Thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220/110KV và đường dây 220KV

1
LI M U
L mt sinh viờn ang hc tp v rốn luyn ti Trng i hc Bỏch
Khoa H Ni, em cm thy mt nim t ho v ng lc to ln cho s phỏt
trin ca bn thõn trong tng lai. Sau nm nm hc i hc, di s ch bo,
quan tõm ca cỏc thy cụ, s n lc ca bn thõn, em ó thu c nhng bi
hc rt b ớch, c tip cn cỏc kin thc khoa hc k thut tiờn tin phc v
cho lnh vc chuyờn mụn mỡnh theo ui. Cú th núi, nhng ỏn mụn hc,
bi tp ln hay nhng nghiờn cu khoa hc m mt sinh viờn thc hin chớnh
l mt cỏch th hin mc tip thu kin thc v vn dng s dy bo quan
tõm ca thy cụ.
Chớnh vỡ vy em ó dnh thi gian v cụng sc hon thnh ỏn tt
nghip Thit k bo v chng sột cho trm bin ỏp 220/110kV v ng
dõy 220kV ny nh mt c gng n ỏp cụng n ca thy cụ cng nh tng
kt li kin thc thu c sau mt quỏ trỡnh hc tp v rốn luyn ti Trng
i hc Bỏch Khoa.
Trong thi gian hc tp cng nh thi gian thc hin ti tt nghip
em luụn nhn c s ch bo, ng viờn tn tỡnh ca cỏc thy cụ, gia ỡnh v
cỏc bn, c bit l s giỳp ca Thy giỏo hng dn trc tip ó giỳp em
hon thnh tt bn ny.
Mt ln na em xin chõn thnh cm n Thy v cỏc thy, cỏc cụ cựng
ton th cỏc bn trong b mụn H thng in.


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
2
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO
TRẠM BIẾN ÁP
1.1. Mở đầu
Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện đường dây và trạm biến áp là một
thể thống nhất. Trong đó trạm biến áp là một phần tử hết sức quan trọng, nó

thực hiện nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng. Do đó khi các thiết bị
của trạm bị sét đánh trực tiếp thì sẽ dẫn đến những hậu quả rất nghiêm trọng
khơng những chỉ làm hỏng đến các thiết bị trong trạm mà còn có thể dẫn đến
việc ngừng cung cấp điện tồn bộ trong một thời gian dài làm ảnh hưởng đến
việc sản suất điện năng và các ngành kinh tế quốc dân khác. Do đó việc tính
tốn bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp đặt ngồi trời là rất
quan trọng. Qua đó ta có thể đưa ra những phương án bảo vệ trạm một cách
an tồn và kinh tế. Nhằm đảm bảo tồn bộ thiết bị trong trạm được bảo vệ an
tồn chống sét đánh trực tiếp.
Ngồi việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào các thiết bị trong trạm ta
cũng phải chú ý đến việc bảo vệ cho các đoạn đường dây gần trạm và đoạn
đây dãn nối từ xà cuối cùng của trạm ra cột đầu tiên của đường dây.
Do đó tùy từng trạm cụ thể mà ta thiết kế hệ thống chống sét phù hợp và
đáp ứng nhu cầu kỹ thuật cũng như kinh tế của trạm.
1.2. Các u cầu kỹ thuật đối với hệ thống chống sét đánh thẳng
a) Tất cả các thiết bị bảo vệ cần phải được nằm trọn trong phạm vi an tồn
của hệ thống bảo vệ. Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt bằng trạm và các cấp điện
áp mà hệ thống các cột thu sét có thể được đặt trên các độ cao có sẵn của cơng
trình như xà, cột đèn chiếu sáng... hoặc được đặt độc lập.
- Khi đặt hệ thống cột thu sét trên bản thân cơng trình, sẽ tận dụng được
độ cao vốn có của cơng trình nên sẽ giảm được độ cao của hệ thống thu sét.
Tuy nhiên điều kiện đặt hệ thống thu sét trên các cơng trình mang điện là phải
đảm bảo mức cách điện cao và trị số điện trở tản của bộ phận nối đất bé.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
3
+ i vi trm bin ỏp ngoi tri t 110 kV tr lờn do cú cỏch in cao
(khong cỏch cỏc thit b ln v di chui s ln) nờn cú th t ct thu
sột trờn cỏc kt cu ca trm. Tuy nhiờn cỏc tr ca kt cu trờn ú cú t ct
thu sột thỡ phi ni t vo h thng ni t ca trm phõn phi. Theo ng
ngn nht v sao cho dũng in i

s
khuych tỏn vo t theo 3- 4 cc ni t.
Ngoi ra mi tr ca kt cu y phi cú ni t b sung ci thin tr s
in tr ni t nhm m bo in tr khụng quỏ 4.
+ Ni yu nht ca trm bin ỏp ngoi tri in ỏp 110 kV tr lờn l cun
dõy ca MBA. Vỡ vy khi dựng chng sột van bo v MBA thỡ yờu cu
khong cỏch gia hai im ni t vo h thng ni t ca h thng thu sột
v v MBA theo ng in phi ln hn 15m.
- Khi t cỏch ly gia h thng thu sột v cụng trỡnh phi cú khong cỏch
nht nh, nu khong cỏch ny quỏ bộ thỡ s cú phúng in trong khụng khớ
v t
b) Phn dn in ca h thng thu sột cú phi cú tit din ln m
bo tho món iu kin n nh nhit khi cú dũng in sột i qua.
1.3. Phm vi bo v ca ct thu sột v dõy chng sột
1.3.1. Phm vi bo v ca ct thu sột:
a) Phm vi bo v ca mt ct thu sột c lp.
Phm vi bo v ca mt ct thu sột l min c gii hn bi mt ngoi
ca hỡnh chúp trũn xoay cú ng kớnh xỏc nh bi cụng thc.

)(
1
6,1
r
x x
x
hh
h
h

+

=
( 1 1)
Trong ú:
h: cao ct thu sột
h
x
: cao vt cn bo v
h- h
x
= h
a
: cao hiu dng ct thu sột
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
4
r
x
: bán kính của phạm vi bảo vệ
Để dễ dàng và thuận tiện trong tính tốn thiết kế thường dùng phạm vi
bảo vệ dạng dạng đơn giản hố với đường sinh của hình chóp có dạng đường
gãy khúc được biểu diễn như hình vẽ 1.1 dưới đây.
Bán kính bảo vệ ở các mức cao khác nhau được tính tốn theo cơng thức
sau.
+ Nếu h
3
2
h
x
≤
≤≤
≤ thì

)
h.8,0
h
- 1,5.h.(1 r
x
x
=
==
=
( 1 – 2)
+ Nếu h
3
2
h
x
>
>>
> thì )
h
h
- 0,75.h.(1 r
x
x
=
==
= ( 1 – 3)
Chú ý:
a'
b
c

a
h
0,8h
0,2h
0,75h
1,5h
R

Hình 1- 1: Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét.
Các cơng thức trên chỉ đúng trong trường hợp cột thu sét cao dưới 30m.
Hiệu quả của cột thu sét cao q 30m có giảm sút do độ cao định hướng của
sét giữ hằng số. Có thể dùng các cơng thức trên để tính phạm vi bảo vệ nhưng
phải nhân với hệ số hiệu chỉnh p. Với
h
5,5
p =
và trên hình vẽ dùng các hồnh
độ 0,75hp và 1,5hp.
b) Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu sét.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
5
 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét kết hợp thì lớn hơn nhiều so
với tổng phạm vi bảo vệ của hai cột đơn. Nhưng để hai cột thu sét có thể phối
hợp được thì khoảng cách a giữa hai cột thì phải thoả mãn điều kiện a < 7h (h
là chiều cao của cột).

Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có cùng độ cao
.
- Khi hai cột thu sét có cùng độ cao h đặt cách nhau khoảng cách a (a <
7h) thì độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu sét h

o
được tính
như sau:

7
a
- h h
o
=
==
= ( 1 – 4)
Sơ đồ phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có chiều cao bằng nhau.
h
0,2h
0,75h
a
h
o
h
x
1,5h
r
x
R
r
0x

Hình 1- 2: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét giống nhau.
Tính r
ox

:
+ Nếu
ox
h
3
2
h ≤
≤≤
≤
thì
)
h8,0
h
(1 h1,5 r
o
x
oox
=
==
=
( 1 – 5)
+ Nếu
ox
h
3
2
h ≥
≥≥
≥
thì

)
h
h
- (1 0,75h r
o
x
oox
=
==
=
( 1 – 6)
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
6
Chỳ ý:
Khi cao ca ct thu sột vt quỏ 30m thỡ ngoi cỏc hiu chnh nh
trong phn chỳ ý ca mc 1 thỡ cũn phi tớnh h
o
theo cụng thc:

p7
a
- h h
o
=
==
=
( 1 7)
c) Phm vi bo v ca hai ct thu sột cú cao khỏc nhau.
Gi s cú hai ct thu sột: ct 1 cú chiu cao h
1

, ct 2 cú chiu cao h
2
v
h
1
> h
2
. Hai ct cỏch nhau mt khong l a.
Trc tiờn v phm vi bo v ca ct cao h
1
, sau ú qua nh ct thp h
2

v ng thng ngang gp ng sinh ca phm vi bo v ca ct cao ti
im 3. im ny c xem l nh ca ct thu sột gi nh, nú s cựng vi
ct thp h
2
, hỡnh thnh ụi ct cao bng nhau v bng h
2
vi khong cỏch
l a. Phn cũn li ging phm vi bo v ca ct 1 vi
xaa ='

1
2
21
1
)(6,1
h
h

hh
x
+

=
( 1 8)
h
2
0,2h
2
0,75h
2
a'
h
o
1,6h
2
3
0,75h
1
1,6h
1
a
x
h
1
2
1

Hỡnh 1- 3: Phm vi bo v ca hai ct thu sột khỏc nhau.

d) Phm vi bo v ca mt nhúm ct ( s ct >2).
Mt nhúm ct s hỡnh thnh 1 a giỏc v phm vi bo v c xỏc nh
bi ton b min a giỏc v phn gii hn bao ngoi ging nh ca tng ụi
ct
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
7
a
b
r
x
r
ox
r
ox
D
D
r
ox
r
x
c
b
a

Hình 1- 4: Phạm vi bảo vệ của nhóm cột.
Vật có độ cao h
x
nằm trong đa giác hình thành bởi các cột thu sét sẽ được
bảo vệ nếu thoả mãn điều kiện:
D

≤
≤≤
≤
8. h
a
= 8. (h - h
x
) ( 1 – 9)
Với D là đường tròn ngoại tiếp đa giác hình thành bởi các cột thu sét.
Chú ý: Khi độ cao của cột lớn hơn 30m thì điều kiện bảo vệ cần được
hiệu chỉnh theo p.
D
≤
≤≤
≤
8.h
a
. p= 8. (h - h
x
).p ( 1 – 10)
1.3.2. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét:
a) Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét
Phạm vi bảo vệ của dây thu sét là một dải rộng. Chiều rông của phạm vi
bảo vệ phụ thuộc vào mức cao h
x
được biểu diễn như hình vẽ.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
8
a'
b

c
a
h
0,8h
0,2h
0,6h
1,2h
2b
x

Hỡnh 1- 5: Phm vi bo v ca mt day thu sột.
Mt ct thng ng theo phng vuụng gúc vi dõy thu sột tng t ct
thu sột ta cú cỏc honh 0,6h v 1,2h.
+ Nu
ox
h
3
2
h



thỡ
)
h8,0
h
- h.(11,2. b
x
x
=

==
=
( 1 - 11)
+ Nu
ox
h
3
2
h



thỡ
)
h
h
- 0,6.h.(1 b
x
x
=
==
=
( 1 - 12)
Chỳ ý: Khi cao ca ct ln hn 30m thỡ iu kin bo v cn c
hiu chnh theo p.
b) Phm vi bo v ca hai dõy thu sột.
phi hp bo v bng hai dõy thu sột thỡ khong cỏch gia hai dõy thu
sột phi tho món iu kin s < 4h.
Vi khong cỏch s trờn thỡ dõy cú th bo v c cỏc im cú cao.

4
h
-h h
o
=
==
=
( 1 13)
Phm vi bo v nh hỡnh v.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
9
h
0,2h
0,6h
s
h
o
h
x
1,2h
bx
R

Hình 1- 6: Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
Phần ngồi của phạm vi bảo vệ giống của một dây còn phần bên trong
được giới hạn bởi vòng cung đi qua 3 điểm là hai điểm treo dây thu sét và
điểm có độ cao
4
s
-h h

o
=
==
=
so với đất.
1.4. Mơ tả trạm biến áp cần bảo vệ
- Trạm biến áp: Trạm 220/110 kV.
+ Phía 220kV 6 lộ đường dây, sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp
vòng, được cấp điện từ 2 máy biến áp (T3, T4) và 2 máy biến áp tự ngẫu
(AT1, AT2)
+ Phía 110kV 8 lộ đường dây, sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp
vòng, được cấp điện từ 2 máy biến áp tự ngẫu (AT1, AT2)
- Tổng diện tích trạm 555000 m
2

- Với trạm 220 kV có diện tích là: 34500 m
2
. Độ cao xà cần bảo vệ là
16m và 11 m.
- Với trạm 110 kV có diện tích là: 19200 m
2
. Độ cao xà cần bảo vệ là 11
và 8 m.
1.5. Tính tốn các phương án bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm
biến áp
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
10
1. 5. 1. Phng ỏn 1
- Phớa 220kV dựng 12 ct 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11,12 trong ú ct 2,
3, 5, 6, 7, 8 c t trờn x cao 16m; ct 9, 10,11,12 c t trờn x cao

11m ct 1 c xõy thờm v ct 4 t trờn núc nh iu khin cao 10m.
- Phớa 110kV dựng 9 ct 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 trong ú ct 16,
17, 18 c t trờn x cao 8 m; ct 19, 20, 21, 22c t trờn x cao 11 m
v ct 23, 24 c xõy thờm.
Vy:
- Chiu cao tớnh toỏn bo v cho trm 220 kV l hx = 11 m v hx = 16 m
- Chiu cao tớnh toỏn bo v cho trm 110 kV l hx = 8 m v hx = 11 m.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
11
Nha dieu khien
11m
16m
AT2
AT1
T3
21
20
19
18
17
16
1514
3
2
1
6
13
7
1110
5

9
4
12
8
T4
8m

Hình 1-7: Sơ đồ bố trí cột thu sét
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
12
 Tính tốn độ cao hữu ích của cột thu lơi:
Để bảo vệ được một diện tích giới hạn bởi tam giác hoặc tứ giác nào đó
thì độ cao cột thu lơi phải thỏa mãn:
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 lơi.

-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 lơi phối hợp được với nhau là a
≤
7. h.
Trong đó: a – Khoảng cách giữa 2 cột thu sét.
h – Chiều cao tồn bộ cột thu sét.
 Xét nhóm cột 1-2-5-6 tạo thành hình chữ nhật:
a
1-2
= 64 m ; a
1-5
= 52,5 m
Nhóm cột này tạo thành hình chữ nhật có đường chéo là:
D =
778,82 52,564
22
=+
(m)
Vậy độ cao hữu ích của cột thu lơi h
a

35,10
8
778,82
=≥
( m)
 Xét nhóm cột 12,13,8 tạo thành hình tam giác
- Áp dụng cơng thức Pitago ta có
a= a
12-13

=
623,3130)2030(
22
=+−
( m)
b= a
13-8
=
181,58305,47
22
=+
( m)
c= a
12-8
=57,5 ( m)
- Nửa chu vi tam giác là:
p =
652,72
2
5,57181,58623,31
=
++
( m)
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
13
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác là:
D =
. .
2. .( ).( ).( )
a b c

p p a p b p c− − −

219,59
)5,57652,72)(181,56652,72).(623,31652,72(652,722
5,57.181,56.623,31
=
−−−
=
( m)

Vậy độ cao hữu ích của cột thu lơi
h
a

402,7
8
219,59
=≥
( m)
Tính tốn tương tự cho các đa giác còn lại, kết quả tính tốn được trình
bầy trong bảng:
Bảng 1-3. Độ cao hữu ích của cột thu lơi

Chọn độ cao tác dụng cho tồn trạm biến áp.
Sau khi tính tốn độ cao tác dụng chung cho các nhóm cột thu sét, ta chọn
độ cao tác dụng cho tồn trạm như sau:
- Phía 220Kv có h
max
=10,755 m nên ta chọn h
a

= 11m.
- Phía 110kV có h
max
=9,1 m nên ta chọn h
a
= 10 m.
 Tính độ cao của cột thu sét.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
14
h = h
a
+ h
x

- Phía 220 kV:
Độ cao tác dụng h
a
= 11m.
Độ cao lớn nhất cần bảo vệ h
x
= 16m.
Do đó, độ cao các cột thu sét phía 220kV là:
h = h
a
+ h
x
= 11+ 16 = 27 ( m).
- Phía 110kV:
Độ cao tác dụng h
a

= 10m.
Độ cao lớn nhất cần bảo vệ h
x
= 11m.
Do đó, độ cao các cột thu sét phía 110kV là:
h = h
a
+ h
x
= 10+ 11 = 21 (m).
 Bán kính bảo vệ của cột thu sét ở các độ cao bảo vệ tương ứng:
Bán kính bảo vệ của các cột 21m (các cột N13
÷
÷÷
÷
N22 phía 110kV)
- Bán kính bảo vệ ở độ cao 11m.
4121.
3
2
3
2
11m h
x
==<= h
( m)
Nên
)(88,01)
21.8,0
11

1.(21.5,1)
8,0
1 (1,5.h r
x
m
h
h
x
=−=−=

- Bán kính bảo vệ ở độ cao 8m.
4121.
3
2
3
2
11m h
x
==<= h
( m)
Nên
)(5,61)
21.8,0
8
1.(21.5,1)
8,0
1 1,5.h( r
x
m
h

h
x
=−=−=

Bán kính bảo vệ của các cột 27m (các cột N1
÷
÷÷
÷
N12 phía 220kV)
- Bán kính bảo vệ ở độ cao 11m.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
15
1827.
3
2
3
2
11m h
x
==<= h
( m)
Nên
)(75,891)
27.8,0
11
1.(21.5,1)
8,0
1 (1,5.h r
x
m

h
h
x
=−=−=

- Bán kính bảo vệ ở độ cao 16m.
1827.
3
2
3
2
11m h
x
==<= h
( m)
Nên
5,10)
27.8,0
16
1.(24.5,1)
8,0
1 1,5.h( r
x
=−=−=
h
h
x
( m)
 Tính phạm vi bảo vệ của các cột thu sét.
* Xét cặp cột 1-2 có:

a = 64 m h = 27 m
- Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu sét là:
875,71
7
64
27
7
-h h
0
=−==
a
( m)
- Bán kính của khu vực giữa hai côt thu sét là:
+ ở độ cao 16m:
905,1117,875.
3
2
3
2
16m h
x
==>=
o
h
( m)
Nên
393,1)
17,875
16
1.(17,875.75,0)- (1 0,75h r

oox
=−==
o
x
h
h
( m)
+ ở độ cao 11m:
905,1117,875.
3
2
3
2
11m h
x
==<=
o
h
( m)
Nên
161,6)
17,875.8,0
11
1.(17,875.5,1)
.8,0
- (1 1,5h r
0
oox
=−==
h

h
X
( m)
* Xét cặp cột 12,13 có độ cao khác nhau
có
623,311030
22
=+=a
( m)
27
12
=h
( m)
21
13
=h
( m)
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
16
Vỡ
18
3
2
21
1213
=>= hh
( m). Do vy ta v ct gi nh 12 cú cao 21m
cỏch ct 13 mt khong:

4,5

27
21
1
)2127(6,1
1
)(6,1
12
13
1312
=
+

=
+

=
h
h
hh
x
( m)
Vy khong cỏch t ct gi nh dn ct 13 l:

223,264,5623,31' === xaa
( m)
Phm vi bo v ca hai ct 12 v 13 l:
- cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct thu sột l:
254,17
7
223,26

21
7
'
-h h
0
===
a
( m)
- Bỏn kớnh ca khu vc gia hai ct thu sột l:
+ cao 11m

Vỡ

503,11254,17 .
3
2
3
2
11m h
x
==<=
o
h
( m)
Nờn
ox o
0
11
r 1,5h (1 - ) 1,5.17,254.(1 ) 5,256
0,8. 0,8.17,254

X
h
h
= = =
( m)
+ cao 8m

Vỡ

503,11254,17 .
3
2
3
2
8m h
x
==<=
o
h
( m)
Nờn
563,10)
254,17.8,0
8
1.(254,17.5,1)
.8,0
- (1 1,5h r
0
oox
===

h
h
X
( m)
+ cao hx = 16 m

Vỡ

503,11254,17...
3
2
3
2
16m h
x
==>=
o
h
( m)
Nờn
)(782,0)
254,17
16
1(254,11517,71.75,0)- (1 0,75h r
oox
m
h
h
o
x

===

Tớnh toỏn tng t cho cỏc cp ct cũn li ta cú bng:
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
17
Bảng 1-4 Phạm vi bảo vệ của các căp cột thu sét
Cặp cột
a
(m)
h
(m)
ho
(m)
hx
(m)
rox
(m)
hx
(m)
rox
(m)
1-2;2-3;4-5;5-5;6-7;7-8;
9-10;10-11;11-12 64 26 16,8571 16 0,64285 11 4,661
1-5;2-6;3-7;4-8; 35 26 21 16 3,75 11 10,87
5-9;6-10;7-1;8-12 40 26 20,2857 16 3,21428 11 9,804
13-14;14-15;16-17;
17-18;19-20;20-21 43 21 14,85714 11 2,892857 8 7,28
13—18;14-17;15-16;
16-21;17-20;18-19 54 21 13,28571 11 1,714286 8 4,92
4--19 33,11 21 16,903 11 4,739 8 10,35

4--19 33,11 21 16,903 16 0,782
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
18

T4
T3
AT1
AT2
r
ox
=
1,39
r
x
=
10,5
r
ox
=
2,1
r
ox
=
2,62
r
ox
=
1,71
r
ox

=
10,875
r
ox
=
2,89
r
ox
=
0,78
r
ox
=
0,94
16m
11m
9
11
12
13
14
17
18
1
2
3
4
19
20
21

16
15
10
8
7
6
5

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
19
Hình 1.4: Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét
1. 5. 2. Phương án 2
- Phía 220kV có treo 3 dây chống sét A-95 dài 192m chia làm 3 khoảng
dài 64; khoảng cách giữa hai dây S=35m và S= 40m như hình vẽ.
- Phía 110kV dùng 9 cột 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 và 25 trong đó cột
17, 18, 19 được đặt trên xà cao 8 m; cột 20, 21, 22, 23 được đặt trên xà cao 11
m và cột 25, 24 được xây thêm.
Nha dieu khien
5
6
7
8
4
3
2
1
9
10
11
12

16
15
14
13
17
16m
11m
AT2
AT1
T3
25
24
23
22
21
20
1918
T4
11m

Hình 1- 8: Sơ đồ bố trí cột và dây thu sét
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
20
bo v ton b x trong trm thỡ cao dõy chng sột tha món:
)(26
4
40
16
4
0

m
S
hh =+=+
.
a) vừng ca dõy.
Thụng s ca dõy A-95 theo thụng s ca Nga
ng sut cho phộp:
cp
= 21,7 kG/mm
2

Mụun n hi: E=20000 kG/mm
2

H s dón n nhit:
6
0
1
12.10
C


=

Nhit ng vi trng thỏi bóo: bão =25
o
C
Nhit ng vi trng thỏi min:
min
=5

o
C
Ti trng do trng lng gõy ra: g
1
=8. 10
3
kg/m,mm
2

Ti trng do giú gõy ra (ỏp lc giú cp 3 vi v=30m/s):
F
P
g
v
=
3

Trong ú +
vxv
F
V
CP .
16
..
2

=
l lc tỏc dng ca giú lờn 1m dõy
+
7,0=

l h s khụng u ca ỏp lc giú
+
2,1=
x
C
l h s khớ ng húc ca dõy dn ph thuc vo
ng kớnh ca dõy (
2,1=
x
C
khi d< 20 mm)
+
3
10..1

= dF
v
m: l din tớch chn giú ca 1m dõy
Vy
33
10.7,1010.
90

=

=
v
F
( m)

506,010.7,10.
16
30
.2,1.7,0
3
2
==

v
P
(kG/m)
3 2
3
0,506
5,32.10 ( / . )
95
g kG m mm

= =

Ti trng tng hp:
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
21

2 2 2 2 3 3 2
1 3
8 5,32 .10 9,6.10 ( / . )g g g kG m mm
− −
= + = + =

Ta có:
min
2 2
1
24. .( )
.
bao
gh cp
l
g g
α θ θ
δ
−
=
−


6.
3 2 3 2
12.23.10 (25 5)
21,7. 309,5( )
(9,6.10 ) (8.10 )
m
−
− −
−
= =
−

Kiểm tra điều kiên ta thấy
64 309, 5l m m= <

 Với khoảng vượt l = 64m.
Phương trình trạng thái ứng với θ
min
có dạng:

0
23
=−− BA
δδ


).(.
.24
..
min
2
0
2
1
2
1
0
θθα
δ
δ
−−−=
bao

E
Egl
A


2 3 2
6
2
64 .(9,6.10 ) .20000
21,7 12.10 .20000.(25 5) 16,23
24.21,7
−
−
= − − − =


2 2 3 2 2
1
. . (9,6.10 ) .20000.64
315,12
24 24
g E l
B
−
= = =

Ta có phương trình:
3 2
16,23. 315,12 0
δ δ

− − =

có nghiệm
2
17( / )kG mm
δ
=

Độ võng:
2 3 2
. 9,6.10 .64
0,23( )
8. 8.17
g l
f m
δ
−
= = =

Độ cao cột treo dây thu sét:
1
26 0,23 26,23( )h h f m= + = + =

Vậy chọn độ cao treo dây thu sét là 27 m.
b) Phạm vi bảo vệ của dây thu sét:
Tính cho hai vị trí cao nhất và thấp nhất.
 Tại vị trí đầu cột:
Bảo vệ ở độ cao 16m:
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
22

Do
1827.
3
2
3
2
16 ==<= hh
x
nên
.4,8)
27.8,0
16
1.(27.2,1 =−=
x
b
( m)
Bảo vệ ở độ cao 11m:
Do
1827.
3
2
3
2
11 ==<= hh
x
thì
.9,15)
27.8,0
11
1.(27.2,1 =−=

x
b
( m)
Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:
+Với S=35m:
25,18
4
35
27
4
0
=−=−=
S
hh
( m)
+Với S=40m:
17
4
40
27
4
0
=−=−=
S
hh
( m)
 Tại vị trí thấp nhất:

' 27 0,23 26,77( )h h f m= − = − =

Bảo vệ ở độ cao 16m:
Vì
2 2
16 .26,77 17,846
3 3
x
h h= < = =
( m)
Nên
.122,8)
768,26.8,0
16
1.(768,26.2,1 =−=
x
b
( m)

Bảo vệ ở độ cao 11 m:
Vì
2 2
11 .26,77 17,846
3 3
x
h h= < = =
( m)
Nên
.622,15)
768,26.8,0
11
1.(768,26.2,1 =−=

x
b
( m)
Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:
+ Với S=35m:
0
35
' 26,77 18,02
4 4
S
h h= − = − =
( m)
+ Với S=40m:
0
40
' 26,77 16,77
4 4
S
h h= − = − =
( m)
c) Phạm vi bảo vệ của cột thu sét:
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
23
cao cỏc ct thu sột phớa 220kV l: 27m
cao cỏc ct thu sột phớa 110kV: Do cỏc nhúm ct phớa
110kV v 220/110kV c b trớ tng t phng ỏn 1 nờn theo tớnh toỏn
phng ỏn 1 ta chon cao cỏc ct thu sột phớa 110kV 21m.
Tng t phng ỏn 1 ta cú:
Phm vi bo v ca ct thu sột c lp:
Bỏn kớnh bo v ca cỏc ct 21m (cỏc ct N17

ữ
ữữ
ữ
N25 phớa 110kV)
- Bỏn kớnh bo v cao 11m.
4121.
3
2
3
2
11m h
x
==<= h
( m)
Nờn
x
11
r 1,5.h ( 1 ) 1,5.21.(1 ) 10,88
0,8 0,8.21
x
h
h
= = =
( m)
- Bỏn kớnh bo v cao 8m.
4121.
3
2
3
2

11m h
x
==<= h
( m)
Nờn
)(5,61)
21.8,0
8
1.(21.5,1)
8,0
1 1,5.h( r
x
m
h
h
x
===

Bỏn kớnh bo v ca cỏc ct 27m (cỏc ct N1
ữ
ữữ
ữ
N17phớa 220kV)
- Bỏn kớnh bo v cao 11m.
1827.
3
2
3
2
11m h

x
==<= h
( m)
Nờn
)(75,891)
27.8,0
11
1.(21.5,1)
8,0
1 (1,5.h r
x
m
h
h
x
===

- Bỏn kớnh bo v cao 16m.
1827.
3
2
3
2
11m h
x
==<= h
( m)
Nờn
5,10)
27.8,0

16
1.(24.5,1)
8,0
1 1,5.h( r
x
===
h
h
x
( m)
Phm vi bo v ca cỏc cp ct thu sột tng kt trong bng
Bng 1-5 Phm vi bo v ca cỏc cp ct thu sột
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
24
Cặp cột
a
(m)
h
(m)
ho
(m)
hx
(m)
rox
(m)
hx
(m)
rox
(m)
1-5;5-9 35 27 22 16 4,5 11 12,375

9-13 40 27 21,29 16 3,96 11 11,303
19-20;20-25 43 21 14,85714 11 2,89 8 7,286
17-18;18-
19;23-24;24-
25;25-26 54 21 13,28571 11 1,71 8 4,929
4--23 33,11 21 16,903 11 4,739 8 10,354
4--34 33,11 21 16,903 16 0,782
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
25

T4
18 19
20
21
22
23
24
25
T3
AT1
AT2
b
x
=
8,12m
r
ox
=
10,5
r

ox
=
3,96
r
ox
=
4,5
r
ox
=
1,71
r
ox
=
10,875
r
ox
=
2,89
r
ox
=
0,78
r
ox
=
0,94
11m
16m
17

13
14
15
16
12
11
10
9
1
2
3
4
8
7
6
5
Nhà di?u khi?n

Hình 1-9: Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét
1.6. So sánh và tổng kết phương án
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN