Đồ án " Kỹ thuật điện cao áp " ppsx

Đồ án

" Kỹ thuật điện
cao áp"


-1-

Đồ án – Kỹ thuật điện cao áp


1- ĐầU Đề THIếT Kế
Bảo vệ chống sét trạm biến áp và đường dây
Trạm biến áp
+ Sơ đồ 110kV 2TG+TGV
220kV 2TG+TGV
+ Độ cao cần bảo vệ 110kV 11 m
220kV 16.5m
+ Mặt bằng: …………………………… + Mặt cắt :
……………………………
+ Máy biến áp 2AT 110/220kV
+ Đường dây vào trạm 110kV 2
220kV 5
+ Điện trở suất của đất 80Ω.m
đường dây
+ Cấp điện áp 220kV
+ Cột

Loại cột Sắt
Chiều cao c
ột 26,8m
Độ treo cao dây dẫn pha A………………20,8m
Độ treo cao dây dẫn pha B………………16,8m
Độ treo cao dây dẫn pha C………………16,8m
Góc bảo vệ pha A 25
0
Góc bảo vệ pha B 15,6
0

Góc bảo vệ pha C 15,6
0

+ Dây dẫn
Loại dây AC-240
Độ võng của dây dẫn …6m……
+ Dây chống sét
Loại dây C70


-2-
Số dây chống sét 1
Độ võng dây chống sét …4m…….
+ Cách điện
Loại cách điện Treo
Đặc tính 14
+ Khoảng vượt Phía 220 kV: 290m
+ Điện trở nối đất cột điện 9; 16; 23Ω
+ Vùng ô nhiễm II

+ Số ngày giông sét 80
2- Nội dung các phần tính toán
- Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp
- Tính toán nối đất cho trạm biến áp
- Tính toán chỉ tiếu chống sét của đường dây 220kV
- Bảo vệ chống sóng truyền vào trạm biến áp từ phía đường dây 220 kV
3- các bản vẽ
- Phạm vi bảo vệ của cột thu sét, các phương án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
- Các kết quả tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét của trạm
- Phương pháp và kết quả tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét của đường dây
- Các kết quả tính toán bảo vệ trạm biến áp chống sóng truyền.
4- cán bộ hướng dẫn :
5- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :
6- Ngày hoàn thành nhiệm vụ
Nộp quyển
Bảo vệ

Cán bộ hướng dẫn
(Ghi rõ họ tên và ký tên)






BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI


BẢN NHẬN XẫT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Kiên
Ngành: Hệ Thống Điện Khoá: 1 Hải Dương
Giáo viên hướng dẫn:
Giáo viên duyệt :


-3-
Nội dung thiết kế tốt nghiệp:










1. Nhận xét của giáo viên :

Ngày tháng năm
Giáo viên duyệt
( Ký, ghi rõ họ và tên )




Lời nói đầu
* * *


-4-
Đất nước đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữ một
vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống điện
năng rất cần cho phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Cùng với sự phát triển của xã hội đòi
hỏi việc cung cấp điện phải đảm bảo liên tục và có chất luợng cao. Xuất phát t
ừ thực tế
đó việc đảm bảo cho các trạm biến áp và đường dây truyền tải làm việc an toàn, không
gặp sự cố, không gây gián đoạn cung cấp điện đặc biệt quan trọng.
Nhằm hoàn thiện kiến thức đã được học và bước đầu làm quen với thực tế em đã được
khoa Điện và bộ môn Hệ Thống Điện trường đại học Bách Khoa Hà Nội giao nhi
ệm vụ
thiết kế tốt nghiệp với đề tài: ”Bảo vệ chống sét cho đường dây và trạm biến áp
110/220kV”.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy, cô giáo trong
bộ môn đặc biệt là trong suốt quá trình hoàn thành đồ án.

Hà nội tháng 6-2007
Sinh viên

Phạm Văn Kiên






Mục lục
đặt vấn đề 6
chương I 6
bảo vệ chống sét đ
ánh trực tiếp 6
1.1. Các yêu cầu: 6
1.2. Phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét: 7
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét. 7
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét. 12
1.3. Phương án bảo vệ của hệ thống thu sét: 13
1.3.1. Phương án 1. 13
1.3.2. Phương án 2. 17
1.3.3. Phương án 3. 21
chương ii 25
Tính toán nối đất cho trạm 25
2.1. Yêu cầu kỹ thuật khi nối đất trạm biến áp. 25


-5-
2.2- Các số liệu dùng để tính toán nối đất. 27
2.2.1. Nối đất an toàn. 28
2.2.2. Nối đất chống sét. 32
2.2.3. Nối đất bổ sung. 37

Chương iii Error! Bookmark not defined.
Bảo vệ chống sét đường dây Error! Bookmark not defined.
3.1. Mở đầu Error! Bookmark not defined.
3.2. Các chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây Error! Bookmark not defined.
3.2.1.Cường độ hoạt động của sét Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Số lần sét đánh vào đường dây. Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Số lần phóng điện do sét đánh vào
đường dây Error! Bookmark not defined.
3.2.4. Số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây Error! Bookmark not defined.
3.2.5. Số lần cắt điện do quá điện áp cảm ứng. Error! Bookmark not defined.
3.3. Tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Mô tả đường dây cần bảo vệ Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Độ võng, độ treo cao trung bình, tổng trở, hệ số ngẫu hợp của đường dây. . Error!
Bookmark not defined.
3.3.3. Tính số lần sét đánh vào đường dây.
Error! Bookmark not defined.
3.3.4. Suất cắt do sét đánh vào đường dây. Error! Bookmark not defined.
chương IV Error! Bookmark not defined.
Bảo vệ chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm Error! Bookmark not defined.
4.1. Mở đầu. Error! Bookmark not defined.
4.2. Phương pháp tính toán quá điện áp trên cách điện của thiết bị khi có sóng truyền vào
trạm. Error! Bookmark not defined.
4.2.1. Tác dụng của sóng bất kỳ lên điện trở phi tuyến đặt ở cuối đường dây. Error!
Bookmark not defined.
4.2.2. Sóng bất k
ỳ tác dụng lên chống sét van đặt cuối đường dây.Error! Bookmark not
defined.
4.2.3. Sóng bất kỳ tác dụng lên điện dung đặt cuối đường dây (phương pháp tiếp tuyến).
Error! Bookmark not defined.
4.3.Tính toán bảo vệ khi có sóng quá điện áp truyền Error! Bookmark not defined.

4.3.1.Mô tả trạm cần bảo vệ. Error! Bookmark not defined.


-6-
4.3.2. Lập sơ đồ thay thế tính toán trạng thái sóng của trạm. Error! Bookmark not
defined.
tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined.
Phụ lục Error! Bookmark not defined.






đặt vấn đề
Trong hệ thống điện trạm biến áp được dùng rất rộng rãi, làm nhiệm vụ truyền tải điện
năng từ lưới điện có điện áp U
1
sang lưới điện có điện áp U
2
phục vụ cho việc truyền tải và
phân phối năng lượng điện. Do vậy quá trình vận hành của trạm biến áp ảnh hưởng lớn tới
việc cung cấp và chất lượng điện năng. Bảo vệ chống sét trạm biến áp bao gồm các phần:
+ Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp: các trạm biến áp được bảo vệ bằng dây chống sét
(treo trên các thiết bị và các xà
đỡ dây, thanh cái) hoặc các cột chống sét kiểu Franklin.
+ Mạng lưới nối đất: để tản dòng điện sét trong đất hạn chế các phóng điện ngược trên
các công trình cần bảo vệ.
+ Bảo vệ chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm.
Yêu cầu đề ra là thiết kế chống sét cho trạm 110/220kV với số liệu sau :

Sơ đồ: 110kV Sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng.
220kV Sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng.
Độ cao c
ần bảo vệ: 220kV là 16,5 m
110kV là 11 m
Máy biến áp: 2AT 110/220 kV
Đường dây vào trạm: 110kV 2
220kV 5
Điện trở suất của đất: 80 Ω.m
Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt đi kèm.






-7-



chương I
bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
1.1. các yêu cầu:
Tất cả các thiết bị cần bảo vệ phải được nằm trọn trong phạm vi bảo vệ an toàn của hệ
thống bảo vệ.
Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt bằng trạm và các yêu cầu cụ thể, hệ thống các cột thu sét
có thể được đặt trên các độ cao có sẵ
n như xà, cột đèn chiếu sáng hoặc được đặt độc lập.
Khi đặt hệ thống cột thu sét trên kết cấu của trạm sẽ tận dụng được độ cao vốn có của
công trình nên sẽ giảm được độ cao của cột thu sét. Tuy nhiên đặt hệ thống thu sét trên các

thanh xà của trạm thì khi có sét đánh sẽ gây nên một điện áp giáng trên điện trở nối đất và trên
một phần đi
ện cảm của cột. Phần điện áp này khá lớn và có thể gây phóng điện ngược từ hệ
thống thu sét sang các phần tử mang điện khi cách điện không đủ lớn. Do đó điều kiện để đặt
cột thu sét trên hệ thống các thanh xà trạm là mức cách điện cao và điện trở tản của bộ phận
nối đất nhỏ.
Đối với trạ
m ngoài trời từ 110kV trở lên do có cách điện cao nên có thể đặt cột thu sét
trên các kết cấu của trạm phân phối. 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 I
S
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.
Nơi yếu nhất của trạm phân phối ngài trời điện áp 110kV trở lên là cuộn dây của máy
biến áp. Vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầu khoảng cách giữa
hai
điểm nối đất trong hệ thống nối đất của cột thu sét và vỏ máy biến áp theo đường điện
phải lớn hơn 15m.
Khi bố trí cột thu sét trên xà của trạm ngoài trời 110kV trở lên cần chú ý nối đất bổ sung
ở chỗ nối các kết cấu trên có đặt cột thu sét vào hệ thống nối đất nhằm đảm bảo điện trở
khuếch tán không được quá 4Ω.
Khi dùng cộ
t thu sét độc lập phải chú ý đến khoảng cách giữa cột thu sét đến các bộ
phận của trạm để tránh khả năng phóng điện từ cột thu sét đến vật được bảo vệ.
Việc lắp đặt các cột thu sét làm tăng xác suất sét đánh vào diện tích công trình cần bảo
vệ, do đó cần chọn vị trí lắp đặt các cột thu sét một cách hợp lý


-8-
Tiết diện các dây dẫn dòng điện sét phải đủ lớn để đảm bảo tính ổn định nhiệt khi có

dòng điện sét chạy qua.
Khi sử dụng cột đèn chiếu sáng làm giá đỡ cho cột thu sét thì các dây dẫn điện đến đèn
phải được cho vào ống chì và chèn vào.
1.2. phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét:
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét.
Cột thu sét là thiết bị không phải
để tránh sét mà ngược lại dùng để thu hút phóng điện
sét về phía nó bằng cách sử dụng các mũi nhọn nhân tạo sau đó dẫn dòng điện sét xuống đất.
Sử dụng các cột thu sét với mục đích là để sét đánh chính xác vào một điểm định sẵn
trên mặt đất chứ không phải là vào điểm bất kỳ nào trên công trình. Cột thu sét tạo ra một
khoảng không gian gần cột thu sét (trong đó có vậ
t cần bảo vệ), ít có khả năng bị sét đánh gọi
là phạm vi bảo vệ.
a. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập.

Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập là miền được giới hạn bởi mặt ngoài của
hình chóp tròn xoay có đường kính xác định bởi phương trình.

)(
1
6,1
X
X
X
hh
h
h
r −
+
=

(1-1)
Trong đó : h: độ cao cột thu sét.
h
X
: độ cao cần bảo vệ.
h
a
=h-h
X
: độ cao hiệu dụng cột thu sét.
r
X
: bán kính của phạm vi bảo vệ.
Để dễ dàng và thuận tiện trong tính toán thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệ dạng
dạng đơn giản hoá đường sinh của hình chóp có dạng đường gẫy khúc như hình sau:


-9-

Hình 1.1: Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét.
Bán kính được tính toán theo công thức sau:
Nếu
hh
X
3
2
≤
thì
)
8,0

1(5,1
h
h
hr
x
X
−=
(1.2)
Nếu
hh
X
3
2
>
thì
)1(75.0
h
h
hr
x
X
−=
(1.3)
Các công thức trên chỉ đúng khi cột thu sét cao dưới 30m. Hiệu quả của cột thu sét cao trên
30m giảm đi do độ cao định hướng của sét giữ hằng số. Có thể dùng các công thức trên để
tính toán phạm vi bảo vệ nhưng phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh
h
p
5,5
=

và trên hoành độ
lấy các giá trị
hp75,0 và hp5,1 .
b. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao bằng nhau.

Phạm vi bảo vệ của hai hoặc nhiều cột thu lôi thì lớn hơn tổng phạm vi bảo vệ các cột
đơn cộng lại. Nhưng để các cột thu lôi có thể phối hợp được thì khoảng cách a giữa hai cột
phải thoả mãn
ha 7≤ (trong đó h là độ cao của cột thu sét). Phần bên ngoài khoảng cách giữa
hai cột có phạm vi bảo vệ giống như của một cột. Phần bên trong được giới hạn bởi vòng
cung đi qua 3 điểm là hai đỉnh cột và điểm có độ cao h
0
- phạm vi bảo vệ ở độ cao lớn nhất
giữa hai cột được xác định theo công thức:

7
0
a
hh −=
(1.4)
Khoảng cách nhỏ nhất từ biên của phạm vi bảo vệ tới đường nối hai chân cột là r
x0
và
được xác định như sau:
Rx
0,2h
a
b
c
0,75h 1,5h

0,8h
h


-10-
Nếu
0
3
2
hh
x
≤
thì
)
8,0
1.(.5,1
0
00
h
h
hr
x
x
−=
(1.5)
Nếu
0
3
2
hh

x
>
thì
)1.(.75,0
0
00
h
h
hr
x
x
−=
(1.6)
Khi độ cao của cột thu sét vượt quá 30m thì có các hiệu chỉnh hệ số
h
p
5,5
=
; trên
hoành độ lấy các giá trị
hp75,0 và hp5,1 ; khi đó h
0
tính theo công thức

p
a
hh
7
0
−=

(1.7)

Hình 1.2: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao giống nhau.


c. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
Trường hợp hai cột thu sét có độ cao h
1
và h
2
khác nhau thì việc xác định phạm vi bảo
vệ được xác định như sau:
Vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao (cột 1) và cột thấp (cột 2) riêng rẽ. Qua đỉnh cột thấp
(cột 2) vẽ đường thẳng ngang gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3 điểm này
được xem là đỉnh của một cột thu sét giả định. Cột 2 và cột 3 hình thành đôi cộ
t có độ cao
bằng nhau và bằng h
2
với khoảng cách a’. Bằng cách giả sử vị trí x có đặt cột thu lôi 3 có độ
0,75h
a
1,5h
R
rox
1
2
hx
h0
h
rx

-11-
cao h
2
. Điểm này được xem như đỉnh của một cột thu sét giả định. Ta xác định được các
khoảng cách giữa hai cột có cùng độ cao h
2
là a
'
và x như sau:

Hình 1.3: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
Nếu
12
3
2
hh ≤
ta có công thức :
)
8.0
1(5.1
1
2
1
h
h
hx −=

Nếu

12
3
2
hh >
ta có công thức:
)1(75,0
1
2
1
h
h
hx −=
(1.8)

xaa
−
=
'
(1.9)
Phần còn lại giống phạm vi bảo vệ cột 1.
d. Phạm vi bảo vệ của một nhóm cột thu sét (số cột >2).
Để bảo vệ được một diện tích giới hạn bởi một đa giác thì độ cao của cột thu lôi phải
thoả mãn:

a
hD 8
≤
(1.10)
Trong đó: D là đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi các chân cột.
Nhóm cột tam giác có ba cạnh là a, b,c có: +

))()((4
22
cpbpapp
abc
RD
−−−
×==
(1.11)
với p là nửa chu vi :
2
cba
p
+
+
=
(1.12)
Nhóm cột tạo thành hình chữ nhật:

22
baD +=
(1.13)
với a, b là độ dài hai cạnh hình chữ nhật. Độ
cao tác dụng của cột thu sét h
a
phải thoả mãn điều kiện:

8
D
h
a

≥
(1.14)
0,2h1
0,8h1
h1
ho
2
1
3
0,75h2
a'
x
0,75h1
1,5h2
a
1,5h1
0,8h2
0,2h2
h2


-12-

Hình1.4: Phạm vi bảo vệ của nhóm cột tạo thành tam giác và chữ nhật.

1.2.1. 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 rộng của phạm vi bảo vệ phụ
thuộc vào mức cao h
x
được biểu diễn như sau :

D
a
b
c
D
a
b
0,6h
0,2h
0,8h
h
a
b
a'
c
1,2h
2bx

-13-
Hình1.5 : Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét.
Mặt cắt thẳng đứng theo phương vuông góc với dây thu sét tương tự cột thu sét ta có
các hoành độ 0,6h và 1,2h.
Nếu
hh
x
3
2
≤
thì
)
8,0
1.(.2,1
h
h
hb
x
x
−=
(1.15)
Nếu
hh
x
3
2
>
thì
)1.(.6,0

h
h
hb
x
x
−=
(1.16)
Khi độ cao 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 hS 4≤
Với khoảng cách trên thì dây có thể bảo vệ được các điểm có độ cao h
0
.

4
0
S
hh −=
(1.17)
Phần ngoài của phạm vi bảo vệ giống phạm vi bảo vệ của một dây, còn phần bên trong
được giới hạn bởi vòng cung đi qua ba điểm là hai điểm treo dây thu sét và điểm có độ cao h
0
.

Hình 1.6: Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
1.3. phương án bảo vệ của hệ thống thu sét:
1.3.1. Phương án 1.
1.3.1.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét.

Ta bố trí các cột thu sét như sau:
Phía 220kV đặt 12 cột
Phía 110kV đặt 8 cột: Hai cột 15, 19, đặt trên xà cao 11 m;các cột 13, 14, 16, 17, 18,
20 được xây dựng.
0,2h
0,8h
h
ho
0,6h 1,2h
S
bx
12


-14-

Hình 1.7: Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét

1.3.1.2. Tính toán cho phương án 1
a). Tính độ cao tác dụng của cột thu sét:
Để tính được độ cao tác dụng h
a
của các cột thu sét ta cần xác định đường kính D của
đường tròn ngoại tiếp tam giác (hoặc tứ giác) qua ba (hoặc bốn) đỉnh cột. Để cho toàn bộ diện
tích giới hạn bởi tam giác (hoặc bốn) đó được bảo vệ thì phải thoả mãn điều kiện :
.
8
D
h
a

≥

phía 220kV:
NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 220kV
Loại cột Nhúm cột
a
(m)
b
(m)
D
(m)
h
a

(m)
h
a.max

(m)

Chữ nhật

1-2-6-5 34.00 35.30 49.01 6.13

6.13

5-6-9-10 34.00 34.00 48.08 6.01

Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là h
x

=16.5 m và h
max
=6.13m.
Ta chọn h
a
=6.5 m Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 220 kV là :

)(235.65.16
0
mhhh
ax
=
+=+=

phía 110kV:
1
2
3
4
56
7
8
9
10
11
12
14
15
20
19

17
13
16
18
Nhμ §iÒu KhiÓn


-15-
NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 110kV
Loại cột Nhúm cột
a
(m)
b
(m)
D
(m)
h
a

(m)
h
a.max

(m)

Chữ nhật

17-18-19-
20
35,80 42,30 55,42 6,93

6,93





13-14-15-
16
35,80 29,30 46,26 5,78
15-16-17-
18
35,80 24,70 43,49 5,43
Nhúm cột
a
(m)
b
(M)
c
(m)
p
(m)
D
(m)
h
a

(m)
h
a.max
(m)

Tam giỏc

4-17-19 44,45 42,30 56,33 71,54 57,04 7,13
7,13
8-12-15 50,37 44,87 34,00 64,62 51,49 6,43
12-13-15 29,3 48,24 44,87 61,21 49,31 6,16

Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là h
x
=11m và h
max
=7,13m. Ta chọn
h
a
=7.5 m. Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 110kV là :

)(5,185.711
0
mhhh
ax
=
+
=
+
=

b). Phạm vi bảo vệ của từng cột :
Phạm vi bảo vệ của các cột phía 220kV cao 23m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11m
Do

33.1523.
3
2
11 =<=
x
h
vậy
)(88.13)
23.8,0
11
1.(23.5,1
5,010
mr =−=

Bán kính bảo vệ ở độ cao 16.5m.
Do
33.1523.
3
2
5.16 =>=
x
h
vậy
)(88.4)
23
5.16
1.(23.75,0
5.016
mr =−=

Phạm vi bảo vệ của các cột phía 110kV cao 18,5m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11
Do
33,125,18.
3
2
11 =<=
x
h
vậy
)(13.7)
5,18.8,0
11
1.(5,18.5,1
07
mr =−=

c). Phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên :

Ta chỉ xét đại diện các cột :


-16-
NHểM CỘT CẠNH NHAU
220kV
Cặp cột

Độ cao cột
(m)
a

(m)
h
0

(m)
2/3*h
0
(m)
r
0x
(m)
h
x
=16.5
1-2 23,00 34.0 18.14 12.10 1.23
1-5 23,00 35.30 17.96 11.97 1.09
5-9 23,00 34.00 18.14 12.10 1.23
110kV
Cặp cột

Độ cao cột
(m)
a
(m)
h
0

(m)
2/3*h
0

(m)
r
0x

(m)
h
x
=11
19-20 18,50 35.80 13.39 8.92 1.79
20-18 18,50 42.30 12.46 8.30 1.09
18-16 18,50 24.70 14.97 9.98 2.98
16-14 18,50 29.30 14.31 9.54 2.49
14-13 18,50 35.80 13.39 8.92 1.79
NHểM CỘT Cể ĐỘ CAO KHÁC NHAU
Cặp
cột

Độ cao cột
(m)
a
(m)
x
(m)
a'
(m)
h'o
(m)
r
0x

(m)
h
x
=11
4-19 23-18.5 44.45 3.38 41.07 12.63 1.22
12-13 23-18.5 48.24 3.38 44.86 12.09 0.82

1.3.1.3. Phạm vi bảo vệ phương án 1.


-17-


Hình 1.8: Phạm vi bảo vệ phương án 1
1.3.1.4. Kết luận:
Phương án bảo vệ thoả mãn yêu cầu đặt ra.
Tổng số cột: 20 cột trong đó có 12 cột 23 m , 8 cột 18.5 m.
Tổng chiều dài : 12.(23-16.5)+2.(18.5-11)+6.18,5=197.5 m.






1.3.2. Phương án 2.
1.3.2.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét.
Ta bố trí các cột thu sét như sau:
Phía 220kV đặt 9 cột:Sáu cột 1, 3, 4, 6, 7, 9 đặt trên xà ; 3 cột 2, 5, 8 được xây dựng.
Phía 110kV đặt 6 cột: Hai cột 12,14 đặt trên xà cao .Con lại bốn cột 10,11,13,15 được xây
dựng.

Nhμ §iÒu KhiÓn
1
2
3
4
56
7
8
9
10
11
12
14
15
20
19
17
13
16
18


-18-


Hình 1.9: Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét
1.3.2.2. Tính toán cho phương án 2
a). Tính độ cao tác dụng của cột thu sét
:
phía 220kV:

NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 220kV
Loại
cột
Nhúm
cột
a
(m)
b
(m)
D
(m)
h
a

(m)
h
a.max

(m)
Chữ
nhật



1-2-4-5 51 35.3 62.02 8.86
9.17
2-5-6-3 51 35.3 62.02 8.86
4-7-8-5 51 39 64.20 9.17
5-6-8-9 51 39 64.20 9.17
Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là h

x
=16.5 m và h
max
=9.17 m.
ta chọn h
a
=9.5m. Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 220kV là :

)(265.95.16
0
mhhh
ax
=
+
=
+
=

phía 110kV:
NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 110kV
Loại
cột
Nhúm cột
a
(m)
b
(m)
D
(m)
h

a

(m)
h
a.max

(m)


Nh
Đ
iÒu KhiÓn
1
3
4
6
11
15
2
78
9
5
14
12
13
10


-19-
Chữ

nhật
12-13-15-
14
35.8 48.55 60.32 8.62

8.62








10-11-13-
12
35.8 47.75 59.68 8.53
Nhúm cột
a
(m)
b
(m)
c
(m)
p
(m)
D
(m)
h
a

(m)
h
a.max
(m)
Tam
giỏc
3-14-12 44.45 48.55 60.45 76.73 61.21 7.65
7.65
9-10-12 46.39 54.77 47.81 74.49 57.89 7.23
6-9-12 38.94 54.77 44.34 69.13 55.31 6.91
3-6-12 35.36 60.44 44.34 70.07 61.04 7.63

Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là h
x
=11m và h
max
=7.65m.
Ta chọn h
a
=8m. Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 110kV là :

)(19811
0
mhhh
ax
=
+
=
+

=

b). Phạm vi bảo vệ của từng cột :
Phạm vi bảo vệ của các cột phía 220kV cao 26m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 16.5m.
Do
33.1726.
3
2
5.16 =<=
x
h
vậy
)(06.8)
26.8,0
5.16
1.(26.5,1
5.016
mr =−=

Bán kính bảo vệ ở độ cao 11m.
Do
33.1726.
3
2
11 =<=
x
h
vậy
)(38.18)

26.8,0
11
1.(26.5,1
011
mr =−=

Phạm vi bảo vệ của các cột phía 110kV cao 19 m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11 m.
Do
67.1219.
3
2
11 =<=
x
h
vậy
)(88.7)
19.8,0
11
1.(19.5,1
016
mr =−=

c). Phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên :

NHểM CỘT CẠNH NHAU
220kV
Cặp cột

Độ cao cột

(m)
a
(m)
h
0

(m)
2/3*h
0

(m)
r
0x
(m)


-20-
h
x
=16.5m
1-2 26 51 18.71 12.48 1.66
2-3 26 51 18.71 12.48 1.66
1-4 26 35.3 20.96 13.97 3.34
4-7 26 39 20.43 13.62 2.95
7-8 26 51 17.71 12.48 1.66
8-9 26 51 18.71 12.48 1.66
NHểM CỘT CẠNH NHAU
110kV
Cặp
cột

Độ cao cột
(m)
a
(m)
h
0

(m)
2/3*h
0

(m)
r
0x

(m)
h
x
=11m
10-11 19 35.8 13.89 9.26 2.16
11-13 19 47.75 12.18 8.12 0.88
13-15 19 48.55 12.06 7.04 0.80
15-14 19 35.8 13.89 9.26 2.16
NHểM CỘT Cể ĐỘ CAO KHÁC NHAU
Cặp
cột

Độ cao cột
(m)

a
(m)
x
(m)
a'
(m)
h'o
(m)
r
0x

(m)
h
x
=11 m
3-14 26-19 44.45 5.25 39.20 13.40 1.80
9-10 26-19 48.24 5.25 42.99 12.86 1.40





1.3.2.3. Phạm vi bảo vệ của phương án 2:


-21-

Hình 1.10 Phạm vi bảo vệ phương án 2
1.3.2.4. Kết luận:
Phương án có phạm vi bảo vệ thoả mãn yêu cầu đặt ra.

Tổng số cột: 15 cột trong đó có 9 cột 26 m , 6 cột 19 m.
Tổng chiều dài cột: 9.(26-16.5)+2.(19-11)+4.19=177.5 m.
1.3.3. Phương án 3.
1.3.3.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét:
Phía 220kV có treo 3 dây chống sét C-70 khoảng cách giữa hai dây lần lượt là:
S
14
=35.3 m; S
47
=34 m.
Để bảo vệ toàn bộ xà trong trạm thì
)(33.25
4
3.35
5.16
4
0
m
S
hh =+=+≥
.
Do dây thu sét bị võng nên độ cao của cột treo dây phải tính đến độ võng của dây.
Độ võng của dây chống sét là f=4 m.
Vậy độ cao cột treo dây thu sét :
)(33.29433.25
1
mfhh
=
+
=

+
=

Chọn độ cao của cột thu sét la h
1
= 29.5 (m)
Phía 110kV đặt 3 cột:
Khoảng cách giửa các dây thu sét là:S
36
=35.3 m;S
6 10
=43.15 m.
Để bảo vệ toàn bộ xà trong trạm thì
)(79.21
4
15.43
11
4
0
m
S
hh =+=+≥

Tính đến độ võng của dây ta chọn độ cao treo dây của dây thu sét là:
1
3
4
6
11
15

2
78
9
5
14
12
13
10
Nh Đ iÒu KhiÓn


-22-

)(79.25479.21
1
mfhh
=
+
=+=

Ta chọn h
1
= 26 m.

Hình 1.11 Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét và dây chống sét
1.3.3.2. Tính toán cho phương án 3
a.)Phạm vi bảo vệ của dây thu sét:

-Phía 220 kV
Tính cho hai vị trí cao nhất và thấp nhất.

Tại vị trí đầu cột:
Bảo vệ ở độ cao 16.5m:
Do
67.195.29.
3
2
3
2
5.16 ==<= hh
x
thì
).(65.10)
5,29.8,0
5.16
1.(5.29.2,1 mb
x
=−=

Bảo vệ ở độ cao 11m:
Do
67.195.29.
3
2
3
2
11 ==<= hh
x
thì
).(9.18)
5,29.8,0

11
1.(5,29.2,1 mb
x
=−=

Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:

.68.20
4
3.35
5,29
4
0
m
S
hh =−=−=

Tại vị trí thấp nhất:

)(5,2545,29' mfhh
=
−
=
−
=
Bảo vệ ở độ cao 16.5 m:
1
2
3
4

5
6
7
8
9
Nhμ §iÒu KhiÓn


-23-
Do
175,25.
3
2
3
2
5.16 ==<= hh
x
t hì
).(85.5)
5,25.8,0
5.16
1.(5,25.2,1 mb
x
=−=

Bảo vệ ở độ cao 11m:
Do
175,25.
3
2

3
2
11
==<= hh
x
thì
).(1.14)
5,25.8,0
11
1.(5,25.2,1 mb
x
=−=

Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:


)(67,16
4
3.35
5,25
4
'
0
m
S
hh =−=−=

-Phía 110 kv
Tại vị trí đầu cột:
Bảo vệ ở độ cao 11 m:

Do
33,1726.
3
2
3
2
11 ==<= hh
x
thì
).(7,14)
26.8,0
11
1(26.2,1 mb
x
=−=

Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:

.21,15
4
15,43
26
4
0
m
S
hh =−=−=

Tại vị trí thấp nhất:
)(22426' mfhh

=
−
=
−=
Bảo vệ ở độ cao 11 m:
Do
67.1422.
3
2
3
2
11 ==<= hh
x
t hì
).(9.9)
22.8,0
11
1.(22.2,1 mb
x
=−=

b.)Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét:
Nhóm cột độc lập
-Phía 220 kV
Ta đặt cột thu sét bao biên có độ cao 29,5m.
Do
67,195,29.
3
2
11 =≤=

x
h
vậy
)(63,23)
5,29.8,0
11
1.(5,29.5,1
011
mr =−=

Do
67,195,29.
3
2
5.16
=≤=
x
h
vậy
)(31,13)
5,29.8,0
5.16
1.(5,29.5,1
5.016
mr =−=

-phía 110kV:
Ta đặt cột thu sét bao biên có độ cao 26 m.
Do
33,1726.

3
2
11 =≤=
x
h
vậy
)(38,18)
26.8,0
11
1.(26.5,1
011
mr =−=



-24-
c). Phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên :
NHểM CỘT CẠNH NHAU
220kV
Cặp cột

Độ cao
cột
(m)
a
(m)
h
0

(m)

2/3*h
0

(m)
r
0x
(m)
h
x
=16.5m
1-4 29.50 35.30 24.46 16.3 5.97
4-7 29.50 34.00 24.64 16.43 6.11
NHểM CỘT CẠNH NHAU
110kV
Cặp cột

Độ cao
cột
(m)
a
(m)
h
0

(m)
2/3*h
0

(m)
r

0x

(m)
h
x
=11m
3-6 26.00 35.3 20.96 13.97 10.82
6-9 26.00 43.15 19.84 13.22 9.14










1.3.3.3. Phạm vi bảo vệ của phương án 3: