Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống cáp ngầm cao áp

Ngành công nghiệp điện lực là một trong những ngành công nghiệp cơ sở và quan trọng nhất đối với bất cứ quốc gia nào, đặc biệt là cho những nước đang phát triển nhanh như nước ta. Trong hệ thống điện nói chung thì hệ thống các đường dây truyền tải cao áp đóng một vai trò quan trọng. Trước kia các đường dây truyền tải thường là các đường dây trên không với hệ thống cột đỡ từ một mạch 3 dây dẫn đến thậm chí là 4 mạch 12 dây dẫn. Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển nhanh của đất nước đã hình thành rất nhiều các thành phố lớn, dân cư đông đúc, với nhiều công trình và tòa nhà cao tầng, và đặc biệt là việc đòi hỏi yêu cầu về thẩm mỹ của các thành phố hiện đại thì việc xây dựng các đường dây truyền tải cao áp trên không gặp rất nhiều khó khăn. Do đó việc xây dựng các đường dây tải điện cao áp bằng hệ thống cáp ngầm đã trở thành một phần tất yếu của các hệ thống điện hiện đại trong các thành phố.

Hình vẽ 1-1 mô tả sự phát triển của hệ thống truyền tải cáp ngầm cao áp đối với một số nước trên thế giới trong những năm gần đây. Ta thấy rằng xu hướng sử dụng hệ thống truyền tải điện bằng cáp ngầm cao áp đối với một số nước trên thế giới đã tăng rất mạnh trong những năm gần đây, và nó cũng thể hiện một xu hướng mới của thế giới đối với hệ thống điện hiện đại vì những lợi ích lâu dài của việc sử dụng cáp ngầm cho hệ thống truyền tải.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÁP NGẦM CAO

ÁP .................................................................................................................................................... 6

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................................. 6

1.1.1 Các lợi ích của việc sử dụng cáp ngầm cho hệ thống truyền tải cao áp ...................... 7

1.1.2 Trường điện từ của đường dây cáp ngầm truyền tải cao áp ........................................10

1.2 NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁP

NGẦM CAO ÁP TẠI VIỆT NAM ...................................................................................................11

1.2.1 Nội dung cơ bản của luận án. ............................................................................................13

1.2.2 Công cụ tính toán EMF ........................................................................................................14

CHƯƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CÁP NGẦM .................................................. 15

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG ..............................................................................................................15

2.2 CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA CÁP NGẦM CAO ÁP VỚI CÁCH ĐIỆN XLPE .......................15

2.2.1 Cấu trúc cơ bản của cáp .....................................................................................................15

2.2.2 Phụ kiện cáp..........................................................................................................................17

2.3 Các kỹ thuật nối đất bảo vệ....................................................................................................17

2.4 CÁC KỸ THUẬT ĐẶT CÁP VÀ CHÔN CÁP ........................................................................19

2.4.1 Giới thiệu chung ...................................................................................................................19

2.4.2 Các kỹ thuật chôn cáp trực tiếp trong đất.........................................................................21

2.4.3 Các kỹ thuật đặt cáp trong hầm cáp ..................................................................................22

2.4.4 Các kỹ thuật đặt cáp trong ống dẫn nhựa chôn ngầm ...................................................24

2.4.5 Các kỹ thuật đặt cáp trong hầm không khí .......................................................................25

CHƯƠNG 3 VẤN ĐỀ NỐI ĐẤT PHA CỦA HỆ THỐNG ....................................................... 28

CÁP NGẦM CAO ÁP ................................................................................................................. 28

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: ...........................................................................................................................28

3.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN ..........................................................................................................29

3.2.1 Gradient điện áp cảm ứng dọc theo chiều dài cáp .........................................................29

3.2.2 Màn chắn và hoán vị. ...........................................................................................................32

3.3 ĐẤU ĐẤT VỎ CÁP Ở MỘT ĐIỂM .........................................................................................34

3.3.1 Điện áp duy trì ở vỏ..............................................................................................................34

3.3.2 Tuyến cáp dài (gồm nhiều đoạn) .......................................................................................34

3.3.3 Dây dẫn liên tục tiếp đất song song. .................................................................................34

3.3.4 Bố trí đường cáp. .................................................................................................................35

3.4 ĐẤU NỐI ĐẢO PHA ................................................................................................................36

3.4.1 Cơ sở bố trí mạch. ...............................................................................................................36

3.4.2 Đường cáp dài. .....................................................................................................................38

3.5 CHỌN HỆ THỐNG ĐẢO PHA ...............................................................................................40

3.5.1 Dùng một điểm đấu vỏ. .......................................................................................................40

3.5.2 Uu điểm của nối đất đảo pha..............................................................................................40

3.5.3 Chọn hệ thống nối đất đảo pha. .........................................................................................41

3.6 ĐIỆN ÁP DUY TRÌ TRONG VỎ.............................................................................................42

3.6.1 Giới hạn điện áp duy trì trong vỏ. ......................................................................................42

3.6.2 Đầu nối vỏ tại 1 điểm. ..........................................................................................................42

3.6.3 Đảo pha nối đất phân đoạn cáp. ........................................................................................42

3.6.4 Nối đất đảo pha liên tục.......................................................................................................43

3.7 VẤN ĐỀ QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG CÁP CÓ ĐẢO PHA NỐI ĐẤT. ...............43

3.7.1 Quá điện áp sét. ...................................................................................................................43

3.7.2 Quá điện áp thao tác. ..........................................................................................................43

3.8 QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ TRONG HỆ THỐNG KHÔNG CÓ THIẾT BỊ HẠN CHẾ ĐIỆN

ÁP VỎ CÁP. ....................................................................................................................................44

3.8.1 Cáp có vỏ nối đất đảo pha. .................................................................................................44

3.8.2 Cáp có điểm nối vỏ tại 1 điểm. ...........................................................................................44

3.9 THIẾT BỊ GIỚI HẠN ĐIỆN ÁP VỎ. .......................................................................................45

3.9.1 Khe hở phóng điện...............................................................................................................45

3.9.2 Điện trở phi tuyến .................................................................................................................46

3.9.3 Điện trở phi tuyến mắc nối tiếp với khe hở (chống sét) .................................................46

3.10 THIẾT KÊ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ HẠN CHẾ ĐIỆN ÁP VỎ.......................................46

3.10.1 Khe hở phóng điện. ...........................................................................................................46

3.10.2 Thiết bị hạn chế điện áp vỏ kiểu điện trở phi tuyến ......................................................47

3.10.3 Hạn chế điện áp kiểm chống sét. ....................................................................................48

3.10.4 Thiết kế dây kết nối. ...........................................................................................................49

CHƯƠNG 4 ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG TRONG CÁP nGẦM .............................. 51

4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................................51

4.2 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỆN TRƯỜNG ...........................................................................................51

4.2.1 Trường hợp cáp tải dòng một chiều ..................................................................................51

4.2.2 Trường hợp cáp tải dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp.....................................52

4.3 ĐIỆN DUNG CỦA CÁP ...........................................................................................................52

4.4 ĐIỆN TRỞ CỦA LÕI DẪN TRONG CÁP ĐIỆN...................................................................54

4.5 TỔN THẤT ĐIỆN MÔI .............................................................................................................54

4.6 ĐIỆN ÁP ĐÁNH THỦNG CÁCH ĐIỆN .................................................................................55

4.7 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CÁP ĐIỆN ....................................................................................57

4.8 PHƯƠNG TRÌNH TỔNG QUÁT CỦA TỪ TRƯỜNG ........................................................61

4.9 ĐIỆN CẢM CỦA ĐIỆN ÁP ......................................................................................................62

4.10 ĐIỆN TRỞ TÁC DỤNG LÕI DẪN ĐIỆN CỦA CÁP ..........................................................65

4.10.1 Hiệu ứng bề mặt .................................................................................................................65

4.10.2 Hiệu ứng tương hỗ. ...........................................................................................................67

4.11 TỔN THẤT TRONG VỎ KIM LOẠI .....................................................................................68

4.12 CÁC TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CHO CÁP XLPE 1Cx1250 – 110kV và 1Cx1750 –

220kV ...............................................................................................................................................73

Sơ đồ khối tính toán:......................................................................................................................73

CHƯƠNG 5 .................................................................................................................................. 77

SO SÁNH CÁP NGẦM CAO ÁP VỚI ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG ................................ 77

5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................................77

5.2 SO SÁNH CÁC ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH, KINH TẾ CỦA CÁP NGẦM CAO ÁP VỚI

ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG TẠI VIỆT NAM ...........................................................................77

5.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁP NGẦM CAO ÁP VỚI ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG ....79

CÁC PHỤ LỤC ......... 85

LINK DOWNLOAD