Tính toán thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho phân xưởng cơ khí của công ty cổ phần than núi béo

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 124 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b><small>UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG</small></b>

<b><small>CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM</small></b><i><b><small> Độc lập – Tự do – Hạnh phúc</small></b></i>

<b>NHIỆM VỤĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP</b>

Họ và tên sinh viên: Lương Văn Tiến Số hiệu sinh viên: 135510301092Khóa: K16 Khoa/Viện: Điện – Cơ Ngành: Điện Công nghiệp và Dân dụng1. Đầu đề thiết kế:<b>“Tính tốn thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho Phân xưởng Cơ khí của Cơngty cơt phần than Núi Béo”</b>...

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:...

7. Ngày hoàn thành đồ án: ...

<b>Trưởng bộ môn</b><i>( Ký, ghi rõ họ, tên)</i>Ngày …… tháng …… năm ...

<b>Cán bộ hướng dẫn</b><i>( Ký, ghi rõ họ, tên) </i>

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày … tháng … năm 2019

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Ngày … tháng … năm 2019

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>Cán bộ hướng dẫn chính</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP</b>

1. Đánh giá chất lượng của đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệuban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyếtminh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.

Ngày … tháng … năm 2019

<b> Người chấm phản biện</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>LỜI CAM ĐOAN</b>

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: ‘‘TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆTHỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ CỦA CÔNG TY

Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danhmục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếuphát hiện có sự sao chép em xin chịu hồn tồn trách nhiệm.

<i>Hải Phịng, ngày tháng năm 2019</i>

Sinh viên thực hiện

Lương Văn Tiến

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>TỔNG QUAN VỀ CHỐNG SÉT VÀ TIẾP ĐỊA BẢO VỆ...1</b>

<b>1.1. Ý nghĩa của việc tính tốn thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ thiếtbị điện...1</b>

<b>1.1.1. Nguyên nhân hình thành sét...1</b>

<b>1.2. Phân loại thiết bị điện cần bảo vệ...6</b>

<b>1.3. Những yêu cầu khi thiết kế tính tốn thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ thiết bị điện...8</b>

<b>1.4. Các phương pháp tính toán thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ.101.4.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu lôi...10</b>

<b>1.4.2. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các công trình dài...14</b>

<b>1.5. Các bước tính tốn thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ thiết bị điện...16</b>

<b>CHƯƠNG 2...18</b>

<b>PHÂN LOẠI PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ TIẾP ĐỊA BẢO VỆ CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO...18</b>

<b>2.1. Giới thiệu sơ bộ về cơng ty...18</b>

<b>2.2. Tổng quan về cơng trình cần thiết kế hệ thống chống sét...20</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>2.2.2. Tổng hợp, phân loại các phụ tải của hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ</b>

<b>3.1.12. Tính tốn chống sét cho Kho gỗ xẻ...85</b>

<b>3.1.13. Tính toán chống sét Khu vực để xe đạp – xe máy...88</b>

<b>3.1.14. Tính tốn chống sét cho Trạm oxy...89</b>

3.2. Tính tốn chống sét và tiếp địa bảo vệ cho các trạm biến áp...91

<b>3.2.1. Chống sét cho 3 cột đặt tại đầu trạm độ cao cần bảo vệ là 14m...92</b>

<b>3.2.2. Chống sét cho các trạm...92</b>

<b>3.2.3. Sơ đồ nối hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ...95</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hình1.1. Cấu tạo mây dơng...2

Hình 1.2. Các giai đoạn phóng điện sét và biến...4

Hình 1.3. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi độc lập...11

Hình 1.4. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lơi cùng độ cao...12

Hình 1.5. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lơi khơng cùng độ cao...13

Hình 1.6. Mặt bằng của phạm vi bảo vệ ở mức cao <i><small>hx</small></i>...14

Hình 1.7. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét...15

Hình 1.8. Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét...15

Hình 2.1. Cơng trình thi cơng ban đầu...18

Hình 2.2. Hình ảnh những cán bộ cơng ty...19

Hình 2.3. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí của Cơng ty Cổ phần than Núi Béo..20

Hình 3.1. Bản vẽ Bến xe ơ tơ chở cơng nhân...25

Hình 3.2. Bản vẽ Nhà hành chính thí nghiệm...28

Hình 3.3. Bản vẽ nhà sinh hoạt...36

Hình 3.4. Bản vẽ Nhà sản xuất chính và càu can lộ thiên...44

Hình 3.5. Bản vẽ Phân xưởng đúc và gia cơng gỗ...59

Hình 3.6. Bản vẽ Trạm chi phối nhiên liệu...70

Hình 3.7. Bản vẽ Trạm nhiên liệu xăng dầu...72

Hình 3.8. Bản vẽ chống sét cho Gara ơ tơ...76

Hình 3.9. Bản vẽ chống sét cho Lị hơi và kho than...80

Hình 3.10. Bản vẽ chống sét cho Kho phế liệu...82

Hình 3.16. Sơ đồ đẳng trị của nối đất...101

Hình 3.17. Sơ đồ thay thế của nối đất...101

Hình 3.18. Sơ đồ nối đất bổ sung thanh-cọc...103

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Năng lượng nói chung và điện năng nói riêng ln đóng một vai trị then chốttrong sự phát triển của mỗi quốc gia. Trong hệ thống điện, tính ổn định và tính liêntục cung cấp điện được đặt lên hàng đầu. Tính tốn thiết kế chống sét cho phânxưởng , trạm biến áp và đường dây tải điện cũng nhằm thực hiện mục đích ấy, đặchbiệt điều đó cịn trở nên quan trọng hơn khi nước ta nằm trong vùng có mật độ dơngsét cao. Sau một thời gian tìm hiểu và cố gắng em đã hồn thành xong đồ án tốt

<b>nghiệp với để tài: “ Tính toán thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho Phân xưởng</b>

<b>Cơ khí của Cơng ty cổ phần Than Núi Béo”. Với những kiến thức được học, cùng</b>

thành bản đồ án. Tuy nhiên, bản đồ án khơng thể tránh khỏi những sai sót. Em mongnhận được sự chỉ dẫn của các thầy cơ để em hồn thiện kiến thức phục vụ trong côngtác sau khi ra trường.

Em xin gửi lời kính chúc sức khỏe và lời cảm ơn chân thành tới các thầy côtrong khoa!

Hải Phòng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiên

Lương Văn Tiến

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>CHƯƠNG I</b>

<b>TỔNG QUAN VỀ CHỐNG SÉT VÀ TIẾP ĐỊA BẢO VỆ</b>

<b>1.1. Ý nghĩa của việc tính tốn thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ thiết bị điện </b>

<b>1.1.1. Ngun nhân hình thành sét</b>

Dơng sét có tác hại nghiêm trọng đến cơ sở vật chất và con người. Có thể hiểunơm na rằng sét là sự phóng điện giữa đám mây dơng và một điểm nào đó trên mặtđất khi điện trường khí quyển đạt đến một giá trị tới hạn. Việt Nam thuộc vùng khíhậu nhiệt đới nên dịng điện sét thường rất lớn khoảng 30kA, do đó nếu một cơngtrình nào đó bị sét đánh thì phần kiến trúc của cơng trình đó có thể bị phá vỡ do ảnhhưởng của áp suất và nhiệt độ phát tán cao, các thiết bị điện trong cơng trình có thể bịhỏng do trường điện từ của dịng sét cảm ứng và con người có thể bị tổn thương nếuở gần điểm phóng điện sét.

Dơng là hiện tượng khí quyển liên quan với sự phát triển mạnh mẽ của đối lưunhiệt và các nhiễu động khí quyển, nó thường xảy ra vào mùa hè là thời điểm mà sựtrao đổi nhiệt giữa mặt đất và khơng khí rất lớn. Những luồng khơng khí nóng mangtheo hơi nước bay lên đến một độ cao nào đấy và nguội dần, lúc đó hơi nước tạothành những giọt nước nhỏ hay gọi là tinh thể băng chúng tích tụ trong không giandưới dạng những đám mây. Trái đất càng bị nóng thì khơng khí nóng càng bay lêncao hơn, mây càng dày hơn đến một lúc nào đó thì các tinh thể băng trong mây sẽ lớndần và rơi xuống thành mưa. Mây càng dày thì màu của nó càng đen hơn. Sự va chạmcủa các luồng khí nóng đi lên và các tinh thể băng đi xuống trong đám mây sẽ làmxuất hiện các điện tích mà ta gọi là đám mây bị phân cực điện hay đám mây tích điện.Các phần tử điện tích âm có khối lượng lớn nên nằm dưới đáy đám mây còn các phầntử điện tích dương nhẹ hơn nên bị đẩy lên phần trên của đám mây. Như vậy trong bảnthân đám mây đã hình thành một điện trường cục bộ của một lưỡng cực điện và dướitác dụng của điện trường cục bộ này các phần tử sẽ di chuyển nhanh hơn, điện tích

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

được tạo ra nhiều hơn và điện trường càng mạnh hơn. Quá trình này tiếp diễn cho đếnlúc điện trường đạt giá trị tới hạn và gây ra phóng điện nội bộ trong đám mây mà tagọi là chớp.

Hình1.1. Cấu tạo mây dông

<b>1.1.2. Các giai đoạn của séta. Giai đoạn phóng tia tiên đạo:</b>

Ban đầu xuất phát từ mây giông một tia tiên đạo sáng mờ, phát triển thành

của mây giông tràn vào kênh và phân bồ tương đối đều dọc theo chiều dài của nó.Thời gian phát triển của tia tiên đạo mồi đợt kéo dài trung bình khoảng 1 ns.Thời gian tạm ngưng phát triển giừa 2 đợt khoẩns 30 – 90 ns.

Đường đi của tia tiên đạo trong thời gian này không phụ thuộc vào tình trạng mặt đất và các vật trên mặt đất, do đó nó gần như hướng thắng về phía mặt đất. Cho đến khi tia tiên đạo đạt đến độ cao định hướng thì mới bị ảnh hưởng bởi các vùng điện tích tập trung dưới mặt đất.

<b>b. Giai đoạn hình thành khu vực ion hóa:</b>

Dưới tác dụng của điện trường tạo nên bởi điện tích của mây dơng và điện tíchtrong kênh tiên đạo, sẽ có sự tập trung điện tích trái dấu trên vùng mặt đất phía dướiđám mây dơng. Nếu vùng đất phía dưới có điện dẫn đồng nhất thì nơi điện tích tậptrung sè nằm trực tiếp dưđi kênh tiên đạo, nếu vùng đất phía dưới có điện dẫn khácnhau thì điện tích chủ yếu tập trung ổ vùng kế cận nơi có điện dẫn cao như vùng

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

quặng kim loại, vùng đất ẩm. ao hồ, sơng ngịi, vùng nước ngầm, kết cấu kim loại cáctòa nhà cao tầng, cột điện, cây cao bị ướt trong mưa... chính các vùng điện tích tậptrung này sẽ định hướng phát triển của tia tiên đạo hướng xuống khi nó đạt đến độcao định hướng, tia tiên đạo sẽ phát triển theo hướng có điện trường lớn nhất. Do đócác vùng tập trung điện tích sẽ là nơi sét đánh vào.

Ở những vật dẫn có độ cao như các nhà cao tầng, cột angten các đài phát thì từđỉnh của nó nơi các diện tích trái dấu tập trung nhiều cũng sẽ đồng thời xuất hiệndòng tiên đạo phát triển hướng lên đám mây giông. Chiều dài của kênh tiên đạo từdưới lên này tăng theo độ cao của vật dẫn và tạo điều kiện dễ dàng cho sự định hướngcủa sét vào vật dẫn đó.

Người ta lợi dụng tính chất chọn của sét để bảo vệ chống sét đánh thẳng chocác cơng trình bằng cách dùng các thanh kim loại hay dây thu sét bằng kim loại đượcnối đất tốt, đặt cao hơn cơng trình cần bảo vệ để hướng sét đánh vào đó mà khơngphóng vào cơng trình.

Khi tia tiên đạo hướng xuống gần mặt đất hay tia tiên đạo hướng lên. thì trongkhoảng cách khí ở giữa do cường độ điện trường tăng cao gây lên ion hóa mãnh liệt,dẫn đến sự hình thành một dịng plasma có mật độ điện tích cao hơn nhiều so với mậtđộ điện tích của tia tiên đạo, điện dẫn của nó tăng lên hàng trăm lần.

<b>c. Giai đoạn phóng điện ngược:</b>

Do điện dẫn của nó tăng cao như vậy nên điên tích cảm ứng tràn vào dịngngược mang điện thế của đất làm cho cường độ trường đầu dòng tăng lên gây ion hóa

triển ngược lên trên theo đường dọn sẵn bởi kênh tiên đạo. Đây là sự phóng điệnngược hay phóng điện chủ yếu. Vì mật độ điện tích cao đốt nóng mãnh liệt cho nêntia phóng điện chủ yếu sáng chói (đó chính là chớp).

s tức là nhanh gấp trên trăm lần tốc độ phát triển của kênh tiên đạo. Khi kênh phóngđiện chủ yếu lên tối đám mây thì số điện tích cịn lại của đám mây sê theo kênhphóng điện chạy xuống đất và tạo nên dịng điện có trị số nhất định.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Kết quả quan trấc cho thấy rằng: phóng điện sét thường xảy ra nhiều lẩnkế tiếp nhau trung bình là 3 lần. Các lần phóng điện sau có dịng tiên đạo pháttriển liên tục ( khơng phải từng đợt như lần đầu ), không phân nhánh và theo

được giải thích: đám mây giơng có thể có nhiều trung tâm điện tích khác nhauhình thành do các dịng khơng khí xốy trong mây. Lần phóng điện đầu tiên dĩnhiên sẽ xảy ra giữa đất và trung tâm điện tích có cường độ điện trường caonhất. Trong giai đoạn phóng điện tiên đạo thì hiệu điện thế giữa các trung tâmnày với các trung tâm khác không thay đổi và ít có ảnh hưởng qua lại. Nhưngkhi kênh phóng điện chủ yếu đã lên đến mây thì trung tâm điện tích đầu tiêncủa đám mây thực tế mang điện thế của đất, điều này làm cho hiệu thế giữatrung tâm điện tích đã phóng tới trung tâm điện thế lân cận tăng lên và có thểdẫn đến phóng điện giữa chúng với nhau. Trong khi đó thì kênh phóng điện cũvẫn còn một điện dẫn nhất định do sự khử ion chưa hồn tồn, nên phóng điệntiên đạo lần sau theo đúng quỹ đạo đó, liên tục và với tốc độ lớn hơn lần đầu.

Hình 1.2. Các giai đoạn phóng điện sét và biến

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Ở đây chúng ta cần phân biệt các loại sét khác nhau như sét đánh trực tiếp, sétđánh gián tiếp, sét cảm ứng.

- Sét đánh trực tiếp là sét đánh thẳng vào nhà cửa cơng trình hoặc đánh vào bồnnước kim loại hay trụ anten nằm trên cơng trình đó, đánh vào cây cối, đánh vào ngườiđang di chuyển khi đang có dơng ...Đây là loại sét nguy hiểm nhất vì nó có thể gâythiệt hại nặng nề cho cơng trình hoặc gây chết người.

- Sét đánh gián tiếp là sét đánh vào đường dây điện thoại, đường dây tải điệncao thế hoặc hạ thế ở một nơi nào đó rồi theo đường dây truyền vào cơng trình làmhư hỏng thiết bị điện đang sử dụng. Chúng ta thường thấy hiện tượng bóng đèn, điệnthoại, TV, tủ lạnh .... bị cháy hoặc người đang gọi điện thoại bị điện giật mạnh saumột cơn dông sét tất cả là do ảnh hưởng của loại sét này.

- Sét cảm ứng bao gồm cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ. Sét cảm ứngtĩnh điện thường chỉ nguy hiểm cho các cơng trình có chứa chất dễ cháy nổ như xăngdầu, khí đốt do tác động của phóng điện thứ cấp cịn sét cảm ứng điện từ chỉ nguyhiểm đối với các thiết bị hiện đại dùng các linh kiện điện tử nhạy với xung điện trongcác cơng trình bưu điện, viễn thơng, phát thanh truyền hình. Một hệ thống chống séthoàn chỉnh phải thể hiện đầy đủ các nội dung chống sét nói trên, tuy nhiên đối với đasố các hộ gia đình người ta thường chỉ quan tâm đến việc chống sét đánh trực tiếp.

- Khi các thiết bị điện trong trạm biến áp bị sét đánh trực tiếp thì sẽ đưa đếncác hậu quả nghiêm trọng: gây nên hư hỏng các thiết bị điện, dẫn đến việc ngừngcung cấp điện toàn bộ trong một thời gian dài làm ảnh hưởng đến việc sản xuất điệnnăng và làm ảnh hưởng đến các ngành kinh tế quốc dân khác.

Đối với nhà máy điện và các trạm biến áp ngoài việc bảo vệ chống sét đánhtrực tiếp vào thiết bị điện cần phải chú ý bảo vệ các cơng trình khác như:

- Đoạn dây nối từ xà cuối của trạm ra cột đầu tiên của đường dây.- Đoạn dây dẫn hay thanh dẫn nối máy phát điện và máy biến áp.

- Gian máy của các loại nhà máy điện kiểu hở, các thiết bị thu đựng khí Hidrongồi trời, các thiết bị chứa dung dịch điện phân ngoài trời.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Đối với các cơng trình dễ cháy nổ thì khơng những cần bảo vệ chống sétđánh trực tiếp mà phải đề phòng sự phát sinh tia lửa do điện áp gây nên, vì vậy khitiến hành thiết kế bảo vệ đối với phần này cần nghiên cứu thêm qui trình đối với cáccơng trình dễ cháy nổ.

Để bảo vệ sét đánh trực tiếp ở các nhà máy điện và trạm biến áp thườngdùng các cột thu lôi hay dây chống sét. Các cột thu lơi có thể được đặt độc lập hoặctrong các điều kiện cho phép có thể đặt trên các kết cấu của trạm, nhà máy.

Thông thường để giảm vốn đầu tư và cũng là để tận dụng độ cao ở các trạmbiến áp và nhà máy điện người ta cố gắng đặt các cột thu lôi trên các kết cấu trongtrạm, trên các cột đèn pha dùng để chiếu sáng, trên mái nhà … Cột thu lôi độc lậpthường đắt hơn nên chỉ dùng khi không tận dụng được độ cao khác.

Nếu đặt cột thu lôi trên các kết cấu của trạm phân phối điện ngoài trời vàdùng dây chống sét để bảo vệ cho đoạn dây dẫn nối từ xà cuối của trạm đến cột đầutiên của đường dây vì chúng sẽ được nối đất chung vào hệ thống nối đất của trạm. Vìvậy khi sét đánh vào dây thu lôi hay vào dây chống sét thì tồn bộ dịng điện sét sẽ đivào hệ thống nối đất của trạm và làm tăng thế của các thiết bị được nối đất chungvới hệ thống nối đất của trạm. Độ tăng đó lớn thì có thể gây nên nguy hiểm cho cácthiết bị ấy, do vậy chỉ trong điều kiện cho phép mới được đặt cột thu lơi trên các cơngtrình trong trạm hoặc dùng dây chống sét ở trong trạm.

Khi thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp và nhà máy điện ngoài cácyêu cầu kỹ thuật còn phải chú ý đến các mặt kinh tế và mỹ thuật.

<b>1.2. Phân loại thiết bị điện cần bảo vệ </b>

- Thiết bị chống sét tia tiên đạo loại : hãng CIRPROTEC 760 - Kẹp cáp: 205mm

- Bộ ghép nối inox 1.0M×D42×3MM:- Đai cố định cáp

- Chân trụ đỡ: 600mm

- Bulong EcuD20 định vị chân trụ đỡ

- Chụp đầu chân trụ đỡ vào cột thép mạ kẽm liên kết bằng ốc hãm D20

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

- Cột thép mạ kẽm cao 14 mét - Hộp kiểm tra tiếp địa

- Hệ thống nối đất chống sét ( RND 100m)- Cốt san nền

- Cọc thép mạ đồng D14 dài 24m- Bộ kẹp tiếp đất bằng đồng đặc chủng - Băng đồng tiếp đất 25×3mm

Trong đó mặt cắt M-M chi tiết chân trụ đỡ gồm:- Cột thép mạ kẽm 14 mét

- Mặt bích tam giác dây 180×120×6mm

- Chụp đầu chân trụ đỡ D140 vào cột thép mạ kẽm liên kết cột thép cao 14m đường kính trong 121 m đường kính ngồi 140 m

Trong đó hộp tiếp địa gồm:- Nút mở cửa hộp

- Hộp sắt sơn tĩnh điện

- Bulong, ecu đầu cốt đồng M70Mặt cắt kết cấu một cực tiếp đất Đất được nén chặt

Đất lẫn cát, sỏi, đất sét , cốt san nền Băng đồng tiếp đất 25×3MM

Cọc thép mạ đồng D14 dài 24mMặt bằng rãnh tiếp đất

Cọc thép mạ đồng D14 dài 24m

Băng đồng tiếp đất 25×3mm

Bộ kẹp tiếp đất bằng đồng đặc chủng

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>1.3. Những yêu cầu khi thiết kế tính toán thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ thiết bị điện</b>

- Đối với các trạm phân phối ngồi trời từ 110 kV trở lên do có mức cách điện cao nên có thể đặt cột thu lôi trên kết cấu của trạm phân phối. Các trụ của các kết cấu

vào trong đất theo 3 đến 4 thanh cái của hệ thống nối đất. Ngoài ra ở mỗi trụ của kết cấu ấy phải có nối đất bổ sung để cải thiện trị số của điện trở nối đất.

- Nơi yếu nhất của trạm phân phối ngoài trời điện áp 110 kV là cuộn dây củamáy biến áp, vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầukhoảng cách giữa 2 điểm nối vào hệ thống nối đất của cột thu lôi và vỏ máy biến áptheo đường điện phải lớn hơn 5 m.

- Khi bố trí cột thu lơi trên xà của trạm phân phối ngoài trời 110 kV trở lênphải thực hiện các yêu cầu sau:

+ Ở chỗ nối các kết cấu trên có đặt cột thu lơi vào hệ thống nối đất cần phải cónối đất bổ sung (dùng nối đất tập trung) nhằm đảm bảo điện trở khuếch tán khơngđược q 4Ω (ứng với dịng điện tần số cơng nghiệp).

+ Khoảng cách trong khơng khí giữa kết cấu của trạm trên có đặt cột thu lơi vàbộ phận mang điện không được bé hơn chiều dài của chuỗi sứ.

- Có thể nối cột thu lơi độc lập vào hệ thống nối đất của trạm phân phối cấpđiện áp 110 kV nếu như các yêu cầu trên được thực hiện.

- Khi dùng cột thu lôi độc lập phải chú ý đến khoảng cách giữa cột thu lôi đếncác bộ phận của trạm để tránh khả năng phóng điện từ cột thu lôi đến vật được bảovệ.

- Khi dùng cột đèn chiếu sáng để làm giá đỡ cho cột thu lôi phải cho dây dẫnđiện đến đèn vào ống chì và chơn vào trong đất.

- Để đảm bảo về mặt cơ tính và để chống ăn mịn cần phải theo đúng qui địnhvề loại vật liệu, tiết diện dây dẫn dùng trên mặt đất và dưới đất:

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Loại vật liệu <sup>Dây dẫn dòng điện</sup>sét

Dây dẫn dòngđiện

Thép dẹt mạkẽm

dùngThanh đồng

Thanh đồngdẹt

Dây đồngxoắn

dùngThanh nhôm

dùngBảng 1.1. Thông số vật liệu

Đối với các cơng trình tập trung như nhà máy, xí nghiệp, trạm điện, trạmbiến áp…thường được thực hiện bằng cột thu lôi. Trong những điều kiện cho phépnên tận dụng các độ cao của các cơng trình trong trạm như các xà để làm giá đỡ chocột thu lơi. Ví dụ đối với các trạm biến áp 110 kV trở lên thì cột thu lơi thường đặttrên các xà và để nối cột thu lôi với hệ thống nối đất thì dùng ngay xà ấy nếu là xà sắthay dùng cốt sắt ở bên trong nếu là cột bê tông cốt sắt.

Đối với cột thu lôi độc lập nếu:

+ Độ cao h của cột thu lơi khơng q 20 m thì dùng các ống kim loại ghép lại.

Nhưng kinh tế nhất là dùng cột thu lơi có giá đỡ bằng gỗ nếu như độ cao h củacột thu lôi không quá 20 m và giá đỡ bằng cột bê tông cốt thép đối với cột thu lôi caoquá 20 m, khi đó nên tận dụng cốt thép của cột làm dây dẫn dòng điện sét từ phần thusét đến hệ thống nối đất. Trong trường hợp dùng giá đỡ bằng gỗ phải dùng dây dẫnriêng đặt dọc theo giá đỡ.

Cột thu lôi được thiết kế để làm việc ở trạng thái tự do không được làm việc ởtrạng thái căng. Khi chọn tiết diện các phần tử của cột thu lôi dựa trên sự phát nóngcủa chúng và trong trong tính tốn có thể bỏ qua sự tản nhiệt ra mơi trường xungquanh.

Kích thước tiêu chuẩn của một số loại kim thu sét:

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Chiều cao có ích h<small>a</small>

Đường kính nhỏ nhất(mm)

Bảng 2.1. Chiều cao của kim loại thu sét

<b>1.4. Các phương pháp tính tốn thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ</b>

Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi độc lập là miền được giới hạn bởi mặtngồi hình chóp trịn xoay có đường kính xác định bởi phương trình :

Để dễ dàng thuận tiện trong tính tốn thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệdạng đơn giản hóa, được tính theo cơng thức sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Chú ý: các công thức trên chỉ đúng khi cột thu lôi cao dưới 30 m. Hiệu quả củacột thu lơi cao q 30 m có giảm sút do độ cao định hướng của sét giữ hằng số. Cóthể dùng các cơng thức trên để tính phạm vi bảo vệ nhưng phải hiệu chỉnh kết quảbằng cách nhân với hệ số hiệu chỉnh p = và trên hình vẽ dùng các hồnh độ 0,75hpvà 1,5hp.

- Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi: Phạm vi bảo vệ của hai haynhiều cột thu lôi lớn hơn nhiều so với phạm vi bảo vệ của 2 hay nhiều cột đơn cộnglại. Để hai cột thu lơi có thể phối hợp được thì khoảng cách a giữa chúng phải thỏamãn điều kiện a < 7h.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Khi hai cột thu lơi có cùng độ cao h đặt cách nhau khoảng cách a (a < 7h) thì

Hình 1.4. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi cùng độ cao

Các phần bên ngồi giống như các trường hợp một cột cịn phần bên trong

mặt cắt thẳng đứng theo mặt phẳng vuông góc đặt giữa hai cột của phạm vi bảo vệ

bảo vệ của các mức cao khác nhau (hình 2-2).

Khi độ cao vượt quá 30 m cũng có các hiệu chỉnh tương tự như trên và độ cao

- Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu lôi không cùng độ cao:

Cách vẽ phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét có chiều cao khác nhau được trìnhbày như hình (1.3). Trước tiên ta vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao sau đó qua đỉnh cột

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

thấp vẽ đường thẳng ngang gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3điểm này được xem là đỉnh cột thu sét giả định, nó sẽ cùng với cột thấp hình thànhđơi cột có độ cao bằng nhau với khoảng cách a’.

bên trong đa giác hình thành bởi các cột thu lôi mà chỉ kiểm tra điều kiện an tồn. Vật

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Trong đó:

D: là đường kính vịng trịn ngoại tiếp đa giác hình thành bởi các cột thu lôi.

- Dùng 3 cột thu sét, D được xác định theo công thức :

<b>1.4.2. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các cơng trình dài</b>

Cơng trình dài là các cơng trình nằm trải dài trên một phạm vi hẹp nhưng rấtdài như cầu, đường dây tải điện…Các cơng trình này được bảo vệ chống sét đánh

thẳng đứng theo phương vng góc với dây thu sét của phạm vi bảo vệ được xác địnhtương tự như của cột thu sét có các hồnh độ 0,6h và 1,2h. Chiều rộng của phạm vi

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Hình 1.7. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét

Do nửa chiều rộng của khu vực có xác suất 100% phóng điện vào dây thusét B=2h nên khi dùng 2 dây đặt cách nhau s=4h thì mọi điểm trên mặt đất nằm giữahai dây này sẽ được bảo vệ an tồn và nếu khoảng cách s<4h thì có thể bảo vệ cho

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Dây thu sét thường được dùng để bảo vệ chống sét cho đường dây điện caoáp. Vì độ treo cao trung bình của dây dẫn thường lớn hơn 2/3 độ treo cao của dây thu

giữa đường thẳng đứng và đường thẳng nối liền dây thu sét và dây dẫn.

Hình 1.9. Dùng dây chống sét để bảo vệ đường dây cao áp

<b>1.5. Các bước tính tốn thiết kế hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ thiết bị điện</b>

- Độ dốc của dòng điện sét 30 kA/μs.s.

- Xem xét toàn bộ các cột thu lơi ở những vị trí đã chọn.

tiếp tam giác qua 3 đỉnh cột (hoặc ngoại tiếp tứ giác).

Để cho tồn bộ diện tính giới hạn bởi tam giác (hoặc tứ giác ấy) được bảo vệ

Lấy chung một độ cao tác dụng lớn nhất cho toàn trạm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

- Tính độ cao h của cột thu lơi: h = h<small>a</small> + h<small>x </small>(Với h<small>x</small> : độ cao của vật được bảo vệ)- Kiểm tra lại khả năng bảo vệ đối với các vật nằm ngoài phạm vi bảo vệ :+ Tính bán kính bảo vệ của một cột thu lôi: theo các công thức (1-2) hoặc (1-3)+ Tính bán kính khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu lôi: theo các công thức (1-4)hoặc (1-5) và (1-2) hoặc (1-3)

- Vẽ các khu vực bảo vệ theo kích thước đã tính.

- Kiểm tra lại nếu có vật được bảo vệ nào nằm ngồi khu vực bảo vệ thì cầnphải tăng độ cao cột thu lơi hoặc bố trí thêm cột và tính tốn theo trình tự trên.

Nếu dùng cột thu lôi độc lập thì phải kiểm tra khoảng cách giữa cột thu lôi

vật được bảo vệ.

được bảo vệ và cột thu lôi phải:

điện từ hệ thống nối đất của cột đến vật ở trong đất thì yêu cầu:

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<b>CHƯƠNG 2</b>

<b>PHÂN LOẠI PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ TIẾPĐỊA BẢO VỆ CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ CỦA CÔNG TY CỔ</b>

<b>PHẦN THAN NÚI BÉO</b>

<b>2.1. Giới thiệu sơ bộ về công ty</b>

Công Ty cổ phần than Núi Béo là một tỏng những cơng trình hợp tác hữu nghịLiên Xô (cũ) và Việt Nam, do Liên Xô thiết kế và đầu tư xây dựng. Mỏ được Chủ tịch Hội Đồng Bộ Trưởng duyệt luận chứng kinh tế kỹ thuật tại Quyết định số 214- CT ngày 3/7/1985. Tổng trữ lượng Công nghiệp trong ranh giới khai trường lộ thiên 31,9 triệu tấn. Tổng khối lượng đất bóc 145,6 triệu m3 đất đá, hệ số bóc bình qn 4,55m3/t, đáy công trường kết thúc – 142m.

Năm 1987 bắt đầu khởi cơng xây dựng Mỏ (Cơng trình xây dựng cơ bản ban đầu)

<b> Hình 2.1. Cơng trình thi công ban đầu</b>

Ngày 7-11-1989 xúc gầu xúc đầu tiên thực hiện quá trình khai thác than tại Núi Béo

Tháng 8-1988, Bộ Mỏ & Than có quyết định số 1019 - NL - TCCB - LĐ ngày 24 – 8 – 1988 thành lập Mỏ than Núi Béo trực thuộc than Hòn Gai

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Hình 2.2. Hình ảnh những cán bộ cơng ty

Năm 1996 Mỏ than Núi Béo độc lập trực thuộc tổng Công ty than Việt Nam theo nghị định số 27/CP ngày 06/05/1996 của chính phủ, quyết định số 2603/QĐ- TCCB ngày 17/9/1996 của Bộ trưởng Bộ công nghiệp.

Tháng 10 năm 2001 Theo quyết định số 405/QĐ –HĐQT của Hội đồng quản trị TVN, mỏ Than Núi Béo.

Ngày 30/11/2005 Bộ cơng nghiệp có quyết định số 3936/QĐ-BCN v/v phê duyệt phương án và chuyển công ty than Núi Béo thành Công ty Cổ phần than Núi Béo và đến ngày 1 tháng 4 năm 2006 công ty Than Núi Béo chính thức chuyển thành Cơng ty Cơ phần Than Núi Béo – Vinacomin.

- Tên gọi: CTCP THAN NÚI BÉO- VINACOMIN

- Tên tiếng Anh: VINACOMIN NUIBEO COAL JOINT STOCK COMPANY- Trụ sở chính: Số 799 – Lê Thánh Tơng – Thành Phố Hạ Long – Tỉnh Quảng Ninh

- Điện thoại: (0203) 3825220 *Fax: (0203) 3625270- Mã số thuế : 5700101700

- Tài khoản: * 0141 000 000 815- Tại Ngân hàng Ngoại thương Quảng Ninh- Email:

- Website: www.nuibeo.com.vn

- Người đại diện theo pháp luật của Tổng Công ty: ông Ngô Thế Phiệt, chức vụ: Giám đốc Công ty.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<b>2.2. Tổng quan về cơng trình cần thiết kế hệ thống chống sét2.2.1. Sơ đồ mặt bằng </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

Hình 2.3. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí của Công ty Cổ phần than NúiBéo

<b>2.2.2. Tổng hợp, phân loại các phụ tải của hệ thống chống sét và tiếp địa bảo vệ</b>

Nhà kết cấu khung thép và lợp mái tôn cho hai nhà để xe: Nhà B1( dài 10m, rộng 5,5m, chiều cao 4,5m ) và Nhà B2: (dài 15m, rộng 5,5m, chiều cao 4,5m)

<i><b>2.2.2.2. Khu nhà hành chính và thí nghiệm</b></i>

Tịa nhà 3 tầng xây tường 30, đổ mái bằng và được lợp mái tơn chống nóng , chiều cao mặt đất đến đỉnh 5m , bao gồm các phòng làm việc và thí nghiệm của cán bộ của cơng ty

Xây dạng nhà cấp 4, gồm nhà vệ sinh, nhà bếp và phòng ăn tập thể xây tường 20cm được lập bằng mái tơn chống nóng, chiều cao 4,5m, được thiết kế xây dựng theo quy định của bộ xây dựng đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm bao gồm:

<i><b>2.2.2.4. Nhà sản x́t chính và cầu can lộ thiên</b></i>

Phân xưởng sản xuất chính được chia làm 5 phần xưởng nhỏ ở giữa là nối đi lại: được xây dựng bằng tồn bộ bằng nhà tơn thép kiên cố chiều cao của đỉnh mái 10m là nơi cơng nhân tập trung sản xuất hàng hóa, có nhiều máy móc quan trọng nên được xây dựng và đảm bảo an tồn lao cơng cho cơng nhân cũng như thiết bị hàng hóa của Cơng ty

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<small>-</small> Phân xưởng 5: Diện tích 10,5x 7,5 m²

<i><b>2.2.2.6. Trạm chi phối nhiên liệu</b></i>

Được thiết kế và xây dựng bằng các cột bê tơng và đổ mái bằng có lợp

<i><b>2.2.2.7. Nhiên liệu, xăng dầu</b></i>

Xây dạng nhà cấp 4 với chiều dài 22,55m, rộng 4,5m, cao 5,5m lợp tôn

Nhà kết cấu bằng khung thép và được lợp bằng mái tơn dài 8,2m, rộng 7,1m, chiều cao 4,5m

Xây dựng kiểu nhà cấp 4, tường 20cm, cột chịu lực toàn bộ bằng khung thép và lợp mái tôn kiên cố bao gồm:

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Được kết cấu bằng khung thép và lợp bằng tôn: dài 10m, rộng 6,6m, cao 4m

Được xây dựng bằng tường 20cm, được lợp toàn bộ mái tôn, chiều cao từ mặt đất lên đỉnh mái là 5m, dài 15m, rộng 6m

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<small>Lư ơngưVănưTiến</small>

<small>VũưTiếnưĐạtBếnưxeưotoưchởưcôngưnhân</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

<b> * Tớnh tốn chống sét cho nhà xe B1 gồm</b>

- Tính tốn chống sét cho nhóm cột gồm (D101,D102,D107,D108)

Theo (1-8) ta có:D= 5,24 (m)

+ Tính tốn phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi

Bảo vệ bằng cột thu sét cao 5,16 m và độ cao cần bảo vệ là 4,5 m

</div>