CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP BỆT CÔNG SUẤT 100 KVA – 10/0,4 kV

1

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP BỆT
CÔNG SUẤT 100 KVA – 10/0,4 kV

Công suất
(kVA)
Điện áp
(kV)
ΔP
0

(W)
ΔP
N

(W)
U
N

(%)
Kích thước:
Dài-rộng-cao
(mm)
Trọng lượng
(kG)
100
10/0,4
320
2050

4,5
900-730-1365
630
2

Phần mở đầu:
Trong ngành điện lực việc thiết kế trạm biến áp là một công việc được quan
tâm, vì khi tính toán cung cấp điện cho một cụm dân cư, một khu phố hay một
khu công nghiệp thì trạm biến áp là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ
thống cung cấp điện.
Trong phần thiết kế trạm biến áp ta tiến hành những công việc sau:
1. Chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây của trạm.
2. Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp.
3. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra thiết bị đã chọn.
4. Tính toán nối đất.
Các số liệu ban đầu:
1. Trạm biến áp có công suất 100 kVA.
2. Điện trở suất của đất

=0,4.10
4
Ω.cm
3. Công suất cắt ngắn mạch S
N
= 250 MVA.
I. Chọn máy biến áp và sơ đồ trạm:
I.1. Chọn MBA
Ta chọn máy biến áp có hệ thống làm mát tự nhiên bằng dầu loại
100 kVA – 10/0,4 kV do ABB chế tạo có các thông số sau:
Công suất

(kVA)
Điện áp
(kV)
ΔP
0

(W)
ΔP
N

(W)
U
N

(%)
Kích thước:Dài-rộng-cao
(mm)
Trọng lượng
(kG)
100
10/0,4
320
2050
4,5
900-730-1365
630

II.1. Sơ đồ trạm
Theo yêu cầu thiết kế trạm một MBA.
Phía cao áp

+Phía cao áp của trạm được cấp điện bằng đường dây trên không nên phải
đặt chống sét van
+ Do thiết kế trạm bệt nên có thể sử dụng cầu chì tự rơi
Phía hạ áp
+ Do di phụ tải bằng dây cáp ( không phải đặt chống sét van hạ áp )
+ Sử dụng Áptômát để đóng cắt phía hạ áp
3


II. Chọn thiết bị điện áp cao:
Đối với các thiết bị cao áp ta chọn theo điều kiện sau:
U
dmtb
≥ U
dmmạng
= 10 kV
Dòng điện làm việc cực đại của MBA:
I
dmtb
≥ I
lvmax
=
dm
S 100
5,77A
3.U 3.10


U
dm

≥ U
dmmạng
I
dmtb
≥ I
lvmax.

II.1. Cầu chì tự rơi :
Điều kiện :
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Điện áp định mức, kV
U
đm.cc


U
đm.m

Dòng điện định mức, A
I
đm.cc


I
cb
Công suất cắt định mức, MVA
S
đm.cắt


S
N
Dòng điện cắt định mức, kA
I
đm.cắt


I
’’


Trong đó :
U
đm.m
: Điện áp định mức của mạng điện;
I
cb
: Dòng điện làm việc cưỡng bức, xác định theo từng sơ đồ cụ
thể :
S
N
: Công suất cắt ngắn mạch

;
I∞ , I
’’
: Dòng ngắn mạch vô cùng và siêu quá độ ;
I
N

: Dòng ngắn mạch. Trong thiết kế ta coi ngắn mạch ở xa
nguồn do đó thành phần dòng ngắn mạch không chu kì đã tắt, khi đó :I
N
=I
’’
= I
∞

S
N
=
''
3. . 3. .
tb N
U I U I
; U
tb
= 1,05 U
đm.m
.
I
xk
: Dòng ngắn mạch xung kích,
''
1,8. 2
XK
II
;
Chọn:
+ Dòng điện lớn nhất lâu dài đi qua cầu chì chính là dòng quá tải của

MBA, thường trong những giờ cao điểm cho phép MBA quá tải 25%. Vậy dòng
điện cưỡng bức là :
4


100
1,25. 1,25. 7,217
310
cb qtMBA dm
I I I A   

Vậy ta chọn cầu chì tự rơi do Chance chế tạo có các thông số kĩ thuật trong
bảng :
Loại
Mã số
U
đm
,
Kv

I
đm
,
A
Số lần
cắt tải
I
N

,

kA
Khối
lượng,
kG
15 kV có điện áp chịu
đựng 95 kV
C730-
114PB
15
100
200
16
10,3



II.2. Lựa chọn thanh dẫn cứng :
Điều kiện
Dùng thanh dẫn cứng để mọi đường dây đấu điện đến cũng như mọi đường
dây đấu điện ra sử dụng được với dòng lớn
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép , A
k
1
.k
2
.I
cf


I
cb
Khả năng ổn định động
cp tt



Khả năng ổn dịnh nhiệt
F



qd
It



Trong đó :
k
1
= 1 – sử dụng với thanh dẫn đặt đứng ;
k
1
= 0,95 – sử dụng với thanh dẫn nằm ngang;
k
2
:Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ thoe môi trường :

2

70
70 35
0,882
70 70 25
xq
ch
k




  



- Hệ số nhiệt độ, với đồng

= 6, với nhôm

= 11 ;
t
qd
– thời gian quá độ, với ngắn mạch xa nguồn t
qd
= t
c;
cp

- Ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn
Với thanh dẫn nhôm :

700
cp


kG/cm
2
Với thanh dẫn đồng :
1400
cp


kG/cm
2

tt

- Ứng suất tính toán :
5


tt
M
W


, kG/cm
2
;
W – Mo men chống uốn của các loại thanh dẫn, kGm;
M – Mo men uốn tính toán :

.
10
tt
Fl
M 
, kGcm ;
F
tt
– Lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch

2
1,76.10 .
tt xk
l
Fi
a


, kG ;
Với :
l - Khoảng cách giữa các nhịp trong một pha, cm;
a - Khoảng cách giữa các pha , cm;

Chọn
Ta chọn thanh dẫn tròn bằng đồng, được sơn để phân biệt pha có các
thông số :
Đường kính,
mm
Tiết diện,

mm
2
Trọng lượng,
Kg/m
Vật liệu
I
cf
(A)
8
50,3
0,447
E- C
u
– F37
179

II.3. Lựa chọn sứ cách điện
Điều kiện
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Đại lượng chọn và kiểm tra
U
đm.S

U
đm.m

Điện áp định mức, kV
I
đm.S


I
cb

Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG
F
cf


F
tt


Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA
.dm nh
II




Trong đó :
F
cf
- Lực cho phép tác động lực lên đầu sứ, F
cf
= 0,6. F
ph
(Lực phá
hoại )

k – Hệ số hiệu chỉnh, k =
'H
H

Trong đó : H, H
’
– Chiều cao ghi trên hình vẽ
6

Chọn
Chọn cách điện đỡ kiểu có chân sắt, có đai kim loại ở đầu sứ để bắt thanh dẫn
Loại sứ
Điện áp định mức,
kV
Độ cao (mm)
Lực phá hoại, kG
ИШД
10
210
2000
II.4.Chống sét van:
Các vị trí đặt chống sét van:
Ta sử dụng cách đấu ở phương án 3 : Đấu chống sét van vào trạm, vùa đảm
bảo an toàn cho cầu chì tự rơi vừa thuận tiện cho sửa chữa thay thế chống sét
van.



Điều kiện :
.dmcsv dm m

UU

Dùng chống sét van do SIEMENS chế tạo có các thông số kĩ thuật cho ở
bảng :
Loại
Vật liệu
U
đm
, kV
Dòng điện phóng
định mức, kV
Vật liệu vỏ
3EA1
S
i
C
24
5
Nhựa

III. Chọn thiết bị điện hạ áp:
Khi chọn các thiết bị điện hạ áp ta dựa vào những điều kiện sau:
I
lvmax
=
dm
dm
S 100
144,34A
3.U 0,4. 3



U
dm
≥ U
dmmạng
I
dmtb
≥ I
lvmax.
Yêu cầu bố trí thiết bị điện trong tủ hạ áp sao cho gọn thoáng, dễ kiểm tra
và thao tác.
III.1. Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối.
Cáp chọn theo điều kiện phát nóng (áp dụng lưới hạ áp công nghiệp và sinh
hoạt đô thị ). Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức :
7

k
1
k
2
. I
cp
≥ I
lvmax.

Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo PVC(3

35 +1


25 ) .
Các thông số được ghi trong bảng :

F (mm
2
)
d (mm)
m
(kg/km)
R
0

(Ω/km) ở 20
0
C
I
cp
(A)
Lõi
Vỏ
Trong nhà
Ngoài trời
Min
Max
4G35
7,1
23
28,5
1730
0,524

174
158

III.2. Chọn tủ phân phối :
Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – sâu 0,4 m.
a,Thanh cái hạ áp:
Điều kiện
Dùng thanh dẫn cứng để mọi đường dây đấu điện đến cũng như mọi đường
dây đấu điện ra sử dụng được với dòng lớn
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép , A
k
1
.k
2
.I
cf


I
cb
Khả năng ổn định động
cp tt



Khả năng ổn dịnh nhiệt
F


qd
It



Trong đó :
k
1
= 1 – sử dụng với thanh dẫn đặt đứng ;
k
1
= 0,95 – sử dụng với thanh dẫn nằm ngang;
k
2
:Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ thoe môi trường :

2
70
70 35
0,882
70 70 25
xq
ch
k





  



- Hệ số nhiệt độ, với đồng

= 6, với nhôm

= 11 ;
t
qd
– thời gian quá độ, với ngắn mạch xa nguồn t
qd
= t
c;
cp

- Ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn
Với thanh dẫn nhôm :
700
cp


kG/cm
2
Với thanh dẫn đồng :
1400
cp



kG/cm
2

tt

- Ứng suất tính toán :
8


tt
M
W


, kG/cm
2
;
W – Mo men chống uốn của các loại thanh dẫn, kGm;
M – Mo men uốn tính toán :

.
10
tt
Fl
M 
, kGcm ;
F
tt
– Lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch

2
1,76.10 .
tt xk
l
Fi
a


, kG ;
Với :
l - Khoảng cách giữa các nhịp trong một pha, cm;
a - Khoảng cách giữa các pha , cm;

Chọn
Ta chọn thanh góp bằng đồng, tiết diện chữ nhật , được sơn để phân
biệt pha có các thông số :
Kích thước,
mm
Tiết diện cảu
1 thanh, mm
2

Trọng lượng,
Kg/m
I
cf
(A)
25

3

75
0,668
340
b. Chọn Áptomát tổng:
Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn
mạch.
Điều kiện:
U
đmA

U
đmLĐ

I
đmA

I
tt

I
cđmA

I
N

Chọn
Chọn áptômát do Merlin Gerin chế tạo, có các thông số kĩ thuật :
Áptômát
Loại
U

đmA
, V
I
đmA
, A
I
cđm
, kA
AT
NS225E
500
225
7,5

c. Chọn áp tô mát nhánh
9

Từ thanh cái hạ áp có 3 lộ ra có I
lv
=
144,34
48,113A
3


Chọn áptômát do Merlin Gerin chế tạo, có các thông số kĩ thuật :
Áptômát
Loại
U
đmA

, V
I
đmA
, A
I
cđm
, kA
AT
C100E
500
100
8

d.Chọn máy biến dòng:
Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau:
I
dmBI

tt
I
1,2

=
144,34
120,28
1,2

A
U
dm

≥ U
dmmạng
Phụ tải thứ cấp của BI bao gồm:
1. Ampemét : 0,1 VA
2. Công tơ hữu công : 2,5 VA
3. Công tơ vô công : 2,5 VA
Tổng phụ tải : 5,1 VA
Chọn dùng biến dòng hạ áp do công ty đo điện HÀ NỘI chế tạo, số lượng 3
BI đặt trên 3 pha đấu hình sao.
Loại
U
đm ,
V
I
đm ,
A
I
2đm ,
A
Số vòng
sơ cấp
Dung
lượng
Cấp
chính xác
DB5/1
600
1506
5
1

10
0,5
Dây dẫn dùng dây đồng tiết diện 2,5 mm
2
.
e. Chọn công tơ đo đếm:
Công tơ
Đồng hồ Vôn
Đồng hồ Ampe
P + Q
3 x 5 (A)
220/380 (V)

378

378

f, Chọn sứ hạ thế
Điều kiện
10

Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Đại lượng chọn và kiểm tra
U
đm.S

U
đm.m

Điện áp định mức, kV
I
đm.S


I
cb

Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG
F
cf


F
tt


Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA
.dm nh
II




Trong đó :
F
cf
- Lực cho phép tác động lực lên đầu sứ, F
cf
= 0,6. F

ph
(Lực phá
hoại )
k – Hệ số hiệu chỉnh, k =
'H
H

Trong đó : H, H
’
– Chiều cao ghi trên hình vẽ
Chọn
Loại
U
dm
(kV)
U
phá hoại
(kV)
F
phá hoại
(kg)
Khối lượng
(kg)
0

-1-375
1
11
375
0,7

11

IV. Tính ngắn mạch:
- Giả thiết ngắn mạch sảy ra là ngắn mạch 3 pha đối xứng ta coi : I” = I

.
- Thời gian tồn tại của ngắn mạch bằng thời gian bảo vệ của Rơle và Máy cắt.
I”: Dòng điện siêu quá độ.
I


: Giá trị tức thời của dòng điện ngắn mạch trong chế độ xác lập.
I
xk
: Trị số tức thời của dòng điện xung kích.
I
xb
: Giá trị hiệu dụng lớn nhất của dòng ngắn mạch.
IV.1.Các bước tiến hành tính ngắn mạch:
Tính ngắn mạch tại hai điểm theo sơ đồ sau:

a.Tính ngắn mạch tại điểm N
1
:
Ta tính ngắn mạch 3 pha đối xứng và nguồn được coi là có công suất
vô cùng lớn vì trạm biến áp ở xa nguồn khi tính toán ngắn mạch ta có thể
xem: I
N
= I” = I


.
Sơ đồ thay thế :


12

Điện kháng hệ thống :
U
tb
= 1,05.U
dm
= 1,05.10 = 10,5 kV.
X
HT
=
22
dm
N
U 10,5
0,441( )
S 250
  

Điện trở và điện kháng của dây dẫn đối với dây AC-50
Ta có: r
0
= 0,65 (Ω/km) , x
0
= 0,392 (Ω/km) & L = 4 (km)
R

D1
= r
0.
L = 0,65.4 = 2,6 (Ω)
X
D1
= x
0.
L = 0,392.4 = 1,568 (Ω)
Tổng trở từ hệ thống đến đầu điểm N
1
:
Z
Σ1
= R
D1
+j(X
HT
+ X
D1
) = 2,6 +j(1,568 +0,441) = 2,6+ j.2,009 (Ω)
Dòng điện ngắn mạch 3 pha:
I
N
=
dm
22
1
U 10,5
Z . 3

3. (2,6 2,009 )



1,845 (kA)
Dòng điện xung kích tính toán:
I
xk2
=
xk N1
2.k .I 2.1,8.1,845 4,697(kA)

b.Tính ngắn mạch tại điểm N
2
:
Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA là nguồn , vì vậy điện áp
phía hạ áp không thay đổi khi sảy ra ngắn mạch. Do đó ta có: I
N
= I” = I

.
Sơ đồ thay thế:


Tổng trở biến áp quy về hạ áp :

22
64
2
. %.

.10 . .10
N dmBA N dmBA
BA
dmBA dmBA
P U U U
Zj
SS



=
22
64
2
2,05.0,4 4,5.0,4
.10 . .10 32,8 72
100 100
j j m   

Cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 10 m , do đó ta có:
Z
D2
= R
D2
= 0,524.10.10
-3
= 0,00524 (Ω)
Tổng trở của Aptomát tổng:
Z
AT

= R
AT
+j X
AT
= (R
1
+ R
2
) + j X
AT
= 0,6 + 0,28+j0,36(mΩ)
13

R
1
: Điện trở tiếp xúc của áptômát 200 A;
R
2
, X
AT
: Điện trở và điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá dòng của AT .
Do đó ta có tổng trở:
Z
Σ2
= Z
B
+ Z
D2
+ Z
AT

= 32,8+j72 +5,24+ 0,88 +j0,36
= 38,92+j 72,36 (Ω)
Do đó dòng điện ngắn mạch 3 pha:
I
N2
=
dm
22
2
U 400
2,810(kA)
Z . 3
3. (38,92 72,36 )




Dòng điện xung kích tính toán:
I
xk2
=
xk N2
2.k .I 2.1,3.2,810 5,166(kA)

IV.2. Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn
IV.2.1. Các thiết bị điện cao áp
1. Cầu chì tự rơi :
Kiểm tra :
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện

Điện áp định mức, kV
U
đm.cc
= 15

U
đm.m
= 10
Dòng điện định mức, A
I
đm.cc
=100

I
cb
= 7,217
Công suất cát định mức, MVA
S
đm.cắt
=
3.10.100


S
N
=
3.10.1,845

Dòng điện cắt định mức, kA
I

đm.cắt
= 16


I
’’
= 1,845

2. Thanh dẫn cứng :
Ta có :
+
2
70
70 35
0,882
70 70 25
xq
ch
k




  

, chọn k
1
= 1;
+
100

1,25. 1,25. 7,217
310
cb qtMBA dm
I I I A   

+
22
120
1,76.10 . 1,76.10 . .4,697 0,153
65
tt xk
l
Fi
a

  
kG
+
.
0,153.120
1,83
10 10
tt
Fl
M   
kGcm ;
14

+
1,83

29,05
0,063
tt
M
W

  
kG/cm
2

Vì : Với thanh dẫn tròn W =
33
3,14.0,8
0,063
32 32
D


cm
3
;



Kiểm tra
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép , A
k
1

.k
2
.I
cf
= 214,33

I
cb
= 7,217
Khả năng ổn định động
1400 29,05
cp tt

  

Khả năng ổn dịnh nhiệt
F = 50,3



qd
It


=
= 6.2,810.
0,7
= 14,106

Sứ cách điện

+ k =
' 210 4
1,019
210
H
H


, vậy k.F
tt
= 1,019.0,153= 0,155 kG
+ F
cf
= 0,6.2000 = 1200 kG
Kiểm tra
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Đại lượng chọn và kiểm tra
U
đm.S
= 10+

U
đm.m
= 10
Điện áp định mức, kV
I
đm.S



I
cb
: Chỉ áp dụng với sứ xuyên
Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG
F
cf
= 1200



F
tt
= 0,157

Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA
.dm nh
II


: Chỉ áp dụng với sứ xuyên
4.Chống sét van:
Kiểm tra :

.
11 10
dmcsv dm m
UU  


Thỏa mãn

IV.2.2. Các thiết bị điện hạ áp
1. Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối.
Cáp chọn theo điều kiện phát nóng (áp dụng lưới hạ áp công nghiệp và sinh
hoạt đô thị ). Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức :
k
1
k
2
. I
cp
≥ I
lvmax.

15

Dòng hạ áp tổng của MBA – 100 kVA bằng :

100
144,338
3 3.0,4
dmB
tt dmB
dmB
S
II
U
   
A
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo PVC(3


35 +1

25 ) .
Các thông số được ghi trong bảng :

F (mm
2
)
d (mm)
m
(kg/km)
R
0

(Ω/km) ở 20
0
C
I
cp
(A)
Lõi
Vỏ
Trong nhà
Ngoài trời
Min
Max
4G35
7,1
23
28,5

1730
0,524
174
158

Kiểm tra :
+Vì t = 25
0
và cáp đặt riêng 1 rãnh nên k
1
= k
2
= 1, vậy 1.1.158 >144,3

chọn cáp thoả mãn
+ Không cần kiểm tra điều kiện ∆U vì đường dây ngắn ;
+ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch :
F



. I
N
.
t

35

6. 2,810 .
0,5

= 11,92
Vậy cáp chọn là thỏa mãn
2.Thanh cái hạ áp:
Tính toán
+
2
70
70 35
0,882
70 70 25
xq
ch
k




  

, chọn k
1
= 1;
+
100
1,25. 1,25. 180,422
3.0,4
cb qtMBA dm
I I I A   

+ Tính F

tt

Dự định đặt 3 thanh góp 3 pha cách nhau 15 cm, mỗi thanh được đặt
trên 2 sứ khung tủ cách nhau 70 cm :
22
70
1,76.10 . 1,76.10 . .5,166 0,42
15
tt xk
l
Fi
a

  
kG
+
.
0,42.70
2,97
10 10
tt
Fl
M   
kGcm ;
16

+
2,97
79,2
0,0375

tt
M
W

  
kG/cm
2

Vì : Với thanh dẫn tiết diện chữ nhật 25

3 đặy đứng
W =
2
25.3
0,0375
6

cm
3
;
Kiểm tra
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép , A
k
1
.k
2
.I
cf

= 299,88

I
cb
= 180,422
Khả năng ổn định động
1400 79,2
cp tt

  

Khả năng ổn dịnh nhiệt
F = 75



qd
It


=
= 6.2,810.
0,5
= 11,92

3. Chọn Áptomát tổng:
Kiểm tra
+ I
đmA
= 225


I
tt
= 144,34 A
+ Kiểm tra rheo điều kiện cắt dòng ngắn mạch :
I
cđmA
= 7,5


I
N
= 2,810

Thỏa mãn
4. Chọn Áptomát nhánh:
Không cần tính ngắn mạch tại N
3
, N
4
, N
5
để xác định dòng ngắn mạch qua
A
3
, A
4
, A
5
, vì cả 3 áptômát này đều có cùng dòng cắt định mức 8 kA, lớn hơn trị

số dòng ngắn mạch tính toán.
5. Máy biến dòng:
+ I
dmBI
= 1056

120,28
A
+ U
dmBI
= 600

> U
dmLĐ
= 400
Các máy biến dòng đặt trong tủ phân phối hạ áp của trạm biến áp có phụ tải
rất nhỏ, dây dẫn từ BI đến các đồng hồ là rất ngắn

Dây dẫn dùng dây đồng
tiết diện 2,5 mm
2
đảm bảo được độ chính xác cho đồng hồ đo đếm. Vậy BI dã
chọn là thỏa mãn.
17

V. Tính toán nối đất cho trạm biến áp:
Trong các trạm biến áp thì nối đất an toàn và nối đất làm việc thường được
nối chung với nhau. Điện trở nối đất của toàn trạm biến áp hạ áp với công suất
không quá 320 kVA thường có R
d

≤ 4 Ω. Căn cứ vào điện trở xuất của đất


=0,4.10
4
Ω.cm , mặt bằng của trạm có đủ điều kiện đóng cọc tiếp đất thì ta chọn
phương án nối đất của trạm, sau đó tính toán điện trở nối đất của phương án đã
chọn.
Nếu trong trường hợp R
tt
= 4 Ω thì phương án nối đất đạt yêu cầu nếu R
tt
>
4 Ω , ta phải sử lý bằng cách đóng cọc cho đến khi điện trở nối đát đạt yêu cầu.


Mặt bằng bố trí tiếp địa:
Dự kiến phương án nối đất:
+Ta sử dụng mạch vòng gồm 6 cọc được nối với nhau. Mạch vòng nối đất
sẽ chôn bên trong trạm có chu vi ( 5+6 ).2 = 22 m
- Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6
- Thanh ta dùng sắt rẹt 40x4
Dự kiến phương án nối đất như hình vẽ.
Điện trở nối đất của cả Hệ thống được tính theo công thức sau:

ct
HT
c t t c
R .R
R

R . n.R .




Trong đó:
R
c
: Điện trở của cọc
R
t
: Điện trở của thanh
n : Số cọc


t
;

c
: Hệ số sử dụng của thanh và cọc.
1. Tính điện trở nối đất của cọc:
Cọc nối đất có điện trở được tính theo công thức sau:

at
2
ttc
c
2.L 1 4.t L
R (ln .ln )
2. .L d 2 4.t L







Trong đó :

at
ttc

=

.k
at
mc
. Thường lấy k
at
mc
= 1,4
L: Chiều dài cọc L = 250 cm.
18

h : Độ chôn sâu h = 0,8 m
t = h+ L/2 = 250/2+80 = 205 cm.
d: Đường kính cọc
d= 0,95.b = 0,95.6 =5,7 (cm)
Thay số vào ta có :

4

c
0,4.10 .1,4 2.250 1 4.205 250
R (ln .ln ) 17,06( )
2.3,14.250 5,7 2 4.205 250

   


2. Tính toán điện trở nối đất của thanh :
Điện trở nối đất của thanh được tính theo biểu thức sau :

2
t
k.L
R .ln
2. .L h.d




Trong đó :
L : Chiều dài của thanh (L =2200cm)
h: Độ sâu (h=80 cm)
d: Đường kính thanh
d=b/2=4/2=2 (cm)
k = 5,68.
Do đó :
Điện trở nối đất của thanh được tính :

42

t
0,4.10 .1,6 2200 .5,68
R .ln 5,58( )
2.3,14.2200 80.2
  

Điện trở nối đất của toàn trạm :
Tra bảng ta có :


c
= 0,7


t
= 0,45

ct
HT
c t t c
R .R 17,06.5,58
R 3,05( )
R . n.R . 17,06.0,45 6.5,58.0,7

   


Vậy ta có R
HT
=3,05(Ω) < R

d
= 4(Ω)
Do đó phương án nối đất vạch ra trên đây đạt yêu cầu về kỹ thuật.
VII. Kết cấu trạm :
Do điều kiện phố phường chật hẹp và dân cư đông. Nen ta không thể thiết
kế trạm bệt được do vậy ta phải thiết kế trạm treo.
19

Các thông số của trạm treo :
- Diện tích mặt bằng là : 3m x 5m =15 m
2
.
- Dựng 2 cột ly tâm cao 11m , khoảng cách cột là 3m.
- Dàn trạm cao 2,5m , tủ hạ áp có : Chiều cao 1,2m
Chiều rộng 1m
Bề dày 0,5m