[Điện Tử Học] Kỹ Thuật Điện Cao - Giông Sét Phần 3 doc

Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
23

Độ cao bảo vệ h
x
= 16,5 m
Vì h
x
=16,5 m >.h
0
= .23,36 = 14,415(m)
Nên
R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.20(1- ) = 5,154 (m)
Nhận xét:
Trong khu vực trạm phía thiết bị và đường dây ở cấp điện áp 220
kV ta chọn các cột thu sét có độ cao là 29 m. Từ cột N
1
đến N
13
. Khoảng cách
giữa các cột đã được xác định ở trên đều đạt yêu cầu bảo vệ sét đánh trực tiếp
vào trạm.
Qua kết quả tính toán ta lập bảng phạm vi bảo vệ của các cặp cột
biên phía điện áp 220 KV
Cặp cột A (m) h (m) h

0
(m) h
x
(m) R
0x
(m)

N
4
– N
3
72,52

29 18,64 11 7,335

16,5 1,065

N
3
– N
2


63 29 20 11 9,375

16,5 2,625

N
2
– N

1
72,52 29 18,64 11 7,335

16,5 1,605

N
1
– N
8
52,5 29 21,5 11 11,63

16,5 3,75

N
8
– N
9
57,43 29 20,8 11 10,58

16,5 3,23

N
9
– N
10
72,92 29 18,58 11 7,25
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
24

16,5 1,56

N
10
– N
11
35,62 29 23,91 11 15,24

16,5 5,56

N
11
– N
12
63 29 20 11 9,375

16,5 2,625

N
12
– N
13
50,09 29 24,44 11 14,415

16,5 5,154



21 > Xác định khoảng cách cột và điều kiện chọn h

a

* Xét nhóm cột 1, 2, 9, 10, và các nhóm cột giống nhau (2, 3, 8, 9),
(3, 4, 7, 8), (4, 5, 6, 7) tạo thành hình vuông
a
1-2
= 34 (m) ; a
1-10
= 51 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp hình vuông là.
D =
)(294,615134
22
m=+

h
a
=
)(662,7
8
294,61
8
m
D
==

* Xét nhóm cột 9, 10, 11 tạo thành một tam giác có:
a
9-10
= 34 (m) ; a

11-10
= 41,094 (m ) ; a
11-9
= 54,562 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P =
2
094,41562,5434
++
= 64,828 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(623,54
)094,41828,64.(562,54828,64).34828,64.(828,64.2
094,41.652,54.34
m=
−−−


⇒
h
a
=
8
D
=
8
623,54
= 6,828 (m)

Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
25
* X
ét nhóm cột 9, 11, 12 tạo thành một tam giác có:
a
9-12
= 43,324 (m) ; a
12-11
= 50 (m ) ; a
11-9
= 54,562 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P =
2
562,5450324,43
++
= 73,943 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(655,57
)562,54 73,943.(50 73,943).324,43 73,943.( 73,943.2
562,54.50.324,43
m=
−−−

⇒ h
a
=
8
D
=
8
655,57
= 7,207 (m)
* Xét nhóm cột 8, 9, 12 tạo thành một tam giác có:
a
8-9
= 34 (m) ; a
9-12
= 43,324 (m) ; a
12-8
= 45,618 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P =
2
618,45324,4334
++
= 61,471 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(204,48
)618,45 61,471.(34 61,471).324,43 61,471.( 61,471.2
618,45.324,43.34
m=

−−−

⇒ h
a
=
8
D
=
8
204,48
= 6,026 (m)
* Xét nhóm cột 11, 12, 17, 18 tạo thành một hình chữ nhật có:
a
11-12
= 50 (m) ; a
11-18
= 44,5 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp hcn.
D =
22
5,4450 +
= 66,935 (m)
⇒ h
a
=
8
D
=
8
935,66

= 8,367 (m)
* Xét nhóm cột 12, 13, 8 tạo thành một tam giác có:
a
12-13
= 50,99 (m) ; a
13-8
= 59,169 (m ) ; a
8-12
= 45,618 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P =
2
618,45169,5999,50 ++
= 77,889 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(169,61
)618,45 77,889.(169,59 77,889).99,50 77,889.( 77,889.2
618,45.169,59.99,50
m=
−−−

Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed

Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
26

⇒
h
a
=
8
D
=
8
169,61
= 7,646 (m)
* Xét nhóm cột 7, 8, 13 tạo thành một tam giác có:
a
13-8
= 59,169 (m) ; a
13-7
= 51,157 (m ) ; a
7-8
= 34 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là
P =
2
34157,51169,59 ++
= 72,163 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.

D =
()
)(351,59
)34 72,163.(157,51 72,163).169,59 72,163.( 72,163.2
34.157,51.169,59
m=
−−−


⇒
h
a
=
8
D
=
8
351,59
= 7,419 (m)
* Xét nhóm cột 7, 13, 14 tạo thành một tam giác có:
a
7-13
= 51,157 (m) ; a
13-14
= 41,231 (m ) ; a
7-14
= 54,562 (m )
- Nửa chu vi của tam giác là
P =
2

562,54157,51231,41 ++
= 73,475 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(542,57
)562,54 73,475.(157,51 73,475).231,41 73,475.( 73,475.2
562,54.157,51.231,41
m=
−−−


⇒
h
a
=
8
D
=
8
542,57
= 7,193 (m)
* Xét nhóm cột 6, 7, 14 tạo thành một tam giác có:
a
6-7
= 34 (m) ; a
7-14
= 54,562 (m ) ; a
6-14
= 41,049 (m)

- Nửa chu vi của tam giác là:
P =
2
049,41562,5434 ++
= 64,806(m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(627,54
)049,4164,806.(562,5464,806).3464,806.(64,806.2
049,41.562,54.34
m=
−−−


⇒
h
a
=
8
D
=
8
627,54
= 6,828 (m)
* Xét nhóm cột 14, 15, 16 tạo thành một tam giác vuông có:
a
14-15
= 44,5 (m) ; a
15-16

= 30 (m )
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
27

Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
)(668,53305,44
22
m=+

⇒
h
a
=
8
D
=
8
668,53
= 6,709 (m)

* Xét nhóm cột 14, 13, 16 tạo thành một tam giác có:
a
14-13
= 41,231 (m) ; a
16-14
= 53,668 (m ) ; a
13-16
= 35,92 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P =
2
92,35668,53231,41 ++
= 65,410(m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(705,53
)92,3565,410.(231,4165,410).668,5365,410.(65,410.2
92,35.231,41.668,53
m=
−−−


⇒
h
a
=
8
D
=

8
705,53
= 6,713 (m)
* Xét nhóm cột 13, 16, 17 tạo thành một tam giác có:
a
16-13
= 35,92 (m) ; a
16-17
= 60 (m ) ; a
17-13
= 60,747 (m)
- Nửa chu vi của tam giác
P =
2
747,606092,35 ++
= 78,334(m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
()
)(248,63
)92,3578,334.(747,6078,334).6078,334.(78,334.2
92,35.747,60.60
m=
−−−

⇒ h
a
=
8
D

=
8
169,61
= 7,906 (m)
Nhận xét:
Sau khi đã tính toán chiều cao tác dụng tối thiểu cho các nhóm cột bảo vệ
ta thấy h
a
= 8,367 m là lớn nhất, vậy ta chọn độ cao tác dụng cho cả trạm là 9,0
m.
b)-Tính độ cao của cột thu lôi.
Phía 220KV

Ta thấy rằng ở phía 220 KV thì độ cao lớn nhất của cột cần bảo vệ là xà
đỡ dây cao 17 m. Vậy độ cao tác dụng của các cột thu lôi phía 220KV (bao gồm
các cột: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10).
h
1
= h
a
+ h
x
= 9 + 17 = 26 m
Để tăng độ dự trữ bảo vệ chống sét cho trạm ta chọn cột có độ cao h
1
= 26 m
Phía 110KV

Field Code Changed
Field Code Changed

Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
28
Ta thấy rằng ở phía 110 KV thì độ cao lớn nhất của cột cần bảo vệ là xà
đỡ dây cao 11 m. Vậy độ cao tác dụng của các cột thu lôi phía 110KV (bao gồm
các cột : 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) là: 11 m + 9 m = 20 m .
c) T
ính bán kính của cột thu sét
- Phạm vi bảo vệ của cột thu sét cao 20 m
+ Bán kính bảo vệ cho độ cao h
x
=11 (m)
Vì h
x
= 11 (m) <
20.
3
2
= 13,33(m)
Nên R
x
= 1,5.20.(
20.8,0
11

1−
) = 9,375 (m)
- Phạm vi bảo vệ của cột thu sét cao 26 m
+ Bán kính bảo vệ cho độ cao h
x
= 17 (m)
Vì h
x
= 17 (m) <
26.
3
2
= 17,33 (m)
Nên R
x
= 1,5.26.(
26.8,0
17
1
− ) = 7,125 (m)
2) Tính phạm vi bảo vệ của các cặp cột thu sét biên.
* Xét cặp cột (1-2), (2-3), (3-4), (4-5), (5-6) có:
a = 34 (m) ; h = 26 (m)
- Độ cao bảo vệ lớn nhất ở khu vực giữa hai cột là:
h
0
= h -
7
a
=

)(143,21
7
34
26 m=−

Độ cao bảo vệ h
x
= 17 (m)
Vì h
x
= 17 (m) >
3
2
.h
0
=
3
2
.21,143 = 14,095 (m)
Nên R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
17
1
h
−
) = 0,75.21,143.(

143,21
17
1
− ) = 3,107(m)
* Xét cặp cột 1-10 và (5-6) có độ cao giống nhau có:
a = 51 (m) ; h = 26 (m)
- Độ cao bảo vệ lớn nhất ở khu vực giữa hai cột là:
h
0
= h -
7
a
=
)(714,18
7
51
26 m=−

- Bán kính kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x
= 17 (m)
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
29
V

ì h
x
= 17 (m) >
3
2
.h
0
=
3
2
.18,714 = 12,467 (m)
Nên R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
17
1
h
−
) = 0,75.18,714.(
714,18
17
1
− ) = 1,286(m)
* Xét cặp cột 10 – 11 có độ cao khác nhau
có a = 41,094 (m) ; h
10
= 26 (m) ; h

11
= 20 (m)
Vì h
11
= 20 (m) >
3
2
.h
10
= 17,33 (m). Do vậy từ hình, vẽ cột giả định
N’
11

có độ cao là 20 (m) nằm cách cột N
10
một khoảng là x được xác định
theo
x = 0,75.h
10
.(
10
11
1
h
h
−
) = 0,75.26.(
26
20
1

−
) = 4,5 (m)
Vậy khoảng cách từ cột giả định đến cột N
11
là
a’ = a – x = 41,094 – 4,5 = 36,594 (m)
Phạm vi bảo vệ của hai cột N
11
– N
10
có độ cao khác nhau được biểu diễn
như hình vẽ.

+ Độ cao bảo vệ lớn nhất ở giữa hai cột N
11
và N’
11
là.
h
0
= h
10
-
7
'a
= 20 -
7
594,36
= 14,772 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.

+ Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
= 11 (m) >
3
2
.h
0
=
3
2
.14,772 = 9,848 (m)
a
a' x 0,75.h
10
0,7.h
11
1,5.h
11
1,5.h
10
0,2.h
10
h
10
0,2.h
11
h

11
N
11
N'
11
N
10
h
0
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Formatted: Font: Times New Roman
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
30
N
ên : R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
11
1

h
−
) = 0,75.14,772.(
772,14
11
1
− ) = 2,829 (m)
* Xét cặp cột 18-11 và 14-15 cao bằng nhau có a = 44,5 (m) ; h = 20 (m)
Độ cao bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
h
0
= h -
7
a
= 20 -
7
5,44
= 13,643 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
+ Độ cao bảo vệ h
x
= 11 (m)
Vì h
x
= 11 (m) >
3
2
.h
0
= 9,095 (m)

Nên : R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
11
1
h
−
) = 0,75.13,643.(
643,13
11
1−
) = 1,982 (m)
* Xét cặp cột 18-17 có độ cao bằng nhau có a = 50 (m) ; h = 20 (m)
Độ cao bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
h
0
= h -
7
a
= 20 -
7
50
= 12,857 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
+ Độ cao bảo vệ h
x
= 11 (m)

Vì h
x
= 11 (m) >
3
2
.h
0
= 8,57 (m)
Nên : R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
11
1
h
−
) = 0,75.12,857.(
857,12
11
1−
) = 1,404 (m)
* Xét cặp cột 16-17 có độ cao bằng nhau có a = 60 (m) ; h = 20 (m)
Độ cao bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
h
0
= h -
7
a

= 20 -
7
60
= 11,429 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
+ Độ cao bảo vệ h
x
= 11 (m)
Vì h
x
= 11 (m) >
3
2
.h
0
= 7,619 (m)
Nên : R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
11
1
h
−
) = 0,75.11,429.(
429,11
11
1

− ) = 0,322 (m)
* Xét cặp cột 16-15 có độ cao bằng nhau có a = 30 (m) ; h = 20 (m)
Độ cao bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
31
h
0
= h -
7
a
= 20 -
7
30
= 15,714 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
+ Độ cao bảo vệ h
x
= 11 (m)

Vì h
x
= 11 (m) >
3
2
.h
0
= 10,476 (m)
Nên : R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
11
1
h
−
) = 0,75.15,714.(
714,15
11
1
− ) = 3,536 (m)
* Xét cặp cột 6 – 14 có độ cao khác nhau
có a = 41,049 (m) ; h
6
= 26 (m) ; h
14
= 20 (m)
Vì h

14
= 20 (m) >
3
2
.h
6
= 17,33 (m). Do vậy từ hình vẽ cột giả định N’
14

có độ cao là 20 (m) nằm cách cột N
6
một khoảng là x được xác định theo
x = 0,75.h
6
.(
6
14
1
h
h
−
) = 0,75.26.(
26
20
1
−
) = 4,5 (m)
Vậy khoảng cách từ cột giả định đến cột N
14
là

a’ = a – x = 41,049 – 4,5 = 36,549 (m)
Phạm vi bảo vệ của hai cột N
14
– N
6
có độ cao khác nhau được biểu diễn
như hình vẽ.

+ Độ cao bảo vệ lớn nhất ở giữa hai cột N
14
và N’
14
là.
h
0
= h
2
-
7
'a
= 20 -
7
549,36
= 14,779 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là.
+ Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
a
a'

x 0,75.h
6
0,7.h
14
1,5.h
14
1,5.h
6
0,2.h
6
h
6
0,2.h
14
h
14
N
14
N'
14
N
6
h
0
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed

Formatted: Font: Times New Roman
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
32
V
ì h
x
= 11 (m) >
3
2
.h
0
=
3
2
.14,779 = 9,853 (m)
Nên : R
0x
= 0,75.h
0
.(
0
11
1
h
−
) = 0,75.14,779.(
779,14

11
1
− ) = 2,834 (m)
Nhận xét:
- Sau khi tính toán các phạm vi bảo vệ của các cặp cột thu sét biên của
trạm ta có bảng tổng hợp sau
Các cặp cột Khoảng
cách a(m)
Độ cao các cột (m) Bán kính
(m)
Độ cao cột
h
0
(m)
Độ cao cột
1(m)
Độ cao cột
2 (m)
1-2 34 21,143 26 26 3,107
2-3 34 21,143 26 26 3,107
3-4 34 21,143 26 26 3,107
4-5 34 21,143 26 26 3,107
5-6 51 18,714 26 26 1,286
1-10 51 18,714 26 26 1,286
10-11 41,094 14,772 26 22 2,829
11-18 44,5 13,643 22 22 1,982
18-17 50 12,857 22 22 1,404
17-16 60 11,429 22 22 0,322
16-15 30 15,714 22 22 3,536
15-14 44,5 13,643 22 22 1,982

14-6 41,049 14,779 26 22 2,834

Field Code Changed
Field Code Changed
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
33


















X
ác định khoảng cách cột và điều kiện chọn h
a
phía thiết bị, đường dây

cấp điện áp 110 KV.
* Xét nhóm cột N
18
, N
17
, N
14
tạo thành một tam giác có:
4
10 9
5.5
10 10 8
7
19
7
17 17 17
5.5
12 17 17 17 17 17 17 17 17 38
12
345
678910
11 12
13
14
15161718
KV NHμ §I£ï HμNH
BÓ N¦íC CH
NHμ NGHØ CA