[Điện Tử Học] Kỹ Thuật Điện Cao - Giông Sét Phần 2 pptx

Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
12


- Chiều rộng của phạm vi bảo vệ ở mức cao h
x
được tính theo:
- Khi h
x
>
3
2
.h thì b
x
= 0,6.h.(1-
h
h
x
)
- Khi h
x

≤

3
2
.h thì b
x
=1,2.h.(1-

h
h
x
.8,0
)
- Nếu h > 30 m thì b
x
.P ( P: Hệ số hiệu chỉnh)
b. Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
Do nửa chiều dộng của khu vực bảo vệ có xác súât 100% phóng điện
vào dây thu sét B = 2.h. nên khi dùng hai dây đặt cách nhau a = 4.h thì mọi điểm
0,2.h
2
2
h
x
1,2.h
0,6.h
b
0
hx
0,2.h2
h
Formatted: Font: Times New Roman
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
13
trên mặt đất giữa hai dây này sẽ được bảo vệ an toàn. Nếu khoảng cách a < 4.h
thì có thể bảo vệ cho các điểm giữa hai dây có mức cao tới h

0
= h -
4
a

Từ h
0
ta tính được b
0x

- Nếu h
x
>
3
2
.h
0
thì b
0x
= 0,6.h
0
.(1-
0
h
h
x
)
- Nếu h
x ≤

3
2
.h
0
thì b
0x
= 1,2.h
0
.(1-
0
8,0 h
h
x
)
Phần bên ngoài của phạm vi bảo vệ được xác định như trường hợp 1
dây còn phần bên ngoài trong được giới hạn bởi vòng cung vẽ qua ba điểm: 2
điểm treo dây thu sét và điểm giữa có độ cao h
0
= h -
4
a
.
- Do dây thu sét thường được bảo vệ chống sét cho đường dây cao áp vì
độ treo cao trung bình của dây dẫn thường lớn hơn
3
2
độ treo cao của đây thu
sét (Tỉ lệ
h
h

x
= 0,8)
Nên có thể không cần đề cập đến phạm vi bảo vệ mà biểu thị bằng góc
α
. Góc bảo vệ
α
là góc giữa đường thẳng đứng với đương nối liền dây thu sét và
dây dẫn. Có thể tính toán được trị số giới hạn của góc
α
là 31
0
(tg
gh
α
=
0,6) . Nhưng thực tế chỉ lấy khoảng từ 20
0
đến 25
0
.

* Phạm vi bảo vệ của 2 dây thu sét.

* Kết luận.
Phần dẫn điện của hệ thống thu sét phải có đủ tiết diện để thoả mãn
điều kiện ổn định nhiệt khi có dòng sét đi qua. Để chống ăn mòn phần dẫn điện
cần được phun sơn hoặc tráng kẽm và không nên dùng loại dây xoắn. Các mối
dọc theo mạch điện của hệ thống thu sét phải đảm bảo có tiếp xúc tốt. Nếu
không có thể
quá nóng hoặc có phóng điện tia lửa. Thường dùng phương pháp

hàn điện hoặc bắt bu lông.
a
1,2.h
0,6.h
h
0,2.h
R
h
0
=h-a/4
h
0
Formatted: Font: Times New Roman
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
14

d. Các số liệu dung tính toán thiết kế hệ thống thu sét bảo vệ trạm
110/220 KV.
- Với trạm 220 KV gồm đường dây có điện tích là: (55,5x150)m
2
. Độ
cao xà cần bảo vệ là 17 và 11 m.
- Với trạm 110 KV gồm đường dây có điện tích là: (53,5x150)m
2
. Độ
cao xà cần bảo vệ là 11 và 8 m.
- Phần đặt máy biến áp là: (18x150)m
2

.
3. Tính toán phạm vi bảo vệ:
- Dùng cột thu sét để bảo vệ trạm như hình vẽ
1) PHƯƠNG ÁN 1.


- Phía 220 KV dùng 13
10 cột. Với cột 1, 42, 93, 114, 125, 13, được đặt
trênn
các cột đènxà có độ cao là 25,517 m. Cột N
2
6, N
3
7, N
5
8, N
6
9, N
7
10, N
8
được
đặt trên các thanh xà cố có độ cao là 11 m. Cột N
10
được đặt trên thanh xà có độ
cao là 16,5 m .

4
10
95.5

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
Formatted: Font: Times New Roman
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
15
- Phía 110 KV: Dùng 7
8 cột. Trong đó
+ Cột N
14
11, N
15
12, N
19

14, N
20
15, 16, 17, 18 được đặt trên các cột đèn có độ
cao là 15,58 m.
+ Cột N
16
, N
17
, N
18
13 được đặt trên các thanh xà có độ cao là 8 11 (m).
Vậy chiều cao tính toán bảo vệ cho trạm 220 KV là h
x
= 11 m và h
x
= 16,517 m
- Chiều cao tính toán bảo vệ cho trạm 110 KV là h
x
= 11 m và h
x
= 8 m.
* Tính toán độ cao hữu ích của cột thu lôi:
Để bảo vệ được một diện tích giới hạn bởi tam giác hoặc tứ giác thì độ
cao của cột thu lôi phải thoả mãn điều kiện.
D
≤ 8.h
a
hay h
a
≥

8
D


Trong đó.
D: Là đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác hoặc tứ giác.
h
a
: Độ cao hữu ích của cột thu lôi.
- Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột bao giờ cũng lớn hơn phạm vi
bảo vệ của một cột đơn cộng lại. Điều kiện để cho hai cột thu lôi phối hợp với
nhau được là a
≤ 7.h.
Trong đó: a – Khoảng cách giữa hai cột chống sét.
h – Chiều cao toàn bộ cột chống sét.
<
1>
Xác định khoảng cách cột và điều kiện chọn h
a
.
* Xét nhóm cột N
1
, N
2
, N
8
, tạo thành tam giác thường
a
1-8
= 52,5 m

a
2-8
= 78,6 m
a
1-2
= 72,52 m
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác thường là.
D =
Trong đó: a, b, c là ba cạnh của tam giác
P là nửa chu vi của tam giác: P =
Vậy.
P
128
= = = 101,81 (m).
D =
= 81 m
h
a128
= = = 10,125 (m).
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
16

* Xét nhóm cột N
2
, N
7
, N
8

tạo thành tam giác vuông có.
A
28
= 47 m
a
78
= 63 m
Vậy D = = 78,6 (m)
h
a278
= = 9,825 (m)
* Xét nhóm cột N
2
, N
3
, N
6
, N
7
tạo thành tứ giác có:
a
23
= 63 (m)
a
67
= 63 (m)
a
27
= a
36

= 47 (m)
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đường chéo là:
D = = 78,6 (m)
h
a
= = 9,825 (m)
* Xét nhóm cột N
3
, N
4
, N
6
tạo thành tam giác có
a
34
= 72,52 m
a
36
= 47 m
a
46
= 79,92 m
P = = 99,72 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác là:
D =
= 80,94 (m)
h
a
= = 10,12 (m)
Xét nhóm cột N

4
, N
5
, N
6
tạo thành tam giác thường có:
a
45
= 50,8 m
a
56
= 63 m
a46 = 79,92 m
- Nửa chu vi của tam giác là:
p = = 96,86 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác là:
D =
= 79,94 (m)
h
a456
= = = 9.993 (m)
* Xét nhóm cột N
7
, N
8
, N
9
tạo thành tam giác có:
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp

ĐHBK - Hà Nội
17

a
78
= 63 m
a
89
= 57,43 m
a
79
= 90,97 m
- Nửa chu vi của tam giác là:
P = = 105,7 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
= 91,87 (m)
h
a789
= = 11,48 (m)
* Xét nhóm cột N
7
, N
9
, N
10
tạo thành tam giác có:
a
710
= 41 m

a
79
= 90,97 m
a
910
= 72,92 m
- Nửa chu vi của tam giác là:
P = = 102,45 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
= 93,08 (m)
h
a7910
= = 11,635 (m)
*Xét nhóm cột N
7
, N
10
, N
11
tạo thành tam giác có:
a
710
= 41(m )
a
1011
= 35,62 (m )
a
711
= 65,02 (m )

- Nửa chu vi của tam giác là:
P = = 70,82 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
= 93,08 (m)
h
a 7.10.11
= = =9,038 (m)
* Xét nhóm cột N
6
, N
10
, N
11
tạo thành một tam giác có:
a
10.11
= 35,62 (m)
a
6.10
= 75,166 (m )
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
18

a
6.11
= 65,02 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:

P = = 87,9 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
= 75,22 (m)
h
a 6.10.11
= = =9,4 (m)
* Xét nhóm cột N
6
, N
11
, N
12
tạo thành một tam giác có:
a
6.11
= 65,02 (m)
a
6.12
= 65,02 (m )
a
11.12
=63 (m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P = = 96,52 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
= 74,32 (m)
h
a 6.11.12

= = =9,29 (m)
* Xét nhóm cột N
5
, N
6
, N
12
tạo thành một tam giác có:
a
6.12
= 65,02 (m)
a
5.12
= 65,02 (m)
a
5.6
= 63 (m)
Ta nhận thấy nhóm cột (N
5
, N
6
, N
12
) có các kích thước bằng nhóm cột (N
6
,
N
11
, N
12

) nên
h
a 5.6.12
= 9,29 (m)
* Xét nhóm cột N
5
, N
12
, N
13
tạo thành một tam giác có:
a
5.12
= 65,02 (m)
a
5.13
= 56,88 (m)
a
12.13
= 39,5(m)
- Nửa chu vi của tam giác là:
P = = 80,07 (m)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác.
D =
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
19

= 68,6 (m)

h
a 5.12.13
= = =8,57 (m)
Qua tính toán độ cao hiệu dụng của các cặp cột thu sét trong trạm phía
điện áp 220 KV ta chọn chung một giá trị lớn nhất là 11,635.
a) Tính độ cao của cột thu sét phía điện áp 220 KV
áp dụng công thức: h = h
x
+ h
a

h = 16,5 + 11,635 = 28,135 (m)
Vậy ta chọn cột thu sét có độ cao là 29 m.
- Phạm vi bảo vệ của cột thu sét cao 29 m
+ Bán kính bảo vệ cho độ cao h
x
=11 (m)
Vì h
x
=11 (m) < = 19,33 (m)
Nên R
x
=1,5.h.(1-) =1,5.29.(1- ) = 22,875 (m)
+ Bán kính bảo vệ cho độ cao h
x
= 16,5 (m)
Vì h
x
=16,5 m < .h = .29 = 19,33 (m)
Nên R

x
= 1,5.h.(1- ) = 12,56 (m)
b) Tính phạm vi bảo vệ của các cặp cột thu sét biên.
* Xét cặp cột N
4
, N
3
có:
a = 72,52 m h = 29 m
- Độ cao bảo vệ lớn nhất ở khu vực giữa hai cột là:
h
0
= h - = 29 - = 18,64 (m)
- Bán kính kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
- Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
= 11 m < . h
0
= .18,64 = 12,43 (m)
Nên R
0x
= 1,5.h
0
.(1- 0 = 1,5.18,64.(1- )
= 7,335
Độ cao bảo vệ h
x

= 16,65 (m)
Vì h
x
= 16,65 m > .h
0
= 12,43 (m)
Nên R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.18,64.(1- )
= 1,605 (m)
* Xét cặp cột N
3
- N
2
có
a = 63 m h = 29 m
Độ cao bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
20

h
0
= h- = 29 - = 20 (m)
Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Với h
x

= 11 m
Vì h
x
= 11 m <.h
0
= . 20 = 13,33 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1-) = 1,5.20.(1- ) = 9,357 (m)
Với h
x
= 16,5 (m)
Vì h
x
= 16,5 m > .h
0
= .20 = 13,33 (m)
Nên R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.20.(1- )
* Xét cặp cột N
2
– N
1
có

a = 72,52 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
h
0
= h - = 20 - = 18,64 (m)
Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Với h
x
= 11 m
Vì h
x
= 11 m < .h
0
= 12,43 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.18,64.(1- ) = 7,335 (m)
Với h
x
= 16, 5 m
Vì h
x
=16,5 m >.h
0
= 12,43 (m)
Nên
R

0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.18,64.(1- ) = 1,605 (m)
* Xét cặp cột N
1
– N
8
có
a = 52,5 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
h
0
= h - = 29 - = 21,5 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
=11 m <.h
0
= .21,5 =14,33 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.21,5(1- ) = 3,75 (m)
Độ cao bảo vệ h

x
= 16,5 m
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
21
V
ì h
x
= 16,5 m > 2/3 h
0
= 13,75 m nên
R
0x
= 0,75 . h
0
( 1- h
x
/ h
0
) = 0,75 . 21,5 ( 1 – 16,5/21,5 ) = 3,75 m
* Xét cặp cột N
8
– N
9
có
a = 57,43 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
h
0

= h - = 29 - = 20,8 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
=11 m <.h
0
= .20,8 =13,86 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.20,8(1- ) = 10,58 (m)
Độ cao bảo vệ h
x
= 16,5 m
Vì h
x
=16,5 m >.h
0
= .20,8 =13,86 (m)
Nên
R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.20,8(1- ) = 3,23 (m)

* Xét cặp cột N
9
– N
10
có
a = 72,92 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
h
0
= h - = 29 - = 18,58 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
=11 m <.h
0
= .18,58 =12,38 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.18,58(1- ) = 7,25 (m)
Độ cao bảo vệ h
x
= 16,5 m
Vì h
x

=16,5 m >
8,20
11
.h
0
= .18,58 =12,38 (m)
Nên
R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.18,58(1- ) = 1,56 (m)
* Xét cặp cột N
10
– N
11
có
a = 35,62 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao
áp
ĐHBK - Hà Nội
22

h
0
= h - = 29 - = 23,91 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x

= 11 m
Vì h
x
=11 m <.h
0
= .23,91 = 15,94 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.23,91(1- ) = 15,24 (m)
Độ cao bảo vệ h
x
= 16,5 m
Vì h
x
=16,5 m >.h
0
= .23,91 = 15,94(m)
Nên
R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.23,91(1- ) = 5,56 (m)
* Xét cặp cột N
11
– N
12

có
a = 63 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
h
0
= h - = 29 - = 20 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
=11 m <.h
0
= .20 = 13,33 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.20(1- ) = 9,375 (m)
Độ cao bảo vệ h
x
= 16,5 m
Vì h
x
=16,5 m >.h
0
= .20 = 13,33(m)
Nên

R
0x
= 0,75.h
0
.(1- ) = 0,75.20(1- ) = 2,625 (m)
* Xét cặp cột N
12
– N
13
có
a = 39,5 m h = 29 m
Độ cao lớn nhất giữa hai cột là:
h
0
= h - = 29 - = 23,36 (m)
- Bán kính bảo vệ lớn nhất giữa hai cột là:
Độ cao bảo vệ h
x
= 11 m
Vì h
x
=11 m <.h
0
= .23,36 = 15,57 (m)
Nên
R
0x
= 1,5.h
0
.(1- ) = 1,5.23,36(1- ) = 15,57 (m)