Đề tài đồ án môn học kỹ thuật điện cao áp tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220110 kv
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.85 MB, 36 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN
----
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
Sinh viên thực hiện
: TRIỆU ĐẠT
Mã sinh viên
: 18810110079
Giáo viên hướng dẫn
: T.S TRẦN HOÀNG HIỆP
Ngành
: KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ
Chuyên ngành
: HỆ THỐNG ĐIỆN
Lớp
: D13H1
Hà Nội, ngày 20 tháng 2 năm 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
Họ và tên sinh viên:
Mã sinh viên:
Lớp: D13H1
Hệ đào tạo:
Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử
Chuyên ngành: Hệ thống điện
1/ Tên đồ án mơn học
TÍNH TỐN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 KV
2/ Các số liệu
Trạm biến áp: Bản vẽ sơ đồ mặt bằng và kích thước của trạm.
Điện trở suất của đất: đ = (76) m; N là số thứ tự sinh viên trong danh sách.
Đường dây:
Dây dẫn: AC - 120
Dây chống sét: C - 70
Chiều dài khoảng vượt của đường dây 220 kV: 220 m.
Khi tính nối đất: Rc = 10 Ω.
3/ Nội dung, nhiệm vụ thực hiện
Chương 1: Hiện tượng dông sét và ảnh hưởng của nó đến hệ thống điện Việt Nam
Chương 2: Tính toán bảo vệ sét đánh trực tiếp cho Trạm biến áp 220/110 kV
Chương 3: Tính tốn hệ thống nối đất cho Trạm biến áp 220/110 kV
Kết luận chung
Yêu cầu các bản vẽ: 3 bản vẽ A3
1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét, các phương án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
2. Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét
3. Các kết quả tính tốn nối đất an toàn và nối đất chống sét cho trạm biến áp
Hà Nội, ngày 5 tháng 1 năm 2021
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Trần Hoàng Hiệp
2
LỜI MỞ ĐẦU
Là một sinh viên đang học tập và rèn luyện tại trường đại học Điện Lực Hà Nội, em
cảm thấy một niềm tự hào và động lực to lớn cho sự phát triển của bản thân trong tương
lai. Sau năm năm học đại học, dưới sự chỉ bảo, quan tâm của các thầy cô, sự nỗ lực của
bản thân, em đã thu được những bài học rất bổ ích, đựơc tiếp cận các kiến thức khoa học
kĩ thuật tiên tiến phục vụ cho lĩnh vực chun mơn mình theo đuổi. Có thể nói, những đồ
án mơn học, bài tập lớn hay những nghiên cứu khoa học mà một sinh viên thực hiện chính
là một cách thể hiện mức độ tiếp thu kiến thức và vận dụng sự dạy bảo quan tâm của thầy
cơ.
Chính vì vậy em đã dành thời gian và cơng sức để hồn thành đồ mơn học “ Thiết kế
bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220/110kV” này như một cố gắng đền đáp công ơn của
thầy cô cũng như tổng kết lại kiến thức thu được sau một quá trình học tập và rèn luyện tại
trường đại học Điện Lực.
Trong thời gian học tập cũng như thời gian thực hiện đề tài em luôn nhận được sự chỉ
bảo, động viên tận tình của các thầy cơ, gia đình và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn của
Thầy Trần Hoàng Hiệp đã giúp em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Đồ án em gồm 3 chương:
Chương 1: Tình hình giơng sét và ảnh hưởng tới HTĐ Việt nam.
Chương 2: Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho Trạm biến áp
220/110kV.
Chương 3: Thiết kế hệ thống nối đất cho Trạm biến áp 220/110kV
Sinh viên thực hiện
Triệu Đạt
3
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
MỤC LỤC
Chương 1: SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM ............ 5
1.1. Khái quát chung ........................................................................................................ 5
1.2. Ảnh hưởng của dông sét đến hệ thống điện vn. ....................................................... 7
Chương II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 kv
......................................................................................................................................................... 9
2.1. Mở đầu ...................................................................................................................... 9
2.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống chống sét đánh thẳng .................................. 9
2.3. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét và dây chống sét ................................................... 10
2.3.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét: ....................................................................... 10
2.3.2. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét: ...................................................................... 12
2.4. Mô tả trạm biến áp cần bảo vệ................................................................................ 14
2.5. Đề xuất phương án bố trí cột và dây chống sét cho trạm biến áp .......................... 14
2.5.1. Phương án 1: Cột thu sét được đặt tại các vị trí đầu xà ................................... 15
2.5.2. Phương án 2: ta thay đổi số lượng các cột thu sét ........................................... 20
Chương III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT .......................................................................... 24
3.1. Mở đầu .................................................................................................................... 24
3.2. Các yêu cầu kĩ thuật................................................................................................ 24
3.3. Lý thuyết tính tốn nối đất...................................................................................... 25
3.4. Tính tốn nối đất an toàn ........................................................................................ 28
3.4.1 Nối đất tự nhiên ................................................................................................ 28
3.4.2 Nối đất nhân tạo ................................................................................................ 29
3.5. Nối đất chống sét .................................................................................................... 30
Hình 3.4 Sơ đồ nối đất tồn trạm biến áp ..................................................................................... 34
Tài liệu tham khảo ........................................................................................................................ 35
4
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
CHƯƠNG 1: SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN HỆ
THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
1.1. Khái quát chung
Dông sét là một hiện tượng của thiên nhiên, đó là sự phóng tia lửa điện khi khoảng cách
giữa các điện cực khá lớn (khoảng 5km).
Hiện tượng phóng điện của dơng sét gồm hai loại chính đó là phóng điện giữa các đám
mây tích điện và phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặt đất. Trong phạm vi đồ án
này ta nghiên cứu phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặt đất (phóng điện mây đất). Với hiện tượng phóng điện này gây nhiều trở ngại cho đời sống con người.
Các đám mây được tích điện với mật độ điện tích lớn, có thể tạo ra cường độ điện trường
lớn sẽ hình thành dịng phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn này là giai đoạn phóng điện
tiên đạo. Tốc độ di chuyển trung bình của tia tiên đạo của lần phóng điện đầu tiên khoảng
1,5.10 7 cm/s, các lần phóng điện sau thì tốc độ tăng lên khoảng 2.10 8 cm/s (trong một đợt
sét đánh có thể có nhiều lần phóng điện kế tiếp nhau bởi vì trong cùng một đám mây thì có
thể hình thành nhiều trung tâm điện tích, chúng sẽ lần lượt phóng điện xuống đất).
Tia tiên đạo là mơi trường Plasma có điện tích rất lớn. Đầu tia được nối với một trong
các trung tâm điện tích của đám mây nên một phần điện tích của trung tâm này đi vào trong
tia tiên đạo. Phần điện tích này được phân bố khá đều dọc theo chiều dài tia xuống mặt đất.
Dưới tác dụng của điện trường của tia tiên đạo, sẽ có sự tập trung điện tích khác dấu trên
mặt đất mà địa điểm tập kết tùy thuộc vào tình hình dẫn điện của đất. Nếu vùng đất có điện
dẫn đồng nhất thì điểm này nằm ngay ở phía dưới đầu tia tiên đạo. Cịn nếu vùng đất có
điện dẫn khơng đồng nhất (có nhiều nơi có điện dẫn khác nhau) thì điện tích trong đất sẽ
tập trung về nơi có điện dẫn cao.
Q trình phóng điện sẽ phát triển dọc theo đường sức nối liền giữa đầu tia tiên đạo với
nơi tập trung điện tích trên mặt đất và như vậy địa điểm sét đánh trên mặt đất đã được định
sẵn. Do vậy để định hướng cho các phóng điện sét thì ta phải tạo ra nơi có mật độ tập trung
điện diện tích lớn. Nên việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các cơng trình được dựa
trên tính chọn lọc này của phóng điện sét.
Tham số phóng điện sét
Is = a. T
(1.1)
trong đó a: là tốc độ đầu sóng
Is: biên độ dịng điện sét
T:thời gian đầu sóng
5
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Cơng thức này tính tốn cho trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị số điện trở
nhỏ khơng đáng kể).
Tham số chủ yếu của phóng điện sét là dịng điện sét, dịng điện này có biên độ và độ
dốc phân bố theo hàng biến thiên trong phạm vi rộng (t vài k đến vài trăm k ) dạng sóng
của dịng điện sét là dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọt của sét ứng với giai đoạn phóng
điện ngược (hình M-1)
- Khi sét đánh thẳng vào thiết bị phân phối trong trạm sẽ gây quá điện áp khí quyển và
gây hậu quả nghiêm trọng như đã trình bày ở trên.
Hình 1.1: sự biến thiên của dịng điện theo thời gian
Việt Nam là một trong những nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dơng sét khá mạnh.
Theo tài liệu thống kê cho thấy trên mỗi miền đất nước Việt nam có một đặc điểm dơng
sét khác nhau :
+ Ở miền Bắc, số ngày dông dao động từ 70 110 ngày trong một năm và số lần dơng
từ 150 300 lần như vậy trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2 3 cơn dơng.
+ Vùng dơng nhiều nhất trên miền Bắc là Móng Cái. Tại đây hàng năm có từ 250
300 lần dông tập trung trong khoảng 100 110 ngày. Tháng nhiều dông nhất là các tháng
7, tháng 8.
+ Một số vùng có địa hình thuận lợi thường là khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi và vùng
đồng bằng, số trường hợp dông cũng lên tới 200 lần, số ngày dông lên đến 100 ngày trong
một năm. Các vùng còn lại có t 150 200 cơn dơng mỗi năm, tập trung trong khoảng 90
100 ngày.
+ Nơi ít dơng nhất trên miền Bắc là vùng Quảng Bình hàng năm chỉ có dưới 80 ngày
dơng.
Xét dạng diễn biến của dơng trong năm, ta có thể nhận thấy mùa dơng khơng hồn tồn
đồng nhất giữa các vùng. Nhìn chung ở Bắc Bộ mùa dông tập chung trong khoảng từ tháng
5 đến tháng 9. Trên vùng Duyên Hải Trung Bộ, ở phần phía Bắc (đến Quảng Ngãi) là khu
vực tương đối nhiều dông trong tháng 4, từ tháng 5 đến tháng 8 số ngày dông khoảng 10
6
Recommandé pour toi
Suite du document ci-dessous
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
10
PET Speaking visuals Hình thi nói PET part 3
D15qlmtcn
13
Life A2B1 Wordlist tiếng anh 1 đại học điện lực
D15qlmtcn
4
100% (10)
Dap an multiple choise - tiếng anh
D15qlmtcn
14
100% (1)
100% (1)
FRS Sample fastval
D15qlmtcn
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
100% (1)
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
ngày/ tháng, tháng nhiều dông nhất (tháng 5) quan sát được 12 15 ngày (Đà Nẵng 14
ngày/ tháng, Bồng Sơn 16 ngày/tháng ...), những tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối
mùa (tháng 10) dơng cịn ít, mỗi tháng ch gặp t 2 5 ngày dơng.
Phía Nam dun hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vào) là khu vực ít dơng nhất, thường ch
có trong tháng 5 số ngày dơng khoảng 10 ngày/tháng như Tuy Hồ 10 ngày/tháng, Nha
Trang 8 ngày/tháng, Phan Thiết 13 ngày/tháng.
Ở miền Nam khu vực nhiều dông nhất ở đồng bằng Nam Bộ từ 120 140 ngày/năm, như
ở thành phố Hồ Chí Minh 138 ngày/năm, Hà Tiên 129 ngày/ năm. Mùa dông ở miền Nam
dài hơn mùa dơng ở miền Bắc đó là t tháng 4 đến tháng 11 tr tháng đầu mùa (tháng 4) và
tháng cuối mùa (tháng 11) có số ngày dơng đều quan sát được trung bình có t 15 20
ngày/tháng, tháng 5 là tháng nhiều dông nhất trung bình gặp trên 20 ngày dơng/tháng như
ở thành phố Hồ Chí Minh 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày.
Ở khu vực Tây Nguyên mùa dông ngắn hơn và số lần dông cũng ít hơn, tháng nhiều dơng
nhất là tháng 5 cũng ch quan sát được khoảng 15 ngày dông ở Bắc Tây Nguyên, 10 12 ở
Nam Tây Nguyên, on Tum 14 ngày, Đà Lạt 10 ngày, PLâycu 17 ngày.
Ta thấy Việt Nam là nước phải chịu nhiều ảnh hưởng của dông sét, đây là điều bất lợi
cho H.T.Đ Việt nam, đòi hỏi ngành điện phải đầu tư nhiều vào các thiết bị chống sét. Đặc
biệt hơn nữa nó địi hỏi các nhà thiết kế phải chú trọng khi tính tốn thiết kế các cơng trình
điện sao cho HTĐ vận hành kinh tế, hiệu quả, đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy.
1.2. Ảnh hưởng của dông sét đến hệ thống điện vn.
Như đã trình bày ở phần trước biên độ dịng sét có thể đạt tới hàng trăm kA, đây là
nguồn sinh nhiệt vơ cùng lớn khi dịng điện sét đi qua vật nào đó. Thực tế đã có dây tiếp
địa do phần nối đất khơng tốt, khi bị dịng điện sét tác dụng đã bị nóng chảy và đứt, thậm
chí có những cách điện bằng sứ khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị vỡ và chảy ra như nhũ
thạch, phóng điện sét cịn kèm theo việc di chuyển trong khơng gian lượng điện tích lớn,
do đó tạo ra điện từ trường rất mạnh, đây là nguồn gây nhiễu loạn vô tuyến và các thiết bị
điện tử, ảnh hưởng của nó rất rộng, ở cả những nơi cách xa hàng trăm km.
Khi sét đánh thẳng vào đường dây hoặc xuống mặt đất gần đường dây sẽ sinh ra sóng
điện từ truyền theo dọc đường dây, gây nên quá điện áp tác dụng lên cách điện của đường
dây. Khi cách điện của đường dây bị phá hỏng sẽ gây nên ngắn mạch pha - đất hoặc ngắn
mạch pha – pha buộc các thiết bị bảo vệ đầu đường dây phải làm việc. Với những đường
dây truyền tải cơng suất lớn, khi máy cắt nhảy có thể gây mất ổn định cho hệ thống, nếu hệ
thống tự động ở các nhà máy điện làm việc khơng nhanh có thể dẫn đến rã lưới. Sóng sét
cịn có thể truyền từ đường dây vào trạm biến áp hoặc sét đánh thẳng vào trạm biến áp đều
gây nên phóng điện trên cách điện của trạm biến áp, điều này rất nguy hiểm vì nó tương
7
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
đương với việc ngắn mạch trên thanh góp và dẫn đến sự cố trầm trọng. Mặt khác, khi có
phóng điện sét vào trạm biến áp, nếu chống sét van ở đầu cực máy biến áp làm việc khơng
hiệu quả thì cách điện của máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vơ cùng lớn.
Qua đó ta thấy rằng sự cố do sét gây ra rất lớn, nó chiếm chủ yếu trong sự cố lưới điện,
vì vậy dơng sét là mối nguy hiểm lớn nhất đe doạ hoạt động của lưới điện.
Kết luận:
Sau khi nghiên cứu tình hình dơng sét ở Việt Nam và ảnh hưởng của dông sét tới hoạt
động của lưới điện. Ta thấy rằng việc tính tốn chống sét cho lưới điện và trạm biến áp là
rất cần thiết để nâng cao độ tin cậy trong vận hành lưới điện.
8
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT
CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 KV
2.1. Mở đầu
Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện đường dây và trạm biến áp là một thể thống nhất.
Trong đó trạm biến áp là một phần tử hết sức quan trọng, nó thực hiện nhiệm vụ truyền tải
và phân phối điện năng. Do đó khi các thiết bị của trạm bị sét đánh trực tiếp thì sẽ dẫn đến
những hậu quả rất nghiêm trọng không những chỉ làm hỏng đến các thiết bị trong trạm mà
cịn có thể dẫn đến việc ngừng cung cấp điện toàn bộ trong một thời gian dài làm ảnh hưởng
đến việc sản suất điện năng và các ngành kinh tế quốc dân khác. Do đó việc tính tốn bảo
vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp đặt ngồi trời là rất quan trọng. Qua đó ta có
thể đưa ra những phương án bảo vệ trạm một cách an toàn và kinh tế. Nhằm đảm bảo toàn
bộ thiết bị trong trạm được bảo vệ an toàn chống sét đánh trực tiếp.
Ngoài việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào các thiết bị trong trạm ta cũng phải chú
ý đến việc bảo vệ cho các đoạn đường dây gần trạm và đoạn đây dãn nối từ xà cuối cùng
của trạm ra cột đầu tiên của đường dây.
Do đó tùy từng trạm cụ thể mà ta thiết kế hệ thống chống sét phù hợp và đáp ứng nhu
cầu kỹ thuật cũng như kinh tế của trạm.
2.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống chống sét đánh thẳng
a) Tất cả các thiết bị bảo vệ cần phải được nằm trọn trong phạm vi an toàn của hệ thống
bảo vệ. Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt bằng trạm và các cấp điện áp mà hệ thống các cột thu
sét có thể được đặt trên các độ cao có sẵn của cơng trình như xà, cột đèn chiếu sáng... hoặc
được đặt độc lập.
- Khi đặt hệ thống cột thu sét trên bản thân cơng trình, sẽ tận dụng được độ cao vốn có
của cơng trình nên sẽ giảm được độ cao của hệ thống thu sét. Tuy nhiên điều kiện đặt hệ
thống thu sét trên các cơng trình mang điện là phải đảm bảo mức cách điện cao và trị số
điện trở tản của bộ phận nối đất bé.
+ Đối với trạm biến áp ngoài trời từ 110 kV trở lên do có cách điện cao (khoảng cách
các thiết bị đủ lớn và độ dài chuỗi sứ lớn) nên có thể đặt cột thu sét trên các kết cấu của
trạm. Tuy nhiên các trụ của kết cấu trên đó có đặt cột thu sét thì phải nối đất vào hệ thống
nối đất của trạm phân phối. Theo đường ngắn nhất và sao cho dòng điện is khuyếch tán vào
đất theo 3- 4 cọc nối đất. Ngoài ra ở mỗi trụ của kết cấu ấy phải có nối đất bổ sung để cải
thiện trị số điện trở nối đất nhằm đảm bảo điện trở không quá 4.
+ Nơi yếu nhất của trạm biến áp ngoài trời điện áp 110 kV trở lên là cuộn dây của
MBA. Vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ MBA thì yêu cầu khoảng cách giữa hai
điểm nối đất vào hệ thống nối đất của hệ thống thu sét và vỏ MBA theo đường điện phải
lớn hơn 15m.
- Khi đặt cách ly giữa hệ thống thu sét và cơng trình phải có khoảng cách nhất định,
nếu khoảng cách này q bé thì sẽ có phóng điện trong khơng khí và đất
9
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
b) Phần dẫn điện của hệ thống thu sét có phải có tiết diện đủ lớn để đảm bảo thoả
mãn điều kiện ổn định nhiệt khi có dịng điện sét đi qua.
2.3. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét và dây chống sét
2.3.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét:
a) Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập.
Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét là miền được giới hạn bởi mặt ngoài của hình
chóp trịn xoay có đường kính xác định bởi cơng thức.
1,6
𝑟𝑥 = ℎ𝑥 (ℎ − ℎ𝑥 )
( 2 – 1)
1+
ℎ
Trong đó:
h: độ cao cột thu sét
hx: độ cao vật cần bảo vệ
h- hx= ha: độ cao hiệu dụng cột thu sét
rx: bán kính của phạm vi bảo vệ
Để dễ dàng và thuận tiện trong tính tốn thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệ dạng
đơn giản hoá với đường sinh của hình chóp có dạng đường gãy khúc được biểu diễn
như hình vẽ 2-1 dưới đây.
Bán kính bảo vệ ở các mức cao khác nhau được tính tốn theo cơng thức sau.
2
+ Nếu hx ≤ h thì rx = 1,5.h.(13
2
ℎ𝑥
0,8.ℎ
+ Nếu hx > h thì rx = 0,75.h.(13
Chú ý:
ℎ𝑥
ℎ
)
(2 -2)
)
(2 -3)
a
0,2h
h
b
0,8h
c
a'
0,75h
1,5h
R
Hình 2- 1: Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét.
Các công thức trên chỉ đúng trong trường hợp cột thu sét cao dưới 30m. Hiệu quả
của cột thu sét cao quá 30m có giảm sút do độ cao định hướng của sét giữ hằng số. Có
10
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
thể dùng các cơng thức trên để tính phạm vi bảo vệ nhưng phải nhân với hệ số hiệu
5,5
chỉnh p. Với p = √ℎ và trên hình vẽ dùng các hoành độ 0,75hp và 1,5hp.
b) Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu sét.
Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét kết hợp thì lớn hơn nhiều so với tổng phạm vi bảo
vệ của hai cột đơn. Nhưng để hai cột thu sét có thể phối hợp được thì khoảng cách a giữa
hai cột thì phải thoả mãn điều kiện a < 7h (h là chiều cao của cột).
Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có cùng độ cao.
- Khi hai cột thu sét có cùng độ cao h đặt cách nhau khoảng cách a (a < 7h) thì độ
cao lớn nhất của khu v ực bảo vệ giữa hai cột thu sét ho được tính như sau:
𝑎
( 2 – 4)
ℎ𝑜 = h - 7
Sơ đồ phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có chiều cao bằng nhau.
R
0,2h
h
ho
0,75h
hx
1,5h
a
rx
r0x
Hình 2- 2: Phạm vi bảo vệ c ủa hai cột thu sét giống nhau.
Tính rox:
ℎ
2
( 2 – 5)
+ Nếu ℎ𝑥 ≤ 3 ℎ𝑜 thì 𝑟ox = 1,5 h𝑜 (1 0,8ℎ𝑥 )
+ Nế u ℎ 𝑥 ≥
2
3
ℎ𝑜 thì 𝑟ox = 0,75h𝑜 (1 -
𝑜
ℎ𝑥
ℎ𝑜
)
( 2– 6)
Chú ý:
Khi độ cao của cột thu sét vượt quá 30m thì ngoài các hiệu chỉnh như trong phần chú
ý của mục 1 thì cịn ph ải tính ho theo cơng thức:
𝑎
ℎ𝑜 = h ( 2– 7)
7𝑝
c) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
Giả sử có hai cột thu sét: cột 1 có chiều cao h1, cột 2 có chiều cao h2 và
h1 > h2. Hai cột cách nhau một khoảng là a.
Trước tiên vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao h 1, sau đó qua đỉnh cột thấp h2 vẽ đường
thẳng ngang gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ của cột cao tại điểm 3. Điểm này được
11
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
xem là đỉnh của cột thu sét giả định, nó sẽ cùng với cột thấp h2, hình thành đơi cột ở độ
cao bằng nhau và bằng h 2 với khoảng cách là a’. Phần còn lại giống phạm vi bảo vệ của
cột 1 với 𝑎′ = 𝑎 − 𝑥
1,6(ℎ1 −ℎ2 )
𝑥=
( 2 – 8)
ℎ2
1+ ℎ
1
1
3
2
0,2h2
h1
h2
ho
1,6h2
a'
0,75h2
x
0,75h1
1,6h1
a
Hình 2- 3: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét khác nhau.
d) Phạm vi bảo vệ của một nhóm cột ( số cột >2).
Một nhóm cột sẽ hình thành 1 đa giác và phạm vi bảo vệ được xác định bởi toàn bộ
miền đa giác và phần giới hạn bao ngoài giống như của từng đơi cột
rx
rx
rox
a
rox
a
c
rox
D
b
D
b
Hình 2- 4: Phạm vi bảo vệ của nhóm cột.
Vật có độ cao hx nằm trong đa giác hình thành bởi các cột thu sét sẽ được bảo vệ
nếu thoả mãn điều kiện:
D ≤8. ha = 8. (h - hx)
( 2 – 9)
Với D là đường tròn ngoại tiếp đa giác hình thành bởi các cột thu sét.
Chú ý: Khi độ cao của cột lớn hơn 30m thì điều kiện bảo vệ cần được hiệu chỉnh
theo p.
D ≤ 8.ha. p= 8. (h - hx).p
( 2 – 10)
2.3.2. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét:
a) Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét
Phạm vi bảo vệ của dây thu sét là một dải rộng. Chiều rông của phạm vi bảo vệ phụ
thuộc vào mức cao hx được biểu diễn như hình vẽ.
12
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
a
0,2h
b
h
0,8h
a'
c
0,6h
1,2h
2bx
Hình 2- 5: Phạm vi bảo vệ của một day thu sét.
Mặt cắt thẳng đứng theo phương vng góc với dây thu sét tương tự cột thu sét ta
có các hoành độ 0,6h và 1,2h.
ℎ
2
( 2- 11)
+ Nếu ℎ𝑥 ≤ ℎ𝑜 thì bx = 1,2. h.(1 - 𝑥 )
+ Nế u ℎ 𝑥 ≥
3
2
3
0,8ℎ
ℎ𝑥
ℎ𝑜 thì 𝑏𝑥 = 0,6.h.( 1 -
ℎ
)
( 2 - 12)
Chú ý: Khi độ cao của cột lớn hơn 30m thì điều kiện bảo vệ cần được hiệu chỉnh
theo p.
b) Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
Để phối hợp bảo vệ bằng hai dây thu sét thì khoảng cách giữa hai dây thu sét phải
thoả mãn điều kiện s < 4h.
Với khoảng cách s trên thì dây có thể bảo v ệ được các điểm có độ cao.
ℎ
( 2– 13)
ℎ𝑜 = h- 4
Phạm vi bảo vệ như hình vẽ.
R
0,2h
h
ho
0,6h
hx
1,2h
s
bx
Hình 2- 6: Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
13
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Phần ngoài của phạm vi bảo vệ giống của một dây còn phần bên trong được giới
hạn bởi vòng cung đi qua 3 điểm là hai điểm treo dây thu sét và điểm có độ caoℎ𝑜 =
𝑠
h- so với đất.
4
2.4. Mô tả trạm biến áp cần bảo vệ
Theo sơ đồ kết cấu của trạm, ta mới chỉ biết diện tích mặt bằng trong trạm mà
chưa biết vị trí của các thiết bị trong trạm. Vì vậy chỉ cần bố trí các cột thu sét sao
cho bảo vệ được phần diện tích mặt bằng có độ cao hx.
- Đối với phía 220 kV: hx = 16,5 m
-
Điện trở suất của đất: 𝜌 =76
Đường dây: dây chống sét là dây C-70
- Chiều dài khoảng vượt:
+ Đường dây 220 kv: l = 220 m
- Điện trở nối đất của cột điện đường dây: Rc= 10
-
Tổng diện tích trạm 94x204m2
Ta có sơ đồ bố trí của trạm điện 220/110 kV phía 220 kV:
2.5. Đề xuất phương án bố trí cột và dây chống sét cho trạm biến áp
- Các xà phía 220kV cao 16,5m.
14
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
- Khu vực chứa các xà phía 220kV có độ cao cần bảo vệ là hx = 16,5m
- Trình tự tính tốn:
+ Bước 1: Chọn vị trí đặt cột thu lơi.
+ Bước 2: Tính chiều cao hiệu dụng lớn nhất của từng phía ha max.
+ Bước 3: Tính chiều cao của cột thu lơi các phía: h = hx + ha max.
+ Bước 4: Tính và vẽ phạm vi bảo vệ và kiểm tra.
2.5.1. Phương án 1: Cột thu sét được đặt tại các vị trí đầu xà
+ Bước 1:
Trong phương án này, ta sử dụng 30 cột thu sét được bố trí trên mặt bằng trạm biến
áp như hình vẽ:
+ Bước 2: Tính chiều cao hiệu dụng của các cột thu lôi:
Do các cột thu lôi tạo thành lưới cột nên ta sẽ chia lưới cột thành các nhóm đa giác đỉnh
và tính độ cao hiệu dụng ha của từng nhóm cột theo điều kiện sau:
D≤8.(ha-hx)
Suy ra:
ha≥hx+
𝐷
8
Trong đó: D là đường kính của đường trịn ngoại tiếp đa giác đỉnh.
Xét nhóm cột 1-2-8-7 tạo thành hình chữ nhật:
a1-2 = 34 m ; b2-8 =17 m
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đường chéo là:
D = √342 + 172 = 38,01(m)
15
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Vậy độ cao hữu ích của cột thu lơi
38,01
ha ≥ 8 = 4,75 ( m)
Vậy độ cao hiệu dụng của cột thu sét là 4,75 m
Xét nhóm cột 13-14-20-19 tạo thành hình chữ nhật:
a = 34m ;
b =17 m
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đường chéo là:
D = √342 + 172 = 38,01 (m)
Vậy độ cao hữu ích của cột thu lơi
38,01
ha ≥
= 4,75( m)
8
Vậy độ cao hiệu dụng của cột thu sét là 4,75 m
Xét nhóm cột 3-4-10-9 tạo thành hình chữ nhật:
a = 17m ;
b =17 m
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đường chéo là:
D = √172 + 172 = 24,04 (m)
Vậy độ cao hữu ích của cột thu lơi
24,04
ha ≥ 8 = 3,005 ( m)
Vậy độ cao hiệu dụng của cột thu sét là 3,005 m
Xét nhóm cột 7-8-14-13 tạo thành hình chữ nhật:
a = 34 m ; b =17 m
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đường chéo là:
D = √342 + 172 = 39,96 (m)
Vậy độ cao hữu ích của cột thu lơi
39,96
ha ≥ 8 = 5,00 ( m)
Vậy độ cao hiệu dụng của cột thu sét là 5,00 m
16
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Các nhóm cịn lại tính tương tự ta có bảng tổng hợp kết quả sau:
Phía 220 kV
Chiều
dài (a)
Chiều
rộng(b)
Cạnh
huyền
(c)
Nửa chu
vi
D
ha
1-2-8-7
2-3-9-8
3-4-10-9
4-5-11-10
5-6-12-11
7-8-14-13
8-9-15-14
9-10-16-15
10-11-17-16
11-12-18-17
13-14-20-19
14-15-21-20
15-16-22-21
16-17-23-22
17-18-24-23
19-20-26-25
20-21-27-26
21-22-28-27
22-23-29-28
23-24-30-29
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
21,0
21,0
21,0
21,0
21,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
-
-
38,01
38,01
24,04
38,01
70,09
39,96
39,96
27,02
39,96
71,17
38,01
38,01
24,04
38,01
70,09
38,01
38,01
24,04
38,01
70,09
4,75
4,75
3,005
4,75
8,76
5,00
5,00
3,37
5,00
8,90
4,75
4,75
3,005
4,75
8,76
4,75
4,75
3,005
4,75
8,76
ha max
8,9
Nhận xét: Ta thấy chiều cao hiệu dụng lớn nhất của các nhóm cột này là:
ha-msx= 8,9
Do độ cao lớn nhất cần bảo vệ ở phía 220kV là hx =16,5 (m) nên chiều cao của các
nhóm cột thu sét là:
h = hx + ha-max = 16,5 + 8,9 = 25,4 (m)
Để thuận tiện cho việc thi công và tăng độ an toàn cho thiết bị ta nâng cột lên tới 27 m
17
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
+ Bước 3: Tính tốn phạm vi bảo vệ cột thu lôi
Ta chỉ xét phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên dọc theo đa giác đỉnh do phần diện
tích bên trong đã được bảo vệ. Chiều cao các cột thu sét đều nhỏ hơn 30m nên trong công
thức tính ta khơng cần nhân với hệ số hiệu chỉnh p.
Phạm vi bảo vệ của cột thu sét được bố trí như hình vẽ:
Phạm vi bảo vệ của từng cột riêng rẽ:
-
Trạm 220/110 kV được bảo vệ bởi 30 cột có chiều cao bằng nhau, vì thế ta
chỉ cần tính bán kính bảo vệ cho một cột, là cột 1.
Ta có: rx là bán kính bảo vệ của một cột
h = 21m là chiều cao của một cột thu lơi
hx = 11m là độ cao cơng trình cần bảo vệ
2
2
do hx = 16,5(m) < 3h = 3.27 = 18 (m)
Vậy bán kính bảo vệ của 1 cột thu lơi với độ cao cần bảo vệ hx = 16,5 m là:
rx =1,5.h.(1-
ℎ𝑥
0,8.ℎ
)=1,5.27.(1-
16,5
0,8.27
) = 9,56 (m)
Phạm vi bao vệ giữa các cặp cột:
+ Xét cặp cột (1,2): khoảng cách giữa 2 cột là 34 m
Ta có: h0 = h -
𝑎
7
34
= 27 - = 22,14 (m)
7
2
2
hx =16,5 (m) > 3 h0 = 3.22,14 = 14,76(m)
Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi (1-2) là:
r0x1-2 = 0,75.h0(1- h x ) = 0,75. 22,14.(1h0
+ Xét cặp cột (1-7): khoảng cách giữa 2 cột là 17 m
Ta có: h0 = h -
𝑎
7
= 27 -
2
17
7
16,5
22,14
) = 4,23 (m)
= 24,57 (m)
2
hx =16,5 (m) > h0 = .24,57 = 16,38 (m)
3
3
Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi (1-7) là:
r0x1-7 = 0,75.h0(1- h x ) = 0,75. 24,57.(1h0
16,5
24,57
) = 6,05 (m)
Phạm vi bảo vệ của 2 cột có độ cao bằng nhau và 2 cột có độ cao khác nhau:
18
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Phía
220kV
cột
1--2
2--3
3--4
4--5
5--6
1--7
6--12
13-19
18-24
19-25
24-30
25-26
26-27
27-28
28-29
29-30
7--13
12--18
h
27
a
34
34
17
34
68
17
17
17
17
17
ho
22,14
22,14
24,57
22,14
17,29
24,57
24,57
24,57
24,57
24,57
2/3ho
14,76
14,76
16,38
14,76
11,52
16,38
16,38
16,38
16,38
16,38
17
24,57
16,38
34
34
17
34
68
21
21
22,14
22,14
24,57
22,14
17,29
24,00
24,00
14,76
14,76
16,38
14,76
11,52
16,00
16,00
hx1
rox1
4,23
4,23
6,05
4,23
0,59
6,05
6,05
6,05
6,05
6,05
6,05
16,5
4,23
4,23
6,05
4,23
0,59
5,63
5,63
Ta có phạm vi bảo vệ của phương án 1 như hình vẽ:
Kết luận.
Phương án bảo vệ thỏa mãn yêu cầu đặt ra.
Tổng số cột là 30 cột, cao 27 m
Tổng chiều dài kim thu sét là : L1 = 30.(27-16,5) = 315 (m)
19
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
2.5.2. Phương án 2: ta thay đổi số lượng các cột thu sét
+ Bước 1: Ta bố trí 24 cột thu lơi ở các vị trí như hình vẽ sau:
- Chiều cao tính tốn bảo vệ cho trạm 220 kV là hx = 16,5 m
Sơ đồ bố trí cột được trình bày ở hình dưới.
+ Bước 2: Tính chiều cao hiệu dụng của các cột thu lôi:
Do các cột thu lôi tạo thành lưới cột nên ta sẽ chia lưới cột thành các nhóm đa giác đỉnh
và tính độ cao hiệu dụng ha của từng nhóm cột theo điều kiện sau:
𝐷
8
Trong đó: D là đường kính của đường trịn ngoại tiếp đa giác đỉnh.
ℎ𝑎 ≥
Tính tương tự phương án 1 ta có bảng tổng hợp kết quả sau:
20
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Phía 220 kV
Chiều
dài (a)
Chiều
rộng(b)
Cạnh
huyền
(c)
Nửa chu
vi
D
ha
ha max
1-2-8-7
2-3-9-8
3-4-10-9
4-5-11-10
5-6-12-11
7-8-14-13
8-9-15-14
9-10-16-15
10-11-17-16
11-12-18-17
13-14-20-19
14-15-21-20
15-16-22-21
16-17-23-22
17-18-24-23
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
34,0
34,0
17,0
34,0
68,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
21,0
21,0
21,0
21,0
21,0
34,0
34,0
34,0
34,0
34,0
-
-
38,01
38,01
38,01
38,01
70,09
39,96
39,96
27,02
39,96
71,17
48,08
48,08
38,01
48,08
76,03
4,75
4,75
4,75
4,75
8,76
5,00
5,00
3,38
5,00
8,90
6,01
6,01
4,75
6,01
9,50
9,50
Chọn độ cao tác dụng cho tồn trạm biến áp.
Sau khi tính tốn độ cao tác dụng chung cho các nhóm cột thu sét, ta chọn độ cao
tác dụng cho tồn trạm như sau:
- Phía 220kV có hamax = 9,5 m.
Độ cao lớn nhất cần bảo vệ hx = 16,5 m.
Do đó, độ cao các cột thu sét phía 220kV là:
h = ha + hx = 16,5 + 9,5= 26( m).
Vậy ta chọn h = 26,5 m
+ Bước 3: Tính tốn phạm vi bảo vệ cột thu lôi
Ta chỉ xét phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên dọc theo đa giác đỉnh do phần diện
tích bên trong đã được bảo vệ. Chiều cao các cột thu sét đều nhỏ hơn 30m nên trong cơng
thức tính ta khơng cần nhân với hệ số hiệu chỉnh p.
21
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Tương tự phương án 1 ta có phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét như sau:
Phía
220kV
Cột
a
ho
2/3ho
34
34
17
34
68
17
17
34
34
34
21,64
21,64
24,07
21,64
16,79
24,07
24,07
21,64
21,64
21,64
14,43
14,43
16,05
14,43
11,19
16,05
16,05
14,43
14,43
14,43
20-21
34
21,64
14,43
3,86
21--22
22-23
23-24
7--13
12--18
17
34
68
21
21
24,07
21,64
16,79
23,50
23,50
16,05
14,43
11,19
15,67
15,67
5,68
3,86
0,21
5,25
5,25
1--2
2--3
3--4
4--5
5--6
1--7
6--12
13-19
18-24
19-20
h
26,5
hx1
16,5
rox1
3,86
3,86
5,68
3,86
0,21
5,68
5,68
3,86
3,86
3,86
Ta có phạm vi bảo vệ của phương án 2 như hình vẽ:
Qua tính tốn ta thấy, sơ đồ bố trí cọc đảm bảo yêu cầu bảo vệ hết hệ thống thanh
góp cho trạm phía 220 kV.
22
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
Tổng chiều dài kim thu sét là:
𝐿1 = 24.(26,5-16,5) = 240 m
2.6. So sánh và tổng kết phương án
Về mặt kỹ thuật:
+ Phương án 1 đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật , và đảm bảo yêu cầu bảo vệ cho các
thiết bị trong trạm
+ Phương án 2 đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật , và đảm bảo yêu cầu bảo vệ cho các
thiết bị trong trạm
So sánh 2 phương án ta có bảng nhận xét:
Phương án
Yêu cầu kỹ thuật
Số cột
Chiều dài thép
I
Đạt yêu cầu
30
315
II
Đạt yêu cầu
24
240
Do phương án 2 có sử dụng số lượng thép làm cột ít hơn nên ta chọn phương án 2
làm phương án tính toán thiết kế chống sét cho trạm biến áp.
23
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66
CHƯƠNG III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
3.1. Mở đầu
Nối đất có nghĩa là nối các bộ phận bằng kim loại có nguy cơ tiếp xúc với dịng
điện do hư hỏng cách điện đến một hệ thống nối đất. Trong HTĐ có 3 loại nối đất khác
nhau:
Nối đất an tồn:
Nối đất an tồn có nhiệm vụ đảm bảo an tồn cho người khi cách điện của thiết bị
bị hư hỏng. Thực hiện nối đất an toàn bằng cách đem nối đất mọi bộ phân kim loại bình
thường khơng mang điện (vỏ máy, thùng máy biến áp, các giá đỡ kim loại …) Khi cách
điện bị hư hỏng trên các bộ phận này sẽ xuất hiện điện thế nhưng do đã được nối đất
nên mức điện thế thấp. Do đó đảm bảo an toàn cho người khi tiếp xúc với chúng.
Nối đất làm việc:
Nối đất làm việc có nhiệm vụ đảm bảo sự làm việc bình thường của thiết bị hoặc
một số bộ phận của thiết bị làm việc theo chế độ đã được quy định sẵn. Loại nối đất
này bao gồm: Nối đất điểm trung tính MBA trong HTĐ có điểm trung tính nối đất, nối
đất của MBA đo lường và của các kháng điện bù ngang trên các đường dây tải điện đi
xa.
Nối đất chống sét:
Nhiệm vụ của nối đất chống sét là tản dòng điện sét trong đất (khi có sét đánh vào
cột thu sét hoặc trên đường dây) để giữ cho điện thế tại mọi điểm trên thân cột khơng
q lớn… do đó cần hạn chế các phóng điện ngược trên các cơng trình cần bảo vệ.
3.2. Các yêu cầu kĩ thuật
* Bộ phận nối đất có trị số điện trở tản càng bé càng tốt. Tuy nhiên việc giảm thấp
điện trở tản đòi hỏi phải tốn nhiều kim loại và khối lượng thi cơng. Do đó việc xác định
tiêu chuẩn nối đất và lựa chọn phương án nối đất phải sao cho hợp lý về mặt kinh tế và
đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật.
* Trị số điện trở nối đất cho phép của nối đất an toàn được chọn sao cho các trị số
điện áp bước và tiếp xúc trong mọi trường hợp đều không vượt qua giới hạn cho phép.
Theo quy trình hiện hành tiêu chuẩn nối đất được quy định như sau:
- Đối với thiết bị điện có điểm trung tính trực tiếp nối đất (dòng ngắn mạch chạm
đất lớn) trị số điện trở nối đất cho phép là:𝑅 ≤ 0,5 Ω.
- Đối với thiết bị điện có điểm trung tính cách điện (dịng ngắn mạch chạm đất bé)
thì:
250
(3 – 1)
𝑅 ≤ (𝛺)
𝐼𝑡𝑡
Nếu chỉ dùng cho các thiết bị cao áp
125
𝑅 ≤ (𝛺)
𝐼𝑡𝑡
(3 – 2)
Nếu dùng cho cả cao áp và hạ áp
-Trong các nhà máy điện và trạm biến áp, nối đất làm việc và nối đất an toàn ở các
cấp điện áp khác thường được nối thành hệ thống chung. Khi nối thành hệ thống chung
phải đạt được yêu cầu của loại nối đất nào có trỉ số điện trở nối đất cho phép bé nhất.
-Trong khi thực hiện nối đất, cần tận dụng các hình thức nối đất có sẵn ví dụ như các
đường ống và các kết cấu kim loại của cơng trình chơn trong đất, móng bê tơng cốt
24
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
