Bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 110/22/0,4KV và đường dây 110KV

TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
Lời mở đầu
Hệ thống điện là một hệ thống quan trọng của hệ thống năng lợng Việt
Nam và không thể thiếu đợc trớc công cuộc hiện đại hoá, công nghiệp hoá Đất
nớc. Do nguồn điện thờng đặt xa nơi tiêu thụ điện năng nên phải chuyển qua
các trạm biến áp tăng hoặc giảm điện áp. Đối với nớc ta là nớc có khí hậu nhiệt
đới gió mùa, mà hệ thống điện lại kéo dài từ Bắc vào Nam do đó phải đi qua
nhiều vùng khí hậu khác nhau đặc biệt là những nới có độ ẩm cao, mật độ giông
sét nhiều. Thiệt hại do sét gây ra cho ngành điện và nền kinh tế quốc dân là rất
lớn.
Vì vậy chúng ta phải đầu t vào nghiên cứu, tìm ra những giải pháp để
chống sét đánh vào các nhà máy, trạm biến áp, đờng dây để giảm đến mức tối
thiểu thiệt hại do sét gây ra cho nền kinh tế. Với yêu cầu nh vậy, đồ án thiết kế
của em gồm bản thuyết minh này và kèm theo bản vẽ thiết kế về bảo vệ chống
sét cho trạm biến áp 110/22/0,4KV và đờng dây 110KV.
Do thời gian có hạn nên việc thiết kế của em không tránh khỏi những sai
sót, em mong đợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo bộ môn hệ thống
điện. Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Đình Thắng đã
tận tình hớng dẫn em hoàn thành đồ án thiết kế naỳ và em cũng xin cảm ơn các
thầy cô giáo bộ môn đã quan tâm chỉ bảo, hớng dẫn chúng em trong việc thiết
kế đồ án tốt nghiệp.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Ngày 29 tháng 4 năm 2003
Sinh viên thiết kế
Đoàn Văn Minh
1
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
Chơng mở đầu
------o0o-----
tình hình giông sét ở việt nam và ảnh hởng của nó
tới lới điện

Việc nghiên cứu giông sét và biện pháp chống sét có lịch sử lâu
dài cùng với sự phát triển của ngành điện. Ngày nay ngời ta đã tìm ra đ-
ợc các phơng pháp, những hệ thống thiết bị và kỹ thuật cao để đề phòng sét
đánh một cách hữu hiệu và an toàn.

Tuy nhiên mật độ, thời gian xẩy ra sét đánh không thể dự đoán đợc trớc
nên việc nghiên cứu chống sét là rất quan trọng đặc biệt là ngành điện .
I - Tình hình giông sét ở việt nam.
- Theo đề tài KC - 03 - 07 ở viện Năng Lợng, trong một năm số ngày sét đánh
ở miềm Bắc khoảng từ 70 - 100 ngày và số lần có giông từ 150 - 300 lần. Vùng
có giông nhiều nhất trên miền Bắc là khu vực: Móng Cái, Tiên Yên (Quảng
Ninh) hàng năm có từ 100 - 110 ngày giông sét, tháng 7 - 8 có thể có đến 25
ngày giông trên một tháng.
- Một số vùng có địa hình chuyển tiếp giữa các vùng núi và vùng đồng bằng,
số lần giông cũng đến 200 lần/ 1 năm, với số ngày cũng đến 100 ngày/năm. Nơi
ít giông nhất là Quảng Bình, hàng năm chỉ có khoảng 80 ngày giông. Xét về
diễn biến của mùa giông trong năm, mùa giông không hoàn toàn đồng nhất giữa
các vùng. Nói chung ở miềm Bắc mùa giông tập trung từ tháng 4 đến tháng 9, ở
miền Tây Bắc tập trung khoảng từ tháng 5 đến tháng 8 trong năm.
- Trên vùng duyên hải Trung Bộ ở phía Bắc đến Quảng Ngãi là khu vực tơng
đối nhiều giông trong tháng 4 đến tháng 8 số ngày giông xấp xỉ 10 ngày/tháng.
Tháng nhiều nhất là tháng 5 có thể từ 12 đến 15 ngày. Những ngày đầu mùa và
cuối mùa chỉ có 2 đến 5 ngày/ tháng.
2
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
- Từ Bình Định trở vào là khu vực ít giông nhất thờng chỉ có vào tháng 5 với
số ngày xấp xỉ bằng 10 ngày (Tuy hoà: 10 ngày; Nha Trang 8 ngày; Phan Thiết:
13 ngày), còn các tháng khác của mùa đông chỉ quan sát đợc từ 5 đến 7 ngày
giông sét.
- ở Miền Nam cũng có khá nhiều giông hàng năm quan sát đợc từ 40 - 50

ngày tuỳ từng nơi. Khu vực nhiều nhất là đồng bằng Nam Bộ, số ngày giông sét
có thể lên tới 120 đến 140 ngày. Mùa đông ở Nam Bộ từ tháng 4 đến tháng 11
số ngày giông trung bình 10 ngày/tháng còn từ tháng 5 đến tháng 10 có khoảng
trên 20 ngày giông ( Sài Gòn: 22 ngày; Hà Tiên: 28 ngày)
- ở Tây Nguyên mùa dông thờng chỉ có từ các tháng 4,5 và tháng 9. Tháng
cực đại (tháng 5) trung bình quan sát đợc 15 ngày giông và ở Tây Nguyên trung
bình số ngaỳ giông từ 10 - 12 ngày(Plây cu: 17 ngày; Kon Tum: 14 ngày, Đà
Lạt: 10 ngày) còn các tháng khác của Mùa đông trung bình có từ 5 đến 7
ngày/tháng.
- Qua số liệu khảo sát ta thấy rằng trung bình giông sét 3 miền Bắc - Trung -
Nam, những vùng lân cận lại có mật độ tơng đối giống nhau. Kết quả nghiên
cứu ngời ta đã lập đợc bản đồ - phân vùng sét Việt Nam (các thống số cho trong
bảng 1-1).
Bảng 1-1:
Vùng
Ngày giông
trung bình
(ngày/năm)
Giờ giông trung
bình(h/năm)
Mật độ sét
trung bình
Tháng giông
cực đại
ĐồngBằngven
biển Miềm Bắc
81,1 215,6 6,47 8
Miền núi trung
du Bắc Bộ.
61,6 219,1 6,33 7

Cao nguyên
MiềnTrung
47,6 216,21 3,31 5,8
Ven biển
MiềnTrung
40,0 95,2 3,55 5,8
Đồng Bằng
Miền Nam
60,1 89,32 5,37 5,9
3
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
- Từ các số liệu về ngày giờ giông, số lợng đo lờng nghiên cứu đã thực hiện
qua các giai đoạn có thể tính toán đa ra các số liệu dự kiến và mật độ phóng
điện xuống các khu vực (số liệu dự báo trong bảng 1-2 ).
Bảng 1-2:
Số ngày
dông
Đồng bằng
ven biển
Miền núi
trung du Bắc
Bộ
Cao nguyên
miền trung
Ven biển
miền trung
Đồng bằng
Miền Nam
20 ữ 40 2,43 ữ 4,68 2,1 ữ 4,2 1,2 ữ 2,4 1,22 ữ 2,44 1,26 ữ 2,52
40 ữ 60 4,68 ữ 7,92 4,2 ữ 6,3 2,4 ữ 3,6 2,44 ữ 3,65 2,52 ữ 3,78

60 ữ 80 7,92 ữ 9,82 6,3 ữ 8,4 3,6 ữ 4,8 3,65 ữ 4,87 3,78 ữ 5,06
80 ữ 100 9,82 ữ 12,15 8,4 ữ 10,5 4,8 ữ 6,0 4,87 ữ 6,09 5,06 ữ 6,3
100 ữ 120 12,15ữ14,58 10,5 ữ 12,6 6,0 ữ 7,2 6,09 ữ 7,31 6,3 ữ 7,76
II. Sự ảnh hởng của giông sét tới hệ thống điện:
- ở Việt Nam, trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nớc KC - 03 - 07 đã lắp đặt các
thiết bị ghi sét và bộ ghi tổng hợp trên các đờng dây tải điện trong nhiều năm
liên tục, kết quả thu thập tình hình sự cố lới điện 220 KV ở miền Bắc từ năm
1987 đến năm 1992 đợc ghi trong bảng 3.
- Trong tổng hợp sự cố vĩnh cửu của đờng dây trên không 220 KV Phả Lại -
Hà Đông, nguyên nhân do sét là 8/11 chiếm 72,7%. Sở dĩ lấy kết quả sự cố của
đờng dây Phả Lại - Hà Đông làm kết quả chung cho sự cố lới định ở Miền Bắc
vì đây là đờng dây quan trọng của Miền Bắc và sự cố đờng dây này ảnh hởng rất
lớn đến tình hình truyền tải điện năng trên lới điện. Ngoài ra theo đề tài nghiên
cứu khoa học - nghiên cứu giải pháp kỹ thuật hoàn thiện hệ thống chống sét bảo
vệ lới điện trung áp của Viện Năng Lợng đã tập trung thống kê, phân biệt tình
hình sự cố lới điện 35 đến 110 KV của Miền Bắc nói chung và lới điện quốc gia
nói riêng từ năm 1976 đến năm 1982. Kết quả thống kê đợc thể hiện ở bảng 1-
3.
Bảng 1- 3:
4
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
Năm Dới 220 KV Đờng dây Phả Lại - Hà Đông
Tổng số Vĩnh cửu Tổng số Vĩnh cửu Do sét
1987
1988
1989
1990
1991
1992
2

5
24
25
30
19
1
2
3
4
2
1
2
5
6
2
3
4
1
2
2
1
1
4
1
1
1
1
1
3
Tổng số 105 16 22 11 8

- Từ thống kê này cho ta thấy rằng: Tổng sự cố do sét gây ra đối với đờng dây
trung áp là lớn hơn tổng số của đờng dây cao áp, nhng tác hại của nó mang lại
đối với hệ thống điện là rất lớn. Số lần sự cố lới điện 35KV chiếm tỷ lệ khá lớn
đến 54%.
Bảng 1- 4:
Năm theo dõi Cấp điện áp KV
Tổng chiều dài
đờng dây (Km)
Suất sự cố (lần /100Km)
Tổng số Do sét
1979
110
35
1050
3400
8,5
11,5
1,85
6,00
1980
110
35
1100
3400
6,8
10,7
1,46
5,40
1981
110

35
1150
3800
5,6
7,7
2,50
1,20
1982
110
35
3300
11200
6,9
10,8
2,50
5,10
*Kết luận: Qua nghiên cứ tình hình giông sét ở Việt Nam và những thiệt
hại do sé gây ra cho lới điện là rất lớn nên việc đảm bảo chống sét cho đờng dây
điện và trạm biến áp là rất cần thiết nhằm giảm đến mức thấp nhất sự cố cắt điện
đờng dây. Vì vậy việc đầu t nghiên cứu chống sét là rất quan trọng để nâng cao độ
tin cậy cung cấp điện và trong vận hành lới điện quốc gia.
5
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
chơng i
------o0o-----
tính toán trống sét đánh trựctiếp vào trạm biến áp
rong hệ thống điện (HTĐ), trạm biến áp (TBA) đóng vai trò
quan trọng. Nó quyết định rất lớn về độ tin cậy cung cấp điện
của toàn HTĐ và một yếu tố quan trọng dẫn đến sự mất ổn định của HTĐ trong
nhiều yếu tố là do sóng sét quá điện áp truyền vào trạm từ đờng dây và do sét

đánh trực tiếp vào trạm.
T
- Qua thống kê, ngời ta thấy số lần sự cố của HTĐ do bị sét đánh chiếm tỷ lệ
rất lớn so với các trờng hợp khác. Vì vậy việc tính toán bảo vệ TBA do sét đánh
để hạ đến mức tối thiểu là một nhiệm vụ hết sức quan trọng và cần thiết. Khi bị
sét đánh vào trạm, các thiết bị điện sẽ bị h hỏng và có thể dẫn đến việc cung cấp
điện bị ngừng toàn bộ , động thời có thể làm ảnh hởng trực tiếp đến quá trình
sản xuất điện năng và các ngành kinh tế khác.
- Để đảm bảo chống sét đánh trực tiếp vào trạm cần dùng các cột thu sét và
dây chống sét. Các cột thu sét này có thể đợc đặt độc lập hoặc trong điều kiện
cho phép ta vận dụng chiều cao của các cột, xà cột đèn chiếu sáng. Riêng cột
độc lập thờng tốn kém hơn về kinh tế nên chỉ dùng khi không thể tận dụng đợc
chiều cao của các cột, xà...
- Nếu đặt các cột thu sét trên các kết cấu của trạm phân phối ngoài trời và
dùng dây chống sét để bảo vệ cho doạn dây dẫn nối từ sà cuối cùng của trạm
đến cột đầu tiên của đờng dây thì chúng sẽ đợc nối đất chung với hệ thống nối
đất chung của trạm và độ tăng lớn nhỏ này còn tuỳ thuộc vào thông số của dòng
điện sét và điện trở nối đất xung kích của hệ thống. Khi điện áp này vợt quá giới
hạn cho phép thì có thể gây nên nguy hiểm cho các thiết bị điện, do vậy chỉ
trong điều kiện cho phép mới đợc đặt cột thu sét trên các công trình trong trạm
hoặc dây chống sét ở trong trạm.
6
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
- Khi thiết kế bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp, ngoài các yêu
cầu về kỹ thuật cần phải chú ý đến vấn đề kinh tế và vấn đề mỹ thuật.
I. các yêu cầu kỹ thuật:
- Với mục đích giảm vốn đầu t khi thiết kế bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào
trạm biến áp ngoài trời, ngời ta thờng bố trí cột trên các độ cao có sẵn nh cột,
xã... đối với trạm 110KV do có mức cách định cao nên các cột thu sét có thể đặt
trực tiếp trên các kết cấu của trạm. Các trụ của các kết cấu trên đó có đặt các

cột thu sét phải là ngắn nhất sao cho dòng điện sét (Is) khuyếch tán vào đất theo
3 ữ 4 thanh cái của hệ thống nối đất.
- Đối với trạm 22KV khi bố trí cột thu sét trực tiếp trên xà thì phải tăng cờng
cách điện đến câp 110KV, do vậy sẽ có tổn thất về kinh tế. Khi dùng cột thu sét
độc lập thì phải chú ý đến khoàng cách giữa các cột thu sét tới các bộ phận của
trạm để tránh khả năng phóng điện từ cột đến các thiết bị bảo vệ. Khi dùng cột
đến chiếu sáng làm giá đỡ cho cột thu sét thì phải cho dây dẫn điện đến bảng
đèn vào ống chì và chôn dới đất.
- Để đảm bảo cho cơ giới và chống ăn mòn kim loại cần phải theo đúng quy
định về các loại vật liệu, tiết diện dây khi dùng trên mặt đất và dới đất.
II. giới thiệu sơ lợc về thiết kế trạm 110/22KV:
-Trạm có kích thớc: 60 x 100m
2
-Tổng diện tích trạm: 6000m
2
- Chiều cao lớn nhất cần đợc bảo vệ phía 110KV là 11m phía 22KV là 8m
- Trong trạm có 2 máy biến áp 110/22KV, có 2 lộ đờng dây 110KV đi vào và
5 lộ đờng dây 22KV đi ra.
7
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
- Trên các lộ 110KV đã có dây chống sét nên các thiết bị của trạm nằm dới
đoạn đờng dây vào trạm đến xà đón dây đều đợc bảo vệ nên ta thiết kế chống
sét cho phía 110KV có thể không cần tính đến phạm vi này.
- Trong phần thiết kế này ta đa ra các phơng án bố trí cột thu sét để bảo vệ
trạm biến áp ngoài trời theo các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và kinh tế sau đó
chọn phơng án hợp lý để tính toán.
III - Phạm vi bảo vệ của cột Thu sét:
1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét (H1-1):
- Bán kính bảo vệ cho độ cao h
x

là:
)hh(
h
h
1
6,1
r
x
x
x

+
=
Trong đó:
h - Là độ cao của cột.
h
x
- Là độc cao cần bảo vệ.
h - h
x
= h
a
- Là chiều cao hiệu dụng của cột.
Nếu
hth
3
2
3

thì

)
8,0
1(5,1
h
h
h
x
x
=

hh
x
3
2
>
thì






=
h
h
x
x
175,0

8

TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
- Nếu chiều cao của cột h > 30m thì ta phải kể đến hệ số điều chỉnh nghĩa là:
Prmhr
xx
.)30(
=>
(với P là hệ số hiệu chỉnh)
.
5,5
h
P
=
2. Phạm vi bảo vệ của hai cột và nhiều cột thu sét :
- Nếu hai cột có chiều cao bằng nhau: giả sử 2 cột cách nhau một khoảng là a.
+ Nếu a = 7h thì bất kỳ điểm nào trên mặt đất ở giữa hai cột sẽ đợc bảo vệ
an toàn.
+ Nếu a = 7h thì cột bảo vệ đợc độ cao là
0
0
h
h
đợc xác định từ h).
.
77
00
a
hh
a
hh
==

+ Ta xem h
0
nh độ cao một cột và tính phạm vi bảo vệ cho độ cao h
x








=>








=
0
00
0
000
175,0
3
2
8,0

15,1
3
2
h
h
hrhh
h
h
hrhh
x
oxx
x
xx
+ Khi cột thu sét có h> 30 thì
P
a
hh
7
0
=
Hình 1-2
-Nếu hai cột có độ cao khác nhau:
9
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
Hình 1 - 3
- Nếu có nhiều cột: Ta phải xác định cho từng nhóm cột gần nhau (3 hay 4 cột)
phối hợp bảo vệ thu sét sao cho đỉnh các cột cùng nằm trên một đờng tròn ngoại
tiếp, các cột đó tạo thành một tam giác hoặc đa giác thì phần bên trong sẽ đợc
bảo vệ hoàn toàn nếu:
ax

hhhD 8)(8
=
Trong đó:
D - Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp đa giác do các cột tạo thành.
h Là chiều cao của các cột thu sét.
h
x
- Là chiều cao của vật cần bảo vệ.
Hình 1- 4
10
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
IV. Khoảng càch an toàn trong không khí và đất.
- Khoảng cách an toàn trong không khí S
K
.
- Biên độ điện cứ xung (D
max
) trong trờng hợp chung xác định theo công thức:
[ ]
)KV()WL(RR
2
axIm
maxU
22
XKXK
++=
Trong đó:
I
max
- Dòng điện sét tính toán (KA)

R
XK
- Điện trở xung kích của bộ phận nối đất (R)
L - Độ cảm ứng của dây dẫn từ bộ phận nổi đất đến điểm khảo sát
)( H
à
còn
gọi là hệ số điện cảm.
- Khi ta thay I
max
= 150 KA; độ bền cách điện của không khí là 500KV/m và
ax
I
W
Im
2

=
với
S
KA
I
à
60
=

thì ta sẽ đợc công thức tính toán dùng để xác định
khoảng cách an toàn cho phép của không khí nh sau:
[ ]
[ ]

)(8,015,0
150
60.2
15,0
)()(
2.500
150
500
max
22
2
2
22
mLRRLRR
KVWLRR
U
S
XKXKXKXK
XKXKx
++=

++=
++==
- Khoảng cách an toàn trong đất S
đ

- Tiêu chuẩn khoảng cách an toàn S
đ
đợc xác định bằng biểu thức sau:
S
đ
= a.R
xk
Trong đó:
a- Hệ số phụ thuộc trị số dòng điện sét chọn trong tính toán với I
max
= 150 thì
a = 0,5.
R
xk
- Trị số điện trở tản xung kích của dòng điện sét đi qua bộ phận nối đất
)(

11
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
xk
0,5R

d
S
=
Hình 1- 5
V. trình tự tính toán chống sét đánh trực tiếp.
1 - Bố trí các cột thu sét :
2 - Xác định chiều cao hiệu dụng của cột :
- Tìm đờng kính D của đờng tròn ngoại tiếp đa giác đi qua đỉnh thu cột sét sao
cho diện tích đa giác đó đợc bảo vệ cho hx, áp dụng toàn trạm. Ta phải tính độ
cao L của cột thu sét: h = hx + ha.
3- Kiểm tra khả năng bảo vệ đối với vật nằm ngoài phạm vi cột
thu sét bảo vệ:
- Tính bán kính bảo vệ của một cột thu sét.
- Tính bán kính của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét và tính bán kính r
0x
mà
h
0
bảo vệ đợc.
- Vẽ khu vực bảo vệ theo kích thớc đã tính đợc.
4. Kiểm tra lại toàn bộ:
- Kiểm tra lại toàn bộ bản vẽ thiết kế nếu có độ cao xà nào đó mà cần bảo vệ
còn nằm ngoài bán kính bảo vệ r
o x
thì cần phải xem xét lại thiết kế: tăng độ cao
cột hoặc bố trí thêm cột sao cho các độ cao cần đợc bảo vệ phải nằm trong
phạm vi bảo vệ của các cột thu sét.
12
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
VI. lựa chọn phơng án bố trí cột:

1. Phơng án 1:
Bố trí 10 cột thu sét trong đó có 2 cột thu sét đặt thêm 2 đầu của xà đòn dây đầu
trạm còn 8 cột dựng độc lập
a. Xét các cặp cột:
- Các cặp cột 1 - 2 -10 ta có:
)m(30l
)m(8l
101
21
=
=


Do tạo thành một tam giác vuông nên:
)m(05,31830l
22
102
=+=

)m(88,3
8
31
8
D
h
)m(31
)05,3153,34)(3053,34)(853,34(53,342
05,31.30.8
D
)m(05,31

2
05,31308
P
h
===
=

=
=
++
=
với h
x
=11m cho nên chiều cao của các cột là : 11+3,88=14,88(m)
Vậy ta chọn chiều cao các cột là 19 (m)
- Các cột 2 - 3 - 10:
)m(04,413028l
)m(05,31l
)m(30l
22
103
102
32
=+=
=
=



Do các cột này tạo thành một tam giác thờng nên.

)m(15,5
8
21,41
8
D
h
)m(21,41
)04,4105,51)(05,3105,51)(3005,51(05,512
05,41.05,31.30
D
)m(05,51
2
04,4105,3130
P
a
===
=

=
=
++
=
13
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP 110/22Kv
Víi h
h
= 11m chiÒu cao cña c¸c cét thu sÐt lµ 11+5,15 = 16,15 (m)
VËy ta chän chiÒu cao cét lµ 19 (m).
- C¸c cét 3 -4 -10.
Ta c

)m(56l
)m(04,41l
)m(99,343018l
104
103
22
43
=
=
=+=
−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh mét tam gi¸c thêng nªn:
)m(02,7
8
15,56
8
D
h
)m(15,56
)5602,66)(04,4102,66)(99,3402,66(02,662
56.04,41.99,34
D
)m(02,66
2
5604,4199,34
P
a
===

=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 11m ta cã chiÒu cao cña c¸c cét lµ : 11+7,02 = 18,02(m)
VËy ta chän chiÒu cao cét lµ 19 (m)
- C¸c cét 4-5-9-10:
)m(56ll
)m(30ll
95104
10954
==
==
−−
−−
Do c¸c cét t¹o thµnh h×nh ch÷ nhËt nªn:
)m(94,7
8
53,63
8
D
h
)m(53,635630D
a
22
===⇒

=+=
ChiÒu cao cña c¸c cét thu sÐt víi h
x
= 11m lµ 11+ 7,94 = 18,94m
VËy ta chän chiÒu cao cña c¸c cét lµ :19(m).
- C¸c cét 5 - 6 -7:
)m(28l
)m(33l
76
65
=
=
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh mét tam gi¸c vu«ng nªn:
14
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP 110/22Kv
)m(41,5
8
28,43
8
D
h
)m(28,43
)28,4314,52)(2814,52)(3314,52(14,522
28,43.28.33
D
)m(14,52
2
28,432833

P
)m(28,432833l
a
22
75
===
=
−−−
=
=
++
=
=+=
−
Víi h
x
= 8m chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 8+ 5,41=13,41(m)
VËy ta chän chiÒu cao cña c¸c cét lµ : 16 (m)
- C¸c cét 5 - 7 - 9:
)m(28,433328L
)m(56l
)m(28,43l
22
97
95
75
=+=
=
=
−

−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh mét tam gi¸c nªn ta cã:
).m(09,7
8
76,56
8
D
h
)m(76,56
)28,4328,71)(5628,71)(28,4328,71(28,712
28,43.56.28,43
D
)m(28,71
2
28,435628,43
P
a
===
=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 8m chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 8+ 7,09 = 15,09(m)
VËy ta chän chiÒu c¹o cña c¸c cét lµ: 16(m)
-C¸c cét 7 - 8 -9:

)m(28,43l
)m(33l
)m(28l
97
98
87
=
=
=
−
−
−
Do t¹o thµnh tam gi¸c thêng nªn:
)m(41,5
8
28,43
8
D
h
)m(28,43
)28,4314,52)(3314,52)(2814,52(14,522
28,43.33.28
D
)m(14,52
2
28,433328
P
a
===⇒
=

−−−
=
=
++
=
15
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
Với h
x
= 8m cho nên chiều cao của các cột thu sét là 8+5,41=13,41(m).
Vậy ta chọn chiều cao của các cột là: 16(m).
* Vậy ta xác định đợc:
+Các cột 1-2-3 -4 -10 cao là 19 m
+Các cột 5 - 6 -7 - 8 -9 cao là: 16m.
b. Xét các cặp cột bao quanh trạm:
- Cặp cột 1 -2:
+ Bán kính bảo vệ của mỗi cột ở độ cao 19m là:






=
h
h
hr
x
x
8,0

15,1
vì
)m(67,12h
3
2
m11h
1x
=<=

=
)m(88,7
19.8,0
11
119.5,1
=







+Phạm vi bảo vệ giữa hai cột là:

=
===
o
x
oox
1o
h8,0
h
1h5,1r
)m(86,17
7
8
19
7
a
hh
vì
)m(91,11h
3
2
m11h
0x
=<=
=
)m(17,6
86,17.8,0
11
186,17.5,1
=

- Cặp cột 2-3:
+ Bán kính bảo vệ của mỗi cột ở độ cao 19m là 7,88 (m)
+Phạm vi bảo vệ giữa hai cột là:
vì
)m(86,3
14,16
11
114,16.75,0
h
h
1h75,0r
)m(76,10h
3
2
m11h
)m(14,16
7
20
19
7
a
hh
o

x
0x0
0x
o
=






=








=
=>=
===
16
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
- Cặp cột 3-4:
+ Bán kính bảo vệ của mỗi cột ở độ cao 19m là 7,88m
+Phạm vi bảo vệ giữa 2 cột là:
vì:
)m(25,2

14
11
114.75,0
h
h
1h75,0r
)m(33,9h
3
2
m11h
)m(14
7
99,34
19
7
a
hh
0
x
0x0
0x
10
=






=

=
=>=
===
- Cặp cột 4-5:
+ Bán kính bảo vệ của cột 4 là 7,88m
Bán kính bảo vệ của cột 5 là:
Vì:
)m(75,3
16
11
116.75,0
h
h
1h75,0r
)m(67,10h
3
2
m11h
5
x
5x
2x

=






=








=
=>=
+ Phạm vi bảo vệ giữa 2 cột: vì 2 cột có độ cao khác nhau nên bán
kính bảo vệ của cột 5 với độ cao h
x
= 16(m) là:
Vì:
)m(25,2
19
16
119.75,0
h
h
1h75,0r

)m(67,12h
3
2
m16h
4
x
44
4x
=






=








=
=>=
)m(75,2725,230raa
4
===

7
75,27
16
7
a
hh
50
=

=
Vì:
)m(06,3
04,12.8,0
8
104,12.5,1
h8,0
h
1h5,1r
)m(03,8h
3
2
m8h
0
x
0x0
ox
=

=








=
=<=
-Cặp cột 5-6:
17
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
+ Bán kính bảo vệ của cột 5,6 là 3,75 (m)
+ Phạm vi bảo vệ giữa hai cột:








=
===
0

x
oox
o
h
h
1h.75,0r
)m(29,11
7
33
16
7
a
hh
vì
)m(53,7h
3
2
m8h
ox
=>=
)m(47,2
29,11
8
129,11.75,0r
ox
=

=
-Cặp cột 6-7:
+ Bán kính bảo vệ của mỗi cột cao 16m là: 3,75 (m)
+ Phạm vi bảo vệ giữa hai cột:








=
===
o
x
oox
60
h
h
1h75,0r
)m(12
7
28
16
7
a
hh

Vì
)m(8h
3
2
m8h
0x
===

)m(3
12
8
112.75,0r
ox
=






=

-Cặp cột 7-8:
+ Bán kính bảo vệ của cột cao 16m là 3,75(m)
+ Phạm vi bảo vệ giữa hai cột:

)m(12
7
28
16

7
a
hh
60
===









=
0
x
0ox
h
h
1h75,0r
18
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
Vì:
)m(8h
3
2
)m(8h
0x
===

)m(3
12
8
112.75,0r
ox
=






=
- Cặp cột 8- 9:
+Bán kính bảo vệ của các cột ở độ cao 16m là 3,75(m)
+Phạm vi bảo vệ giữa hai cột là:
)m(46,2
28,11
8
128,11.75,0
)m(52,7h
3
2
m8hvi
h
h
1h75,0r
)m(28,11
7

33
16
7
a
hh
ox
o
x
oox
8o
=






=
=>=








=
===
-Cặp cột 9 -10

+ Bán kính bảo vệ của cột 9 cao 16m là 3,75m.
Bán kính bảo vệ của 10 cột cao 19m là 7,88m
+Phạm vi bảo vệ giữa 2 cột: Vì 2 cột có độ cao khác nhau nên bán kính
bảo vệ của cột 10 với độ cao h
h
=16m là:








=
10
x
1010
h
h
1h75,0r
Vì:
)m(67,12h
3
2
m16h
10x
=>=
)m(25,2
19

16
119.75,0r
ox
=






=
)m(75,2725,230raa
10
===

)m(04,12
7
75,27
16
7
a
hh
90
===
Vì:
)m(03,8h
3
2
m8h
0x

=<=
19
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
)m(06,3
04,12.8,0
8
104,12.5,1
h8,0
h
1h5,1r
o
x
0ox
=






=








=

-Cặp cột 10 -1:
+ Bán kính bảo vệ của mỗi cột cao 19m là 7,88(m)
+ Phạm vi bảo vệ giữa 2 cột:
)m(71,14
7
30
19
7
a
hh
100
===
Vì:
)m(8,9h
3
2
m11h
0x
=>=
)m(78,2
71,14
11
171,14.75,0
h
h
1h75,0r
o
x
0ox
=

=








=
*Từ các số liệu tính toán trên ta có bảng sau:
Bảng 1-6
STT Các cặp cột h
x
(m) h
o
(m) r
ox
(m)
1 1-2 11 17,86 6,17
2 2-3 11 16,14 3,84
3 3-4 11 14 2,25
4 4-5 8 12,04 3,06
5 5-6 8 11,29 2,47

6 6-7 8 12 3
7 7-8 8 12 3
8 8-9 8 11,28 2,46
9 9-10 8 12,04 3,06
10 10-1 11 14,71 2,78
- Từ bảng số liệu trên ta vẽ phạm vi bảo vệ của các cột thu sét (theo sơ đồ bố
trí cột thu sét)
20
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP 110/22Kv
21
TNH TON CHNG SẫT CHO NG DY V TRM BIN P 110/22Kv
2 - Phơng án 2:
Bố trí 12 cột thu sét trong đó 2 cột đặt trên xà đơn ở đầu trạm, cột còn lại
đặt độc lập.
a. Xét các cặp cột:
- Cặp cột 1 - 2 - 11
)m(8l
21
=

)m(30l
111
=

Do các cột tạo thành một tam giác vuông nên:
)m(88,3
8
31
8
D

h
)m(31
)05,3153,34)(3053,34)(853,34(53,342
05,31.30.8
D
)m(53,34
2
05,31308
P
)m(05,31308l
a
22
112
===
=

=
=
++
=
=+=

Với h
x
= 11m chiều cao của các cột là: 11+ 3,88 = 14,88 (m)
Vậy ta chọn chiều cao của các cột là 18 (m)
- Các cột 2 -3 -11:
)m(04,412830l
)m(05,31l
)m(30l

22
113
112
32
=+=
=
=



Do các cột tạo thành một tam giác cho nên:
)m(15,5
8
21,41
8
D
h
)m(21,41
)04,4105,51)(05,3105,51)(3005,51(05,512
04,41.05,31.30
D
)m(05,51
2
04,4105,3130
P
a
===
=

=

=
++
=
Với h
x
= 11m chiều cao của các cột là: 11+ 5,15 = 16,15(m).Vậy chọn
chiều cao của các cột là 18(m)
- Các cột 3 -11- 12:
22
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP 110/22Kv
)m(73,292810l
)m(40l
)m(04,41l
22
1211
123
113
=+=
=
=
−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c thêng nªn:
)m(45,5
8
58,43
8
D
h

)m(58,43
)73,2942,55)(4042,55)(05,4142,55(42,552
73,29.40.05,41
D
)m(42,55
2
73,294005,41
P
a
===⇒
=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 11m th× chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 11+ 5,45 = 16,45(m). VËy ta
chän chiÒu cao cña c¸c cét lµ18 (m)
- C¸c cét 3 - 4 -12:
)m(83,482840l
)m(40l
)m(28l
22
124
123
43
=+=
=

=
−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c thêng nªn:
)m(1,6
8
8,48
8
D
h
)m(8,48
)83,4842,58)(4042,58)(2842,58(42,582
83,48.40.28
D
)m(42,58
2
83,484028
P
a
===⇒
=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 11m th× chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 11+ 6,1 = 17,1 (m). VËy ta

chän chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 18(m)
- C¸c cét 4 -5 -12:
)m(73,291028l
)m(83,48l
)m(30l
22
125
124
54
=+=
=
=
−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c thêng nªn ta cã:
23
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP 110/22Kv
)m(48,6
8
86,51
8
D
h
)m(86,51
)63,2928,54)(83,4828,54)(3028,54(28,542
73,29.83,48.30
D
)m(28,54
2

75,2983,4830
P
a
===⇒
=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 11m chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 11+6,48 = 17,48 (m)
VËy ta chän chiÒu cao c¸c cét lµ 18 (m)
- C¸c cét: 5 -6 -12:
)m(41,342028l
)m(73,29l
)m(30l
22
126
125
65
=+=
=
=
−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c thêng nªn ta cã:
)m(57,4

8
54,36
8
D
h
)m(54,36
)41,3407,47)(73,2907,47)(3007,47(07,472
41,34.73,29.30
D
)m(07,47
2
41,3473,2930
P
a
===⇒
=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 8m chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 11+4,57 =15,57 (m)
VËy ta chän chiÒu cao c¸c cét lµ: 18 (m)
- C¸c cét 10 -11-12:
)m(41,343028l
)m(30l
)m(73,29l
22

1210
1110
1211
=+=
=
=
−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c c©n nªn:
)m(57,4
8
54,36
8
D
h
)m(54,36
)41,3407,47)(73,2907,47)(3007,47(07,472
41,34.73,29.30
D
)m(07,47
2
41,3473,2930
P
a
===⇒
=
−−−
=
=

++
=
24
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP 110/22Kv
Víi h
x
= 11m chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 11+4,57 =15,57(m). VËy ta chän
chiÒu cao cña c¸c cét lµ 18(m)
-C¸c cét 6 -7 - 8:
)m(28l
)m(33l
87
76
=
=
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c vu«ng nªn:
)m(41,5
8
28,43
8
D
h
)m(28,43
)28,4314,52)(2814,52)(3314,52(14,522
28,43.28.33
D
)m(14,52
2

28,432833
P
)m(28,432833l
a
22
86
===⇒
=
−−−
=
=
++
=
=+=
−
Víi h
x
= 8 m chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 8+5,41= 13,41m
VËy ta chän chiÒu cao cña c¸c cét lµ 16 (m)
- C¸c cét 6 -8 -10:
)m(56l
)m(28,432833l
)m(28,43l
106
22
108
86
=
=+=
=

−
−
−
Do c¸c cét t¹o thµnh tam gi¸c thêng nªn:
09,7
8
76,56
8
D
h
)m(76,56
)5628,71)(28,4328,71)(28,4328,71(28,712
56.28,43.28,43
D
28,71
2
5628,4328,43
P
a
===→
=
−−−
=
=
++
=
Víi h
x
= 8m th× chiÒu cao cña c¸c cét lµ: 8+7,09 = 15,09(m)
VËy ta chän chiÒu cao cña c¸c cét lµ 16(m)

- C¸c cét 8 -9 - 10:
25