Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện trịnh bá mạnh

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 1 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4
PHẦN I : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP VÀ
ĐƢỜNG DÂY 220/110kV 8
HIỆN TƢỢNG GIÔNG SÉT VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ TỚI HỆ CHƢƠNG 1 :
THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 8
1.1 Hiện tƣợng giông sét 8
1.2 Tình hình giông sét ở Việt Nam 8
1.3. Ảnh hƣởng của giông sét đến hệ thống điện Việt Nam 10
TÍNH TOÁN BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁPCHƢƠNG 2 :
12
2.1. Lý thuyết chung 13
2.1.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống sét 13
2.1.2. Cách xác định, công thức tính phạm vi bảo vệ của cột 15
2.2. Mô tả trạm biến áp cần bảo vệ 21
2.3. Tính toán các phƣơng án bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm biến áp 22
2.3.1. Phƣơng án 22
2.3.2. Tính toán độ cao hữu ích của cột thu lôi: 24
2.3.3. Chọn độ cao tác dụng cho toàn trạm biến áp 25
THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 31 CHƢƠNG 3 :
3.1. Mở đầu 31
3.2. Các yêu cầu kĩ thuật 31
3.3. Lý thuyết tính toán nối đất 33

3.3.1. Tính toán nối đất an toàn 33
3.3.2. Nối đất tự nhiên 33
3.3.3. Nối đất nhân tạo 34
3.3.4. Tính toán nối đất chống sét 35
3.4. Tính toán nối đất an toàn 38
3.4.1. Nối đất tự nhiên 38
3.4.2. Nối đất nhân tạo 39
3.4.3. Nối đất chống sét 41
3.4.4. Nối đất bổ sung 44
BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐƢỜNG DÂY 51 CHƢƠNG 4 :
4.1. Mở đầu 51
4.2. Chỉ tiêu bảo vệ chống sét đƣờng dây 51
4.2.1. Cƣờng độ hoạt động của sét 51
4.2.2. Số lần sét đánh vào đƣờng dây 51
4.2.3. Số lần phóng điện do sét đánh 53
4.3. Tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét đƣờng dây. 54
4.3.1. Mô tả đƣờng dây cần bảo vệ 54
4.3.2. Độ võng, độ treo cao trung bình, tổng trở, hệ số ngẫu hợp của đƣờng dây 56
4.3.3. Tính số lần sét đánh vào đường dây 60
4.3.4. Suất cắt do sét đánh vào đường dây 60
PHẦN 2: QUÁ ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY SIÊU CAO ÁP VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ
KHÔNG TẢI 82
CHƢƠNG 1: TRUYỀN TẢI ĐIỆN ĐI XA 82


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 2 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

1.1 Đặc điểm của truyền tải điện đi xa 82
1.1.1 Tổng quan về hệ thống điện hợp nhất 82
1.1.2 Các vấn đề về truyền tải điện đi xa 82
1.2 Mô hình đƣờng dây siêu cao áp 83
1.2.1 Mô hình đƣờng dây ngắn 83
1.2.2 Mô hình đƣờng dây trung bình 84
1.2.3 Mô hình đƣờng dây dài 86
1.3 Vấn đề quá điện áp trên đƣờng dây cao áp vận hành ở chế độ không tải 90
1.3.1 Giới hạn quá điện áp bằng kháng điện bù ngang 90
1.3.2 Giới hạn quá điện áp bằng tụ bù dọc 91
CHƢƠNG 2: QUÁ ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY CAO ÁP VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ
KHÔNG TẢI 92
Đề bài :Quá điện áp trên đƣờng dây siêu cao áp vận hành ở chế độ không tải 92
2.1 Quá điện áp trên đƣờng dây cao áp vận hành ở chế độ không tải Error!
Bookmark not defined.
2.2 Giới thiệu Matlab 93
2.3 Phân bố điện áp khi chƣa có kháng 93
2.4 Phân bố điện áp khi có kháng 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 3 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

LỜI MỞ ĐẦU
Là một sinh viên đang học tập và rèn luyện tại trƣờng đại học Đại Học Điện Lực,
em cảm thấy một niềm tự hào và động lực to lớn cho sự phát triển của bản thân

trong tƣơng lai. Sau năm năm học đại học, dƣới sự chỉ bảo, quan tâm của các thầy
cô, sự nỗ lực của bản thân, em đã thu đƣợc những bài học rất bổ ích, đựơc tiếp cận
các kiến thức khoa học kĩ thuật tiên tiến phục vụ cho lĩnh vực chuyên môn mình
theo đuổi. Có thể nói, những đồ án môn học, bài tập lớn hay những nghiên cứu
khoa học mà một sinh viên thực hiện chính là một cách thể hiện mức độ tiếp thu
kiến thức và vận dụng sự dạy bảo quan tâm của thầy cô.
Chính vì vậy em đã dành thời gian và công sức để hoàn thành đồ án tốt nghiệp
“ Thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220/110kV và đường dây 220kV ”
này nhƣ một cố gắng đền đáp công ơn của thầy cô cũng nhƣ tổng kết lại kiến thức
thu đƣợc sau một quá trình học tập và rèn luyện tại trƣờng đại học Điện Lực.
Trong thời gian học tập cũng nhƣ thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp em luôn
nhận đƣợc sự chỉ bảo, động viên tận tình của các thầy cô, gia đình và các bạn, đặc
biệt là sự hƣớng dẫn của thầy giáo Trần Anh Tùng đã giúp em hoàn thành tốt bản
đồ này.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn TS.Trần Anh Tùng và các thầy, các cô
cùng toàn thể các bạn trong bộ môn Hệ thống điện.

Sinh viên

TRỊNH BÁ MẠNH



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 4 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:
TRỊNH BÁ MẠNH


Lớp:
Đ4H3



Tên đề tài:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM
BIẾN ÁP VÀ ĐƢỜNG DÂY 220/110kV

I – DỮ LIỆU BAN ĐẦU
 Bản vẽ sơ đồ mặt bằng và kích thƣớc trạm biến áp 220/110kV
- Trạm biến áp 220/110 kV:
+ Phía 220 kV có 4 lộ đƣờng dây, sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có
thanh góp vòng, đƣợc cấp điện từ 2 MBA (T3, T4) và 2 MBA tự
ngẫu (AT1, AT2).
+ Phía 110 kV có 4 lộ đƣờng dây, sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có
thanh góp vòng, đƣợc cấp điện từ 2 MBA tự ngẫu (AT1, AT2).
+ Độ cao xà cần bảo vệ phía 220 kV là 11m và 16m
+ Độ cao xà cần bảo vệ phía 110 kV là 8m và 11m
- Các kích thƣớc hình học khác đƣợc cho trên bản vẽ :


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 5 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 6 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

 Đƣờng dây trên không
 Điện áp: 220kV
 Loại cột: cột kim loại
 Trạm 220kV:
 Dây dẫn: AC - 185
 Dây chống sét: C - 70
 Khoảng cách giữa hai cột: 320m
 Chiều cao cột: 27m
 Điện trở suất của đất: 100m
 Điện trở của cột: 10
 Số ngày sét đánh: 100 ngày/năm
 Mức độ ô nhiễm: Trung bình

II – NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Phần I: Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và nối đất trạm biến áp và
đường dây
Chương 1: Hiện tượng giông sét và ảnh hưởng của nó đến hệ thống điện Việt Nam
Chương 2: Tính toán bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp
Chương 3: Tính toán hệ thống nối đất cho trạm biến áp
Chương 4: Bảo vệ chống sét cho đường dây tải điện.

Phần II: Chuyên đề tính toán quá điện áp và lựa chọn công suất kháng điện cho
đường dây vận hành không tải trong chế độ xác lập

III – CÁC BẢN VẼ: 6 – 8 bản vẽ Ao
 Các phƣơng án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét
trong các phƣơng án khác nhau.
 Các kết quả tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét cho trạm biến áp.
 Phƣơng pháp và kết quả tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét cho đƣờng dây tải điện.
 Các kết quả tính toán quá điện áp và công suất kháng bù ngang cho đƣờng dây tải
điện 500kV.
………………….


Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 22/10/2013

Ngày hoàn thành nhiệm vụ:




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 7 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Trưởng khoa

TS. TRẦN THANH SƠN
Ngày 20 tháng 10 năm 2013
Người hướng dẫn




TS. TRẦN ANH TÙNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 8 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

PHẦN I : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT
CHO TRẠM BIẾN ÁP VÀ ĐƢỜNG DÂY 220/110kV

HIỆN TƯỢNG GIÔNG SÉT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ CHƢƠNG 1 :
TỚI HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM

1.1 Hiện tƣợng giông sét
Giông sét là hiện tƣợng của thiên nhiên, đó là sự phóng tia lửa điện khi khoảng
cách ra các điện cực khá lớn. Hiện tƣợng phóng điện của giông sét bao gồm hai loại
chính đó là:
+ Phóng điện giữa các đám mây tích điện với nhau.
+ Phóng điện giữa các đám mây tích điện xuống đất.
Trong phạm vi đồ án này chỉ nghiên cứu phóng điện giữa các đám mây tích điện

với mặt đất. Hiện tƣợng này gây nhiều trở ngại cho con ngƣời. Các đám mây đƣợc
tính điện với mật độ điện tích lớn có thể tạo ra cƣờng độ điện lớn sẽ hình thành
giông sét phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn này là giai đoạn phóng điện tiên đạo
và dòng gọi là tia tiên đạo.
Tốc độ di chuyển trung bình của tia tiên đạo của lần phóng điện đầu tiên khoảng
1,5.10
7
cm/s, của các lần sau nhanh hơn và đạt đến 2.10
8
cm/s (trong một đợt), sét
đánh có thể có nhiều lần phóng điện kế tiếp nhau, trung bình là 3 lần. Điều này
đƣợc giải thích bởi cùng lớp mây điện có thể hình thành nhiều trung tâm điện tích,
chúng sẽ lần lợt phóng điện xuống đất.
Quá trình phóng điện sẽ phát triển dọc theo đƣờng sức nối liền giữa đầu tia tiên đạo
với nơi tập trung điện tích trên mặt đất, vì ở đấy cƣờng độ điện trƣờng có trị số lớn
nhất và nhanh. vậy là địa điểm sét đánh trên mặt đất đã định sẵn. Tính chất chọn lọc
của phóng điện đã đƣợc vận dụng trong việc bảo vệ chống sét đánh thẳng cho các
công trình. Cột thu sét có độ cao lớn và trị số điện trở nối đất bé sẽ thu hút các
phóng điện sét về phía mình, do đó tạo nên khu vực an toàn quanh nó.
1.2 Tình hình giông sét ở Việt Nam
Việt Nam là một nƣớc khí hậu nhiệt đới, có cƣờng độ sét khá mạnh. Theo tài liệu
nghiên cứu trên mỗi miền đất nƣớc có những đặc điểm giông sét khác nhau:
Miền Bắc: có số ngày giông sét dao động từ 70/100 ngày trong một năm. Nhƣ vậy
mỗi ngày có thể xảy ra 2 cơn giông. Vùng giông nhiều nhất là Móng Cái, ở đây có
tới 250/300 lần giông tập trung trong khoảng 100/110 ngày, tháng có nhiều giông
nhất là tháng 7 và 8.Ở một số vùng có địa hình thuận lợi là vùng chuyển tiếp giữa
vùng núi và vùng đồng bằng, số trờng hợp giông cũng lên tới 100 ngày trong năm.
Số vùng còn lại có số cơn giông lên từ 150/200 lần trong năm tập trung trong

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 9 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

khoảng 90 đến 100 ngày. Nơi ít giông nhất la Quảng Bình chỉ có dƣới 880 ngày
giông.
Nếu xét dạng diễn biến của giông trong năm ta có thể nhận thấy mùa giông không
hoàn toàn đồng nhất giữa các vùng. Nhìn chung ở Bắc Bộ tập trung vào tháng 5 và
tháng 9.
Trên vùng duyên hải Trung Bộ, ở phía Bắc là khu vực tƣơng đối nhiều giông vào
tháng 4, từ tháng 5 đến tháng 8 có số ngày giông là 10 ngày/tháng. Tháng nhiều
giông nhất là tháng 5 ta quan sát đƣợc 12/15 ngày. Những ngày đầu tháng 4 và cuối
tháng 10 giông còn lại ít, từ 2/5 ngày giông.
Ở phía nam duyên hải Trung Bộ, khu vực nhiều giông nhất là đồng bằng Nam Bộ
từ 120/140 ngày/năm. Nhƣ ở thành phố Hồ Chí Minh là 138ngày/năm. Mùa đông ở
miền Nam kéo dài hơn miền Bắc từ tháng 4 đến tháng 11.Khu vực Tây Nguyên
mùa đông ngắn hơn và do vậy số lần sét đánh cũng ít hơn.Tháng nhiều giông nhất là
tháng 5 mà cũng chỉ quan sát đợc khoảng 15 ngày giông ở miền Bắc Tây Nguyên,
10 đến 12 ngày ở phỉa Nam Tây Nguyên. Các tỉnh nhƣ Kon-Tum 14 ngày, Đà Lạt
10 ngày, Plây-ku 17 ngày.
Số ngày dông trên các tháng ở một số vùng trên lãnh thổ Việt Nam xem bảng 1.1
Bảng 1.1 Số ngày giông trong tháng
Tháng
Địa điểm
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
Cả năm
Phía Bắc













Cao bằng
0,2
0,6
4,2
5,9
12
17
20

19
10
11
0,5
0,0
94
Bắc Cạn
0,1
0,3
3,0
7,0
12
18
20
21
10
2,8
0,2
0,1
97
Lạng Sơn
0,2
0,4
2,6
6,9
12
14
18
21
10

2,8
0,1
0,0
90
Móng Cái
0,0
0,4
3,9
6,6
14
19
24
24
13
4,2
0,2
0,0
112
Hồng Gai
0,1
0,0
1,7
1,3
10
15
16
20
15
2,2
0,2

0,0
87
Hà Giang
0,1
0,6
5,1
8,4
15
17
22
20
9,2
2,8
0,9
0,0
102
Sa Pa
0,6
2,6
6,6
12
13
15
16
18
7,3
3,0
0,9
0,3
97

Lào Cai
0,4
1,8
7,0
10
12
13
17
19
8,1
2,5
0,7
0,0
93
Yên Bái
0,2
0,6
4,1
9,1
15
17
21
20
11
4,2
0,2
0,0
104
Tuyên Quang
0,2

0,0
4,0
9,2
15
17
22
21
11
4,2
0,5
0,0
106
Phú Thọ
0,0
0,6
4,2
9,4
16
17
22
21
11
3,4
0,5
0,0
107
Thái Nguyên
0,0
0,3
3,0

7,7
13
17
17
22
12
3,3
0,1
0,0
97
Hà Nội
0,0
0,3
2,9
7,9
16
16
20
20
11
3,1
0,6
0,9
99
Hải Phòng
0,0
0,1
7,0
7,0
13

19
21
23
17
4,4
1,0
0,0
111
Ninh Bình
0,0
0,4
8,4
8,4
16
21
20
21
14
5,0
0,7
0,0
112
Lai Châu
0,4
1,8
13
12
15
16
14

14
5,8
3,4
1,9
0,3
93
Điện Biên
0,2
2,7
12
12
17
21
17
18
8,3
5,3
1,1
0,0
112
Sơn La
0,0
1,0
14
14
16
18
15
16
6,2

6,2
1,0
0,2
99
Nghĩa Lộ
0,2
0,5
9,2
9,2
14
15
19
18
10
5,2
0,0
0,0
99
Thanh Hoá
0,0
0,2
7,3
7,3
16
16
18
18
13
3,3
0,7

0,0
100
Vinh
0,0
0,5
6,9
6,9
17
13
13
19
15
5,6
0,2
0,0
95


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 10 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Tháng
Địa điểm
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
Cả năm
Con Cuông
0,0
0,2
13
13
17
14
13
20
14
5,2
0,2
0,0
103
Đồng Hới
0,0
0,3
6,3
6,3
15
7,7
9,6

9,6
11
5,3
0,3
0,0
70
Cửa Tùng
0,0
0,2
7,8
7,8
18
10
12
12
12
5,3
0,3
0,0
85
Phía Nam

Huế
0,0
0,2
1,9
4,9
10
6,2
5,3
5,1
4,8
2,3
0,3
0,0
41,8
Đà Nẵng
0,0
0,3
2,5
6,5
14
11
9,3
12
8,9
3,7
0,5

0,0
69,5
Quảng Ngãi
0,0
0,3
1,2
5,7
10
13
9,7
1,0
7,8
0,7
0,0
0,0
59,1
Quy Nhơn
0,0
0,3
0,6
3,6
8,6
5,3
5,1
7,3
9,6
3,3
0,6
0,0
43,3

Nha Trang
0,0
0,1
0,6
3,2
8,2
5,2
4,6
5,8
8,5
2,3
0,6
0,1
39,2
Phan Thiết
0,2
0,0
0,2
4,0
13
7,2
8,8
7,4
9,0
6,8
1,8
0,2
59,0
Kon Tum
0,2

1,2
6,8
10
14
8,0
3,4
0,2
8,0
4,0
1,2
0,0
58,2
Playcu
0,3
1,7
5,7
12
16
9,7
7,7
8,7
17
9,0
2,0
0,1
90,7
Đà Lạt
0,6
1,6
3,2

6,8
10
8,0
6,3
4,2
6,7
3,8
0,8
0,1
52,1
Blao
1,8
3,4
11
13
10
5,2
3,4
2,8
7,2
7,0
4,0
0,0
70,2
Sài Gòn
1,4
1,0
2,5
10
22

19
17
16
19
15
11
2,4
138
Sóc Trăng
0,2
0,0
0,7
7,0
19
16
14
15
13
1,5
4,7
0,7
104
Hà Tiên
2,7
1,3
10
20
23
9,7
7,4

9,0
9,7
15
15
4,3
128

Từ bảng 1.1 ta thấy Việt Nam là nƣớc phải chịu nhiều ảnh hƣởng của dông sét, đây
là điều bất lợi cho H.T.Đ Việt nam, đòi hỏi ngành điện phải đầu tƣ nhiều vào các
thiết bị chống sét. Đặc biệt hơn nữa nó đòi hỏi các nhà thiết kế phải chú trọng khi
tính toán thiết kế các công trình điện sao cho HTĐ vận hành kinh tế, hiệu quả, đảm
bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy.
1.3. Ảnh hưởng của giông sét đến hệ thống điện Việt Nam
Nhƣ đã trình bày ở phần trƣớc biên độ dòng sét có thể đạt tới hàng trăm kA, đây là
nguồn sinh nhiệt vô cùng lớn khi dòng điện sét đi qua vật nào đó. Thực tế đã có dây
tiếp địa do phần nối đất không tốt, khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị nóng chảy và
đứt, thậm chí có những cách điện bằng sứ khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị vỡ và
chảy ra nhƣ nhũ thạch, phóng điện sét còn kèm theo việc di chuyển trong không
gian lƣợng điện tích lớn, do đó tạo ra điện từ trƣờng rất mạnh, đây là nguồn gây
nhiễu loạn vô tuyến và các thiết bị điện tử , ảnh hƣởng của nó rất rộng, ở cả những
nơi cách xa hàng trăm km.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 11 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Khi sét đánh thẳng vào đƣờng dây hoặc xuống mặt đất gần đƣờng dây sẽ sinh ra
sóng điện từ truyền theo dọc đƣờng dây, gây nên quá điện áp tác dụng lên cách điện

của đƣờng dây. Khi cách điện của đƣờng dây bị phá hỏng sẽ gây nên ngắn mạch
pha - đất hoặc ngắn mạch pha – pha buộc các thiết bị bảo vệ đầu đƣờng dây phải
làm việc. Với những đƣờng dây truyền tải công suất lớn, khi máy cắt nhảy có thể
gây mất ổn định cho hệ thống, nếu hệ thống tự động ở các nhà máy điện làm việc
không nhanh có thể dẫn đến rã lƣới. Sóng sét còn có thể truyền từ đƣờng dây vào
trạm biến áp hoặc sét đánh thẳng vào trạm biến áp đều gây nên phóng điện trên
cách điện của trạm biến áp , điều này rất nguy hiểm vì nó tƣơng đƣơng với việc
ngắn mạch trên thanh góp và dẫn đến sự cố trầm trọng. Mặt khác, khi có phóng điện
sét vào trạm biến áp, nếu chống sét van ở đầu cực máy biến áp làm việc không hiệu
quả thì cách điện của máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vô cùng lớn.
Qua đó ta thấy rằng sự cố do sét gây ra rất lớn, nó chiếm chủ yếu trong sự cố lƣới
điện, vì vậy giông sét là mối nguy hiểm lớn nhất đe doạ hoạt động của lƣới điện.
*Kết luận:
Sau khi nghiên cứu tình hình giông sét ở Việt Nam và ảnh hƣởng của giông sét tới
hoạt động của lƣới điện. Ta thấy rằng việc tính toán chống sét cho lƣới điện và trạm
biến áp là rất cần thiết để nâng cao độ tin cậy trong vận hành lƣới điện.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 12 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

TÍNH TOÁN BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO CHƢƠNG 2 :
TRẠM BIẾN ÁP
Khi các thiết bị điện của trạm phân phối điện ngoài trời bị sét đành trực tiếp thì sẽ
đƣa đến những hậu quả nghiêm trọng: gây nên hƣ hỏng các thiết bị điện, dẫn đến
việc ngừng cung cấp điện toàn bộ trong một thời gian dài làm ảnh hƣởng đến việc
sản xuất điện năng và các ngành kinh tế quốc dân khác.
Đối với nhà máy điện và các trạm biến áp ngoài việc bảo vệ chống sét đánh trực

tiếp vào thiết bị điện còn phải chú ý đến việc bảo vệ các công trình khác nữa nhƣ.
 Đoạn dây dẫn nối từ xà cuối cùng của trạm ra cột đầu tiên của đƣờng dây.
 Đoạn dây dẫn hay thanh dẫn nối giữa máy phát điện và máy biến áp.
 Gian máy của các loại nhà máy kiểu hở, các gian đựng khí hidro, các thiết bị
đựng khí hidro ngoài trời, các thiết bị đựng dung dịch điện phân ngoài trời
 Kho dầu, các thùng dầu để ngoài trời, kho xăng.
Đối với các công trình dẽ cháy nổ thì không những cần bảo vệ chống sét đánh trực
tiếp mà còn phải đề phòng sự phát sinh tia lửa điện do điện áp gây nên, vì vậy khi
tiến hành thiết kế bảo vệ đối với phần này cần nghiên cứu them quy trình đối với
các công trình dễ cháy nổ.
Để bảo vệ sét đánh trực tiếp ở các nhà máy điện và trạm biến áp cần dùng cột thu
lôi. Các cột thu lôi có thể đƣợc đặt độc lập hoặc trong những điều kiện cho phép có
thể lắp đặt trên các kết cấu của trạm và nhà máy.
Thông thƣờng để giảm vốn đầu tƣ và cũng để tận dụng các độ cao ở các trạm biến
áp và nhà máy điện ngƣời ta cố gắng đặt các cột thu lôi trên các kết cấu trong trạm,
trên các cột đèn pha dùng để chiếu sang, trên mái nhà… Cột thu lôi độc lập thƣờng
đắt hơn nên chỉ dùng khi không tận dụng đƣợc các độ cao khác.
Nếu đặt các cột thu lôi trên các trạm phân phối điện ngoài trời và dùng dây chống
sét để bảo vệ cho đoạn dây dẫn nối tù xà cuối cùng của trạm đến cột đầu tiên của
đƣờng dây thì chú sẽ đƣợc nối đất chung vào hệ thống nối đất chung của trạm vì
vậy khi sét đánh vào cột thu lôi hay dây chống sét ấy thì toàn bộ dòng sét sẽ đi vào


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 13 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

hệ thống nối đất của trạm và do đó làm tăng thế của các thiết bị đƣợc nối đất chung
với hệ thống nối đất của trạm. Độ tăng đó lớn thì có thể gây nguy hiểm cho các thiết

bị ấy do vậy chỉ trong điều kiện cho phép mới đƣợc đặt côt thu lôi trên các công
trình trong trạm hoặc dùng dây chống sét ở trong trạm.
2.1. Lý thuyết chung
2.1.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống sét.
- Với mục đích giảm vốn đầu tƣ khi thiết kế bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào nàh
máy điện và trạm phân phối ngoài trời thƣờng cố gắng bố trí cột thu lôi trên các độ
cao có sẵn nhƣ xà, cột đèn…nhƣng cũng có những trƣờng hợp phải dùng cột thu lôi
độc lập tùy theo đặc điểm của từng tram và nhà máy.
Khi thiết kế cần so sánh về mặt kinh tế kỹ thuật và mỹ thuật phải chú ý đến vấn đề
nối đất của cột thu lôi.
- Đối với các trạm phân phối ngoài trời từ 110kV trở lên do có mức cách điện cao
nên có thể đặt cột thu lôi trên kết cấu của trạm phân phối. Các trụ cột của các kết
cấu trên đó có đặt cột thu lôi phải đƣợc ngắn nhất và soa cho dòng điện sét I
S

khuếch tán vào đất thei 3÷4 thanh cái của hệ thống nối đât . Ngoài ra ở mỗi trụ của
kết cấu ấy phải có nối đất bổ sung để cải thiện chỉ số điện trở nối đất.
- Nơi yếu nhất của trạm phân phối ngoài trời điện áo 110kV trở lên là cuộn dây 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 vào hệ thống nối đất của cột thu lôi và vỏ máy biến áp theo
đƣờng điện phải lớn hơn 15m.
- Khi bố trí cột thu lôi trên xà của trạm phân phối ngoài trời 110kV trở lên phải thực
hiện các điểm sau:
+ Ở chỗ nối các kết cấu trên có đặt cột thu lôi vào hệ thống nối đất cần phải có nối
đất bổ sung ( dùng nối đất tập trung ) nhằm đảm bảo điện trở khuếch tán không
đƣợc quá 4Ω ( ứng với dòng điện tần số công nghiệp).
+ Khi bố trí cột thu lôi trên xà của trạm 35kV phải tăng cƣờng cách điện của nó lên
đến mức cách điện của cấp 110kV.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 14 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

+ Trên đầu ra của cuộn dây 6 – 10kV của máy biến áp phải đặt các cột chống sét
van (CSV), các thiết bị chống sét này có thể đặt ngay trên vỏ máy.
+ Để bảo vệ cuộn dây 35 kV cần đặt các cột chống sét van. Khoảng cách giữa chỗ
nối vào hệ thống nối đất của vỏ máy biến áp và của chống sét van (theo đƣờng điện)
phải nhỏ hơn 5m. Khoảng cách ấy có thể tăng lên nếu điểm nối đất của chống sét
van ở vào giữa hai điểm nối đất của vỏ máy biến áp và của kết cấu trên đó có đặt
cột thu lôi.
+ Khoảng cách trong không khí giữa kết cấu của trạm trên có đặt cột thu lôi và bộ
phận mang điện không đƣợc bé hơn chiều dài của chuỗi sứ.
- Có thể nối cột thu lôi độc lập vào hệ thống nối đất của trạm phân phối cấp điện áp
110kV nếu nhƣ các yêu cầu trên đƣợc thực hiện.
- Không nên đặt cột thu lôi trên kết cấu của trạm phân phối20 ÷ 35 kV, cũng nhƣ
không nên nối các cột thu lôi vào hệ thống nối đất của trạm 20 ÷ 35 kV.
- Khi dùng cột thu lôi độc lập phải chú ý đến khoảng cách giữa cột thu lôi đến các
bộ phân của trạm để tránh khả năng phóng điện từ cột thu lôi đến vật đƣợc bảo vệ.
- Khi dùng cột đèn chiếu sáng để làm giá đỡ cho các cột thu lôi phải cho dây dẫn
điện đến đèn vào ống chì và chôn vào đất.
- Đối với các nhà máy điện dung sơ đồ bộ thì chỉ đƣợc đặt cột thu lôi trên xà máy
biến áp khi máy phát điện và máy biến áp đƣợc nối với nhau bằng cầu bọc kín và
hai đầu đƣợc nối đất. Nếu cầu có phân đoạn thì không đƣợc phép đặt cột thu lôi trên
xà của máy biến áp. Với máy bù đồng bộ cũng áp dụng điều này.
- Có thể nối dây chông sét bảo vệ đoạn đến trạm vào hệ thống nối đất của trạm nếu
nhƣ khoảng cách từ chỗ nối đất của trạm đến điểm nối đất của máy biến áp lơn hơn
15m.
- Để đảm bảo về mặt cơ tính ( độ bền cơ học ) và chống ăn mòn cần phải theo đúng

quy định về loại vật liệu, tiết diện dây dẫn dung trên mặt dất và dƣới đất phải theo
bảng sau:



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 15 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Loại vật liệu
Dây dẫn dòng điện sét
dung trên mặt đất
Dây dẫn dòng điện sét
dung dƣới mặt đất
Thép tròn mạ kẽm

8 mm

10 mm
Thép dẹt mạ kẽm
20x2.5 mm
2
30x3.5 mm
2
Cáp thép
Không đƣợc dùng
Không đƣợc dùng
Thanh đồng tròn


8 mm

8 mm
Thanh đồng dẹt
20x2.5 mm
2
20x2.5 mm
2
Dây đồng soắn
Không đƣợc dùng
Không đƣợc dùng
Thanh nhôm tròn
Không đƣợc dùng
Không đƣợc dùng
2.1.2. Cách xác định, công thức tính phạm vi bảo vệ của cột.
2.1.2.1. Phạm vi của cột thu sét.
Cột thu sét là thiết bị không phải để tránh sét mà ngƣợc 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 đó trên công trình. Cột thu
sét tạo ra một khoảng không gian gần cột thu sét ( trong đó có vật cần bảo vệ), ít có
khả năng bị sét đánh gọi là phạm vi bảo vệ.
 Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập.
Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập là miền đƣợc giới hạn bởi mặt ngoài
của hình chóp tròn xoay có đƣờng kính đƣợc xác định bởi phƣơng trình:
1,6
()
1
xx

x
r h h
h
h


(1.1)
Trong đó : h : độ cao cột thu sét
h
x
: độ cao cần bảo vệ.
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 thƣờng dùng phạm vi bảo vệ dạng
đơn giản hóa đƣờng sinh của hình chóp có dạng đƣờng gẫy khúc nhƣ hình vẽ sau:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 16 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

1,5h 0,75h
(2/3)h0,8h
h
x

(a)
(b)
r
x

Hình 2.1 : phạm vi bảo vệ của một cột thu sét.
Bán kính đƣợc tính theo công thức sau:
Nếu
2
3
x
hh
thì
1,5 1
0,8
x
x
h
r
h




(1.2)
Nếu
2
3
x
hh

thì
0,75 1
x
x
h
r
h




(1.3)
Các công thức trên chỉ đúng khi cột thu sét cao dƣới 30m. Hiệu quả của cột thu sét
cao trên 30m giảm đi do độ cao định hƣớng của sét giữ hằng số. Có thể dùng các
công thức trên để tính toán phạm vi bảo vệ nhƣng phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh
5,5
p
h

và trên các hoành độ lấy câc giá trị là 0,75.h.p và 1,5.h.p .
 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao bằng nhau.
Hai cột thu sét có độ cao h
1
= h
2
đặt cách nhau một khoảng a.
Phạm vi bảo vệ của hai hoặc nhiều cột thu lôi thì lớn hơn tổng phạm vi bảo vệ của
các cột đơn cộng lại. Nhƣng để các cột thu lôi có thể phối hợp đƣợc thì khoảng cách
a giữa hai cột phải thỏa mãn
7ah

( trong đó h là độ cao của cột thu sét). Phần
bên ngoài khoảng cách giữa hai cột có phạm vi bảo vệ giống nhƣ của một cột. Phần


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 17 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

bên trong đƣợc giới hạn bởi vòng cung đi qua 3 điểm là hai điểm đỉnh cột và điểm
có độ cao h
0
- h
0
là độ cao bảo vệ ở độ cao lớn nhất giữa hai cột và đƣợc xác định
theo công thức sau:
0
7
a
hh
(1.4)
Khoảng cách nhỏ nhất từ biên của phạm vi bảo vệ tới đƣờng nối hai chân cột là r
0X

và đƣợc xác định theo công thức sau:
Nếu
0
2
3
x

hh
thì
0
0
1,5. . 1
0,8
x
ox
h
rh
h




(1.5)
Nếu
0
2
3
x
hh
thì
0
0
0,75. . 1
x
ox
h
rh

h




(1.6)
Khi độ cao của cột thu sét vƣợt quá 30m thì có các hệ số hiệu chỉnh
5,5
p
h

và
trên các hoành độ lấy câc giá trị là 0,75.h.p và 1,5.h.p ; khi đó h
0
đƣợc tính theo
công thức :
0
7.
a
hh
p

(1.7)
1,5h 0,75h
(2/3)h0,8h
h
x
(a)
(b)
r

0
r
x1
r
x2
h
0
h
O
1
O
2
(1)
(2)

Hình 2.2 : Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao giống nhau.
Nếu
0
2
3
x
hh
thì
ox 0
0
1,5. . 1
0,8
x
h
rh

h




(1.5)
Nếu
0
2
3
x
hh
thì
ox 0
0
0,75. . 1
x
h
rh
h




(1.6)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 18 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
Trƣờng hợp hai cột thu sét có độ cao h
1
và h
2
khác nhau thì việc xác định phạm vi
bảo vệ đƣợc xác định nhƣ sau:
Vẽ phạm vi bảo vệ của cột thấp (cột 1) và cột cao (cột 2) riêng rẽ. Qua đỉnh cột thấp
vẽ đƣờng thẳng ngang gặp đƣờng sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3 điểm
này đƣợc xem là đỉnh của cột thu sét giả định. Cột 1 và cột 3 hình thành đôi cột có
độ cao bằng nhau và bằng h
1
với khoảng cách a
’
. Bằng cách giả sử vị trí x có đặt cột
thu lôi 3 có độ cao h
1
. Điểm này đƣợc xen nhƣ đỉnh cột thu sét giả định. Ta xác định
đƣợc khoảng cách giữa hai cột có cùng độ cao h
1
là a
’
và x nhƣ sau:
1
2
3
O
1

O
O
3
O
2
0.8h
1
h
x
h
0
2/3h
1
2/3h
2
0.8h
2
h
2
r
x1
r
0x
r
x2
1.5h
2
0.75h
2
x

Hình 2.3 : Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
Nếu
12
2
3
hh
thì
1
2
2
1,5. . 1
0,8
h
xh
h




(1.7)
Nếu
12
2
3
hh
thì
1
2
2

0,75. . 1
h
xh
h




(1.8)
( ta coi x là bán kính bảo vệ của cột cao h
2
cho cột thấp h
1
)
Khi đó khoảng cách giữa cột thấp h
1
và cột giả tƣởng là :
a
’
= a – x. (1.9)
Phần còn lại tính toán giống phạm vi bảo vệ cột 1.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 19 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

 Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét.
Để bảo vệ đƣợc một diện tích giới hạn bởi một đa giác thì độ cao của cột thu lôi

phải thỏa mãn : D ≤ 8.h
a
(1.10)
Trong đó: D là đƣờng kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi các chân cột.
*/ Phạm vi bảo vệ của 3 cột thu sét:
Nhóm cột tam giác có 3 cạnh là a, b, c ta có:

2. 2.
4. .( )( )( )
abc
DR
p p a p b p c

  
(1.11)
Với p là nửa chu vi : p = (a + b + c )/2 (1.12)
*/ Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét:
22
D a b
(1.13)
Với a, b là độ dài hai cạnh hình chữ nhật.
Nhƣ vậy độ cao hiệu dụng của cột thu sét h
a
phải thỏa mãn điều kiện :
8
a
D
h 
(1.14)

Hình 2.4 : Phạm vi bảo vệ của 3 cột thu sét.
r
x1
r
x2
r
x3
r
0x12
r
0x23
r
0x13
h
x


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 20 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Hình 2.5 : Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét
2.1.2.2. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét.
 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 của h
x
đƣợc biểu diễn nhƣ sau:

Hình 2.6 : Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét.
Mặt cắt thẳng đứng theo phƣơng vuông góc với dây thu sét tƣơng tự cột thu sét ta
có các hoành độ 0,6h và 1,2h.
Nếu
2
3
x
hh
thì
1,2. . 1
0,8
x
x
h
bh
h





(1.15)
Nếu
2
3
x
hh
thì
x
0,6. . 1
x
h
bh
h




(1.16)
0,6h
0,2h
0,8h
h
a
b
a'
c

1,2h
2bx
r
x1
r
0x12
1
2
3
4
(a)
(b)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 21 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Khi độ cao lớn hơn 30m thì điều kiện bảo vệ cần đƣợc hiệu chỉnh theo p.
 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
thỏa mãn điều kiện S ≤ 4h.
Với khoảng cách trên thì dây có thể bảo vệ đƣợc các điểm có độ cao h
0
:

0
4
S

hh
(1.17)
Phần ngoài của phạm vi bảo vệ giống phạm vi bảo vệ của một dây, còn phần bên
trong đƣợc giới hạn bởi vòng cung đi qua ba điểm là hai điểm treo dây thu sét và
điểm có độ cao h
0
.
1.2h
0.6h
h
0.8h
b
x
h
0
h
x

Hình 2.7 : Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
2.2. Mô tả trạm biến áp cần bảo vệ
- Trạm biến áp: Trạm 220/110 kV.
+ Phía 220 kV có 4 lộ đƣờng dây, sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng,
đƣợc cấp điện từ 2 MBA (T3, T4) và 2 MBA tự ngẫu (AT1, AT2).
+ Phía 110 kV có 4 lộ đƣờng dây, sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng,
đƣợc cấp điện từ 2 MBA tự ngẫu (AT1, AT2).
-Tổng diện tích trạm 63412 m
2

Với trạm 220 kV có diện tích là: 31897m
2

. Độ cao xà cần bảo vệ là 16m và 11m.
Với trạm 110 kV có diện tích là: 25785 m
2
. Độ cao xà cần bảo vệ là 11m và 8 m.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 22 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

2.3. Tính toán các phương án bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm biến áp
2.3.1. Phương án
- Phía 220kV dùng 9 cột 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 trong đó cột 1, 2, 3, 4, 5, 6 đƣợc đặt
trên xà cao 16 m; cột 7, 8, 9 đƣợc đặt trên xà cao 11m.
- Phía 110kV dùng 9 cột 10, 11,12, 13 ,14 ,15 ,16, 17, 18 trong đó cột 10, 11, 12
đƣợc đặt trên xà cao 8 m; cột 13, 14 ,15 , 16, 17, 18 đƣợc đặt trên xà cao 11 m và
cột 18 đƣợc xây thêm.
Vậy :
- Chiều cao tính toán bảo vệ cho trạm 220 kV là hx = 11 m và hx = 16 m
- Chiều cao tính toán bảo vệ cho trạm 110kV là hx =8m và hx = 11m



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 23 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Hình 2.8 : Sơ đồ mặt bằng trạm


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 24 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

2.3.2. Tính toán độ cao hữu ích của cột thu lôi:
Để bảo vệ đƣợc một diện tích giới hạn bởi tam giác hoặc tứ giác nào đó thì độ cao
cột thu lôi phải thỏa mãn:
D

8. h
a
hay h
a



8
D

Trong đó
D: Là đƣờng 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 2 hay nhiều cột bao giờ cũng lớn hơn phạm vi bảo vệ của 1
cột. Điều kiện để hai cột thu lôi phối hợp đƣợc với nhau là a


7. h.
Trong đó: a – Khoảng cách giữa 2 cột thu sét.
h – Chiều cao toàn bộ cột thu sét.
Xét nhóm cột 1-2-5-4 tạo thành hình chữ nhật:
a
1-2
= 71 m ; a
1-4
= 65 m
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đƣờng chéo là:
22
71 65 96,26( )Dm  

Vậy độ cao hữu ích của cột thu lôi
96,26
12,03( )
8
a
hm

Xét nhóm cột 9, 10 ,6 tạo thành hình tam giác
Áp dụng công thức Pitago ta có
22
9 10
(40 25) 30 33,54( )a a m

    

b= a

10-6
=
22
(86 40) 30 54,92  
( m)
69
61( )c a m



Nửa chu vi tam giác là:
33,54 54,92 61
74,73( )
2
pm



Đƣờng kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác là:


2. .( ).( ).( )
abc
D
p p a p b p c

  
=61,8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SV: TRỊNH BÁ MẠNH 25 GVHD: TS. TRẦN ANH TÙNG

Vậy độ cao hữu ích của cột thu lôi:
61,8
7,72( )
8
a
hm

Tính toán tƣơng tự cho các đa giác còn lại, kết quả tính toán đƣợc trình bày trong
bảng:
Bảng 2.1:Độ cao hữu ích của cột thu lôi
Đa giác

Đƣờng kính đƣờng
tròn ngoại tiếp(m)
ha (m)
Phía 110kv


10,11,14,15
74,33
9,29
11,12,13,14
74,33
9,29
13,14,17,18

74,33
9,29
14,15,16,17
74,33
9,29
Phía 220kv


1,2,5,4;2,3,6,5
96,26
12,03
4,5,8,7;5,6,9,8
93,6
11,7
Phía 110/220kv


9,10,6
61,8
7,72
10,6,15
55,41
6,93
15,3,16
62,3
7,78
15,6,3
65,79
8,22

2.3.3. Chọn độ cao tác dụng cho toàn trạm biến áp