ QĐA sét trên cách điện các pha theo trị số Rtđ ................................... 45

Hình 2.27. Biên độ QĐA sét trên cách điện các pha theo biên độ dòng điện sét ............... 45

Hình 2.28. Biên độ QĐA sét trên cách điện các pha theo thời gian đầu sóng .................... 46

Hình 3.1. Mô hình EGM xác định diện tích thu hút sét vào DCS và dây dẫn .................... 49

Hình 3.2. Xác định Dc và Dg theo mô hình điện hình học ................................................. 50

Hình 3.3. Xác suất tích lũy của biên độ dòng điện sét theo CIGRE .................................. 51

Hình 3.4. Sơ đồ khối ứng dụng của phương pháp………………………………………….52

Hình 3.5. Sơ đồ thuật toán tính toán suất cắt do sét theo phương pháp mô phỏng Monte

Carlo ................................................................................................................................ 54

Hình 3.6. Phân bố giá trị điện trở tiếp địa cột. .................................................................. 55

Hình 3.7. So sánh suất cắt đường dây 220 kV Việt Trì – Yên Bái theo phương pháp EGM

và phương pháp Monte Carlo với thực tế vận hành........................................................... 56

Hình 3.8. So sánh suất cắt đường dây 110 kV Tiên Yên-Mông Dương theo phương pháp

EGM và phương pháp Montecarlo với thực tế vận hành. .................................................. 56

Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc của vật liệu ZnO ....................................................................... 59

Hình 4.2. Ảnh của vật liệu ZnO dưới kính hiển vi điện tử ................................................ 59

Hình 4.3. Các tấm ZnO được đúc với đường kính khác nhau dùng cho các cấp điện áp khác

nhau [92] ......................................................................................................................... 60

Hình 4.4. Cấu tạo của một CSV với cách điện bao bằng sứ .............................................. 60

Hình 4.5. CSV đường dây 220 kV Thanh Thủy - Hà Giang ............................................. 61

Hình 4.6. Nguyên tắc làm việc của CSV đường dây ........................................................ 62

Hình 4.7. Đặc tính làm việc của CSV cấp điện áp 220 kV ............................................... 63

Hình 4.8. CSV đường dây loại không khe hở (a) và loại có khe hở (b) ............................. 64

Hình 4.9. Cấu hình cột hai mạch đường dây 500 kV, 220 kV và 110 kV.......................... 65

Hình 4.10. Ngưỡng dòng điện sét nhỏ nhất gây phóng điện trên cách điện của pha không lắp

CSV ................................................................................................................................. 66

Hình 4.11. Ảnh hưởng của chiều cao ............................................................................... 67

Hình 4.12. Ảnh hưởng của chiều dài khoảng vượt tới suất cắt ......................................... 67

Hình 4.13. Ảnh hưởng của điện trở tiếp địa tới suất cắt ................................................... 68

Hình 4.14. Điện áp trên cách điện các pha A1 trước và sau khi lắp CSV .......................... 69

Hình 4.15. Điện áp trên cách điện các pha B1, pha C1 khi CSV làm việc, Rtđ =10 ........ 69

Hình 4.16. Điện áp trên cách điện các pha B1, pha C1 khi CSV làm việc, Rtđ =40 ........ 70

Hình 4.17. Suất cắt đường dây với các trường hợp lắp CSV khác nhau ............................ 70

Hình 4.18. Suất cắt của đường dây 220 kV hai mạch hai DCS khi lắp 1 CSV .................. 72

Hình 4.19. Tỉ lệ % dòng điện sét đi qua DCS và qua Rtđ .................................................. 72

Hình 4.20. Suất cắt của đường dây 220 kV hai mạch hai DCS khi lắp 2 CSV .................. 72

Hình 4.21. Suất cắt của đường dây 220 kV hai mạch hai DCS khi lắp 3 CSV .................. 73

Hình 4.22. Suất cắt của đường dây 220 kV một mạch một DCS khi lắp 1 CSV ............... 73

Hình 4.23. Suất cắt của đường dây 220 kV một mạch một DCS khi lắp 2 CSV ............... 74