Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn.
Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 1
Chỉång 1

CẠC THÄNG SÄÚ CA ÂỈÅÌNG DÁY TRUƯN
TI ÂIÃÛN.

1.1. ÂỈÅÌNG DÁY TRUƯN TI ÂIÃÛN TRÃN KHÄNG.

Kãút cáúu âiãøn hçnh ca mäüt âỉåìng dáy truưn ti âiãûn trãn khäng (hçnh1.1)
gäưm cọ: cäüt, dáy dáùn, sỉï v cạc phủ kiãûn, dáy chäúng sẹt.
Hçnh 1.1: Kãút cáúu âiãøn hçnh ca âỉåìng dáy truưn ti âiãûn (cọ phán pha).

Cạc cäüt ca âỉåìng dáy trãn khäng âỉåüc sỉí dủng âãø giỉỵ cạc dáy dáùn åí âäü
cao nháút âënh so våïi màût âáút v màût nỉåïc, âm bo an ton cho ngỉåìi v cạc
phỉång tiãûn giao thäng hoảt âäüng, âãø cho âỉåìng dáy lm viãûc tin cáûy.
Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn.
Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 2
Cạc cäüt ca âỉåìng dáy trãn khäng âỉåüc chãú tảo tỉì gäù, thẹp, bã täng cäút
thẹp v håüp kim nhäm. Cạc âỉåìng dáy trãn khäng mäüt mảch v hai mảch âỉåüc
sỉí dủng phäø biãún. Hai mảch ca âỉåìng dáy trãn khäng cọ thãø bäú trê trãn cng
mäüt cäüt. Ngoi ra khi âỉåìng dáy cọ U
âm
>230 kV thç nãn phán pha dáy dáùn âãø hản
chãú täøn tháút váưng quang.
Trong thỉûc tãú, âäúi våïi cạc âỉåìng dáy truưn ti âiãûn cao ạp, ngỉåìi ta
thỉåìng sỉí dủng cạc loải dáy dáùn nhỉ: dáy nhäm li thẹp AC, dáy nhäm li thẹp
tàng cỉåìng ACSR (aluminum conductor steel-reinforced), dáy ton nhäm AAC

ρ
=
(1.1)
Trong âọ:

ρ
: âiãûn tråí sút ca dáy dáùn.
l : chiãưu di dáy dáùn.
F : tiãút diãûn ca dáy dáùn.
Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn.
Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 3
Âiãûn tråí ca dáy dáùn chëu nh hỉåíng ca cạc úu täú nhỉ: táưn säú, âäü vàûn
xồõn ca dáy dáùn v nhiãût âäü. Khi dng âiãûn xoay chiãưu chảy trong dáy dáùn, sỉû
phán phäúi ca dng âiãûn l khäng âãưu nhau trãn tiãút diãûn dáy dáùn v máût âäü dng
táûp trung låïn nháút åí bãư màût ca dáy dáùn. Vç váûy, âiãûn tråí xoay chiãưu cọ pháưn cao
hån so våïi âiãûn tråí mäüt chiãưu. Hiãûn tỉåüng ny âỉåüc gi l hiãûu ỉïng bãư màût (skin
effect).
Khi dáy dáùn âỉåüc chãú tảo åí dảng vàûn xồõn, mäùi såüi vàûn xồõn s di hån
såüi ban âáưu. Kãút qu, âiãûn tråí ca dáy dáùn vàûn xồõn s cao hån so våïi giạ trë tênh
toạn tỉì biãøu thỉïc 1.1.
Âiãûn tråí ca dáy dáùn s tàng lãn khi nhiãût âäü tàng lãn theo qui lût gáưn
nhỉ l tuún tênh v cọ thãø âỉåüc tênh theo cäng thỉïc:

1
2
12
tT
tT
RR
+

hçnh 1.2
Maỷng & thióỳt bở sióu cao. Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn.
Bión soaỷn: inh Thaỡnh Vióỷt Trang 4

rrrrr
Hỗnh 1.2: Tổỡ thọng moùc voỡng cuớa dỏy dỏựn.
Goỹi O laỡ tỏm cuớa mỷt cừt ngang dỏy dỏựn.
Xeùt vi phỏn ds chióửu daỡi ds, chióửu rọỹng dx caùch tỏm O mọỹt õoaỷn x. Goỹi
H
x
laỡ cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng taỷi nhổợng õióứm caùch tỏm O mọỹt õoaỷn x.
Theo õởnh luỏỷt Ampere vóử quan hóỷ giổợa H
x
vaỡ I
x
, ta coù:

x
x
x
IdsH =

tổỡ (1.6) vaỡo (1.5) ta õổồỹc:
I
xx
r
I
dx
ds
Maỷng & thióỳt bở sióu cao. Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn.
Bión soaỷn: inh Thaỡnh Vióỷt Trang 5

x
r
I
H
x
2
2

=
(1.7)
Caớm ổùng tổỡ taỷi vở trờ x õổồỹc xaùc õởnh bồới:
x
r
I
HB
xx
2

r
à
1.
Do õoù:
x
r
I
x
r
I
B
x
2
7
2
0
10.2
2

==

à
(1.10)
Xeùt mọỹt õoaỷn õổồỡng dỏy coù chióửu daỡi 1 meùt nhổ hỗnh 1.3.
Hỗnh 1.3.
Tổỡ õỏy ta tờnh toaùn õổồỹc vi phỏn tổỡ thọng d
x
gổới qua phỏửn tổớ vi phỏn dx coù
d


r
x
π
π
ca dng
âiãûn täøng cäüng l âỉåüc mọc vng, vç váûy tỉì thäng mọc vng trãn 1 âån vë di ca
dáy dáùn tỉì tám âãún bạn kênh x l:

dxx
r
I
d
r
x
d
xx
3
4
7
2
2
10.2
−
=Φ







r
r
I
7
4
4
7
10.
2
1
4
10.2
−−
== , (Wb/m) (1.13)
Âiãûn cm bãn trong dáy dáùn:

7
10.
2
1
−
==
I
L
trong
trong
λ
, (H/m) (1.14)
Nháûn xẹt:
Âiãûn cm bãn trong ca dáy dáùn

Xeùt vi phỏn dx (hỗnh ọỳng daỡy dx, daỡi 1 m) caùch tỏm O mọỹt õoaỷn x. Theo
õởnh luỏỷt doỡng õióỷn toaỡn phỏửn:


= IdxH
x

Hay IHx
x
=.2


Suy ra H
x
I
x

2
= (1.15)

Caớm ổùng tổỡ taỷi vở trờ x:

x
I
HB
xx

à
à
2

2
laỡ tờch phỏn cuớa
x
d

tổỡ D
1
õóỳn
D
2
:


===
2
1
1
2
0012
ln
2
1
2
D
D
ngoai
D
D
I
dx

ln
2
1
D
D
I
LL
ngoaỡ

à

===
, (H/m) (1.20)
Vồùi
0
à
- õọỹ tổỡ thỏứm cuớa khọng khờ,
0
à
=
7
10.4


, (H/m).
Do õoù:

1
2
7


Hai dỏy dỏựn caùch nhau mọỹt khoaớng D. Dỏy dỏựn (1) mang doỡng õióỷn I
1
õi
vaỡo, coỡn dỏy dỏựn (2) mang doỡng õióỷn I
2
õi ra ngoaỡi (I
1
= - I
2
).
ióỷn caớm cuớa dỏy dỏựn (1) mang doỡng õióỷn I
1
gọửm 2 thaỡnh phỏửn: mọỹt phỏửn
do tổỡ thọng bón trong dỏy dỏựn, mọỹt phỏửn do tổỡ thọng bón ngoaỡi dỏy dỏựn. 7
1
10.
2
1

=
trong
L , (H/m) (1.22)

1
7
121

ngoaitrong
LLL
111
+=1
77
ln10.210.
2
1
r
D

+=







+=

1
7
ln

7
ln10.2


=
er
D
, (H/m) (1.23)
Ta goỹi
1
4
1
11
.7788,0' rerr ==

laỡ baùn kờnh tổồng õổồng cuớa dỏy dỏựn baùn kờnh
r
1
(r
1
' coỡn õổồỹc goỹi laỡ GMR - Geometric Mean Radius, õổồỹc xem nhổ laỡ baùn kờnh
cuớa 1 dỏy dỏựn tổồớng tổồỹng giaớ thióỳt khọng coù tổỡ thọng bón trong nhổng coù cuỡng
õióỷn caớm nhổ dỏy dỏựn baùn kờnh r
1
).
Toùm laỷi:

'
ln10.2
1

rr
D
rr
D
LLL

==+= , (H/m) (1.26)
Nóỳu 2 dỏy dỏựn laỡ nhổ nhau, rrr ==
21
vaỡ LLL ==
21
, khi õoù õióỷn caớm cho
mọựi pha trón 1 meùt chióửu daỡi õổồỡng dỏy õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc: '
ln10.2
7
r
D
L

=
, (H/m) (1.27)

1.5. Tặè THNG MOẽC VOèNG CUA MĩT DY DN TRONG MĩT
NHOẽM DY DN.

Xeùt trổồỡng hồỹp tọứng quaùt 1 nhoùm dỏy dỏựn gọửm n dỏy dỏựn vaỡ coù tọứng doỡng
õióỷn

Hỗnh 1.6: Nhoùm dỏy dỏựn X gọửm n dỏy dỏựn.

Nhổ õaợ giaớ thióỳt ồớ trón:

0......
21
=+++++
ni
IIII
(1.28)
Tổỡ thọng moùc voỡng
11 p

cuớa dỏy dỏựn 1 sinh ra do doỡng
1
I kóứ caớ tổỡ thọng
bón trong dỏy dỏựn (xeùt trong khoaớng dỏy 1 -> P, khọng xeùt õóỳn tổỡ thọng xa hồn
P).




7
r
D
I
p

=
, (Wb.voỡng/m) (1.29)
Tổỡ thọng moùc voỡng vồùi dỏy dỏựn 1 do doỡng õióỷn I
2
gỏy ra (khọng xeùt õóỳn tổỡ
thọng xa hồn P) seợ bũng tổỡ thọng do I
2
sinh ra giổợa P vaỡ dỏy dỏựn 1. 12
2
2
7
21
ln.10.2
D
D
I
p
p

=


D
I
112
2
2
1
1
1
7
ln...ln
'
ln10.2

P
p
D
1

np
D

p
D
2

p
D
3

1

npnpp
DIDIDI +++=
−

)ln...ln'ln(10.2
112211
7
nn
DIDIrI +++−
−
(1.31)
Tỉì (1.28) ta cọ:
)...(
121 −
+++−=
nn
IIII (1.32)
Thay (1.32) vo (1.31) ta âỉåüc:




+++++=
−
np
p
n
np
D
D


+++
−
−
np
pn
n
np
p
D
D
I
D
D
I
)1(
1
2
2
ln...ln (1.33)
Cho âiãøm P  ∞ thç lục âọ xem nhỉ
nppp
DDD ≈≈≈ ...
21
.
Nãn:
1=
np
ip
D

1
ln
'
1
ln10.2
λ
(1.34)
Âàût
111
' Dr = .
Váûy:









+++=
−
n
np
D
I
D
I
D
I
Hỗnh 1.7: ổồỡng dỏy 3 pha bọỳ trờ trón ba õốnh cuớa mọỹt tam giaùc õóửu.

Giaớ thióỳt caùc doỡng pha laỡ õọỳi xổùng vaỡ õổồỡng dỏy khọng coù dỏy trung tờnh,
ta coù:
0=++
cba
III
Suy ra:

acb
III =+ )( (1.36)
Tổỡ (1.34) ta coù thóứ tờnh õổồỹc tổỡ thọng moùc voỡng õọỳi vồùi dỏy dỏựn a:








++=

ac
c
ab
b
a
aa

GMR
I
cb
a
a
1
ln
1
ln
1
ln10.2
7
(1.37)
Trong õoù: '
aa
rGMR = laỡ baùn kờnh trung bỗnh hỗnh hoỹc cuớa dỏy dỏựn
(Geometric Mean Radius).
Thay (1.36) vaỡo (1.37) ta õổồỹc:









=

D

L ln10.2
7
==

(1.39)
Giaớ thióỳt 3 dỏy dỏựn cuớa 3 pha õóửu giọỳng nhau, ta coù:

GMR
D
LLL
cba
ln10.2
7
=== (1.40)

D
D
D
a
I

c
I
b
I

Maỷng & thióỳt bở sióu cao. Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn.
Bión soaỷn: inh Thaỡnh Vióỷt Trang 13
1.6.2. IN CAM CUA ặèNG DY BA PHA B TRấ KHNG I
XặẽNG.

1312
7
1
1
ln
1
ln
1
ln10.2
D
I
D
I
GMR
I
cb
a
aa

, (Wb.voỡng/m) (1.41)
Khi pha a ồớ vở trờ (2)












++=

2313
7
3
1
ln
1
ln
1
ln10.2
D
I
D
I
GMR
I
cb
a
aa

, (Wb.voỡng/m) (1.43)
Tổỡ thọng trung bỗnh cuớa pha a:

3
321 aaa
a


cb
a
a13
D
23
D
12
D

a
b
c
a
b
c
a
b
c
(1)
(3)
(2)
Maỷng & thióỳt bở sióu cao. Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn.
Bión soaỷn: inh Thaỡnh Vióỷt Trang 14





Vỗ
0=++
cba
III

Suy ra:
acb
III =+ )( (1.45)
Thay (1.45) vaỡo (1.44) ta õổồỹc:















=

312312
7
1
ln

aaa
a
a
GMR
GMD
GMR
DDD
I
L ln.10.2ln.10.2
7
3
312312
7

, (H/m) (1.47)
Vồùi giaớ thióỳt 3 dỏy dỏựn laỡ õọửng nhỏỳt, tổùc
GMRGMRGMRGMR
cba
===
vaỡ
LLLL
cba
=== , khi õoù õióỷn caớm cho mọựi pha cho 1 m chióửu daỡi õổồỡng dỏy
õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc:







Bión soaỷn: inh Thaỡnh Vióỷt Trang 15
.

Hỗnh 1.9: ổồỡng dỏy 1 pha vồùi 2 nhoùm dỏy phỏn pha.

Nhoùm dỏy x gọửm n dỏy dỏựn nhổ nhau mừc song song kyù hióỷu tổỡ a -> n, coù
baùn kờnh laỡ
xnba
rrrr ==== ... . Nhoùm dỏy y gọửm m dỏy dỏựn nhổ nhau mừc song
song kyù hióỷu tổỡ a -> m, coù baùn kờnh laỡ
ymba
rrrr ==== ...
''
. Doỡng õióỷn õổồỹc chia
õóửu trong mọựi dỏy con. Doỡng õióỷn cuớa mọỹt dỏy dỏựn trong nhoùm dỏy x laỡ I/n vaỡ
trong nhoùm dỏy y laỡ -I/m.
Xeùt tổỡ thọng moùc voỡng cuớa dỏy dỏựn a.
Theo (1.34) ta coù:






++++
am
m
ab
b
aa
a
D
I
D
I
D
I
1
ln...
1
ln
1
ln
'
'
'
'
(1.49)
Maỡ
n
I
IIII

'
1
ln10.2
7








+++

amabaa
DDDm
I 1
ln...
1
ln
1
ln10.2
''
7x


+








=









=

n
anaba
m
amabaa
DDr

L
...'
...
ln10.2
''
7

(1.51)
Tổồng tổỷ, õióỷn caớm cuớa dỏy dỏựn b:









==

n
bnbab
m
bmbbba
b
b
DDr
DDD
n
nI

L
...'
...
ln10.2
''
7

(1.53)
ióỷn caớm trung bỗnh cuớa mọựi dỏy dỏựn trong nhoùm dỏy x laỡ:

n
LLLL
L
ncba
xtb
++++
=
...







=


x

Tổỡ õoù suy ra õióỷn caớm cuớa nhoùm dỏy x gọửm n dỏy dỏựn song song:

n
L
L
xtb
x
=









=

nn
nandnbnbabanaba
mn
nmnbnabmbbbaamabaa
DDrDDrDDr
DDDDDDDDD
.
.
''''''

Maỷng & thióỳt bở sióu cao. Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn.
Bión soaỷn: inh Thaỡnh Vióỷt Trang 17

x
GMR
: baùn kờnh õúng trở cuớa nhoùm dỏy dỏựn x (geometric mean radius).
D
aa
= r
a
', D
bb
= r
b
',..., D
nn
= r
n
'.
Nhổ vỏỷy (1.55) coù thóứ vióỳt laỷi dổồùi daỷng sau:

x
x
GMR
GMD
L ln10.2
7
=
, (H/m) (1.58)
Tổồng tổỷ vồùi nhoùm dỏy dỏựn y:

dỏy dỏựn phỏn pha thỗ ta coù GMR cho mọựi trổồỡng hồỹp nhổ sau:

Cho 2 sồỹi dỏy dỏựn phỏn pha:
dDdDGMRD
ss
b
s
ì=ì==
4
2
)( (1.61)
Cho 3 sồỹi dỏy dỏựn phỏn pha:

3
2
9
3
)( dDddDGMRD
ss
b
s
ì=ìì== (1.62)
Cho 4 sồỹi dỏy dỏựn phỏn pha:

4
3
16
4
2
1

2
a
2
(cọ hoạn vë), trong âọ a
1
- a
2
, b
1
- b
2
,
c
1
- c
2
l cạc mảch song song.

Hçnh 1.11: Âỉåìng dáy kẹp phán pha.

Phỉång phạp GMD cọ thãø âỉåüc sỉí dủng âãø tçm âiãûn cm cho mäùi pha. Ta

aa
b
saa
b
sSA
DDDDD == , (m)

2121
4
2
)(
bb
b
sbb
b
sSB
DDDDD ==
, (m)

2121
4
2
)(
cc
b
scc
b
sSC
DDDDD == , (m) (1.66)
Våïi