bảo vệ chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp 110/35 kV Châu Khê - Bắc Ninh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (213.49 KB, 23 trang )
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Chơng 1:
bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
trạm biến áp 110/35 kV Châu Khê - Bắc Ninh.
1.1-Khái niệm chung.
Trạm biến áp là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân
phối điện.
Đối với trạm biến áp 110/35kV Châu Khê - Bắc Ninh thì các thiết bị điện của
trạm đợc đặt ngoài trời nên khi có sét đánh trực tiếp vào trạm sẽ xảy ra những
hậu quả nặng nề không những chỉ làm hỏng đến các thiết bị trong trạm mà còn
gây nên những hậu quả cho những ngành công nghiệp khác do bị ngừng cung
cấp điện. Do vậy trạm biến áp thờng có yêu cầu bảo vệ khá cao.
Hiện nay để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp ngời ta dùng hệ
thống cột thu lôi, dây thu lôi. Tác dụng cuả hệ thống này là tập trung điện tích để
định hớng cho các phóng điện sét tập trung vào đó, tạo ra khu vực an toàn bên dới hệ thống này.
Hệ thống thu sét phải gồm các dây tiếp địa để dẫn dòng sét từ kim thu sét vào
hệ nối đất. Để nâng cao tác dụng của hệ thống này thì trị số điện trở nối đất của
bộ phận thu sét phải nhỏ để tản dòng điện một cách nhanh nhất, đảm bảo sao cho
khi có dòng điện sét đi qua thì điện áp trên bộ phận thu sét sẽ không đủ lớn để
gây phóng điện ngợc đến các thiết bị khác gần đó.
Ngoài ra khi thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm ta cần
phải quan tâm đến các chỉ tiêu kinh tế sao cho hợp lý và đảm bảo về yêu cầu về
kỹ thuật, mỹ thuật.
1.2- Các yêu cầu kỹ thuật khi tính toán bảo vệ chống
sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp.
Tất cả các thiết bị cần bảo vệ phải đợc nằm trọn trong phạm vi bảo vệ an toàn
của hệ thống bảo vệ. Hệ thống bảo vệ trạm 110/35kV ở đây ta dùng hệ thống cột
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
1
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
thu lôi, hệ thống này có thể đợc đặt ngay trên bản thân công trình hoặc đặt độc
lập tùy thuộc vào các yêu cầu cụ thể.
Đặt hệ thống thu sét trên bản thân công trình sẽ tận dụng đợc độ cao của
phạm vi bảo vệ và sẽ giảm đợc độ cao của cột thu lôi. Nhng mức cách điện của
trạm phải đảm bảo an toàn trong điều kiện phóng điện ngợc từ hệ thống thu sét
sang thiết bị. Vì đặt kim thu sét trên các thanh xà của trạm thì khi có phóng điện
sét, dòng điện sét sẽ gây nên một điện áp giáng trên điện trở nối đất và trên một
phần điện cảm của cột, phần điện áp này khá lớn và có thể gây phóng điện ngợc
từ hệ thống thu sét đến các phần tử mang điện trong trạm khi mà mức cách điện
không đủ lớn. Do đó điều kiện để đặt cột thu lôi trên hệ thống các thanh xà của
trạm là mức cách điện cao và trị số điện trở tản của bộ phận nối đất nhỏ.
Đối với trạm phân phối có điện áp từ 110kV trở lên có mức cách điện khá
cao (cụ thể khoảng cách giữa các thiết bị đủ lớn và độ dài chuỗi sứ lớn) do đó có
thể đặt các cột thu lôi trên các kết cấu của trạm và các kết cấu trên đó có đặt cột
thu lôi thì phải nối đất vào hệ thống nối đất của trạm theo đờng ngắn nhất sao
cho dòng điện sét khuyếch tán vào đất theo 3 đến 4 cọc nối đất, mặt khác mỗi trụ
phải có nối đất bổ xung để cải thiện trị số điện trở nối đất.
Khâu yếu nhất trong trạm phân phối ngoài trời điện áp từ 110kV trở lên là
cuộn dây máy biến áp vì vậy khi dùng cột thu lôi để bảo vệ máy biến áp thì yêu
cầu khoảng cách giữa điểm nối vào hệ thống của cột thu lôi và điểm nối vào hệ
thống nối đất của vỏ máy biến áp là phải lớn hơn 15m theo đờng điện.
Tiết diện các dây dẫn dòng điện sét phải đủ lớn để đảm bảo tính ổn định
nhiệt khi có dòng điện sét chạy qua.
Khi sử dụng cột đèn chiếu sáng làm giá đỡ cho cột thu lôi thì các dây dẫn
điện phải đợc cho vào ống chì và chôn trong đất.
1.3- Tính toán thiết kế, các phơng án bố trí cột thu lôi.
Với yêu cầu thiết kế hệ thống chống sét cho trạm 110kV và dựa vào độ cao
của các thiết bị ta có thể bố trí đợc các cột thu lôi và tính đợc độ cao của chúng.
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
2
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
1.3.1. Công thức tính chiều cao của cột thu lôi .
h = hx + ha
Trong đó :
. h-Là chiều cao cột thu lôi .
. hx-Là độ cao cần đợc bảo vệ .
. ha-Là độ cao tác dụng của cột thu lôi .
ha:Xác định theo nhóm cột với điều kiện là ha D/8.
. D-Là đờng kính đờng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi các cột .
1.3.2. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi độc lập
Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi độc lập là miền giới hạn bởi mặt ngoài
của hình chóp tròn xoay có đờng sinh xác định bởi phơng trình :
1,6
( h hx )
hx
rx =
1+
h
Trong đó :
rx-Là phạm vi bảo vệ ở mức cao hx của cột thu lôi .
0,2h
h
2/3h
hx
1,5h
0,75h
0,75h
1,5h
rx
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- -Hình 1.1.Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi
3
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Để dễ dàng thuận tiện trong việc tính toán thiết kế thờng dùng phạm vi bảo vệ
dạng đơn giản hoá. Đợc tính toán theo công thức :
2
h
h
rx = 1,5.h.(1 x )
0,8.h
- Nếu hx 3 thì
h
2
- Nếu hx > .h thì rx = 0,75.h.(1 x )
3
h
* Các công thức trên chỉ đúng với những cột thu lôi cao dới 30 m. Hiệu quả của
cột thu lôi hơn 30 m sẽ giảm do độ cao định hớng của sét là hằng số .
Khi cột có chiều cao trên 30m thì ta vẫn dùng công thức trên nhng phải nhân
thêm với hệ số hiệu chỉnh p =
5,5
h
Và trên hình vẽ ta sử dụng các hoành độ 0,75.h.p
1,5.h.p
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
4
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
1.3.3. Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi
Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi thì lớn hơn nhiều so với tổng số
phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột đơn .Nhng để hai cột thu lôi có thể phối
hợp bảo vệ đợc khoảng giữa chúng thì khoảng cách a giữa hai cột phải thoả
mãn điều kiện a 7.h
a) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có cùng độ cao .
Khi hai cột thu lôi có cùng độ cao h đặt cách nhau một khoảnh a(a
7.h) thì độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là h0đợc xác
định :
1,6
( ho hx )
a
h0 = h - ; rox = 1 + hx
7
h
o
Bán kính phạm vi bảo vệ tại khoảng giữa hai cột đợc tính gần đúng nh sau :
hx
2
)
- Nếu hx h 0 thì r0x = 1,5.h 0 .(1
0,8.h 0
3
hx
2
- Nếu hx > h 0 thì r0x = 0,75.h 0 .(1 )
h0
3
Trong đó :
. h0-Là độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi
. r0x-Là bán kính phạm vi bảo vệ tại khoảng giữa hai cột thu lôi
Khi độ cao của cột thu lôi lớn hơn 30 m thì ta cũng phải thêm hệ số hiệu
chỉnh p nh mục 1.3.2 và tính h0 theo
h0 = h -
a
5,5
; p=
7.p
h
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
5
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
0
R
h
0,2h
rx
hx
a
0,75h
1,5h
rxo
rx
Hình 1.2. Trường hợp hai cột thu lôi có chiều cao bằng nhau .
b) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có độ cao khác nhau .
Đợc xác định nh sau :
Giả sử có hai cột thu lôi : Cột 1 có độ cao h1
Cột 2 có độ cao h2
Khoảng cách giữa hai cột la a và h1 > h2
Trớc tiên ta vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao h1sau đó từ đỉnh của cột thấp h2
gióng đờng thẳng ngang sang cột h1. Cắt đờng sinh của phạm vi bảo vệ của
cột 1 tại điểm 3
Điểm này đợc coi là đỉnh của cột thu lôi giả định (cột 3) Cột thu lôi giả
định này có cùng độ cao với cột 2 và hình thành đôi cột có chiều cao bằng
nhau, cách nhau một khoảng a,
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
6
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
1
R
3
2
h1
h2
h0
1,5h2
0,75h2
a'
hx
0,75h1
x
1,5h1
a
r1x
r2x
r0x
Hình 1.3.Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có độ cao khác nhau.
Dễ dàng nhận thấy khoảng cách x từ h1 (cột 1) đến cột giả tởng (cột 3)
chính là bán kính bảo vệ của cột cao h1 đối với chiều cao cần bảo vệ bằng h2
Do đó tính khoảng cách x theo :
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
7
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
h
Nếu : h 2 2 / 3h1 x = 1,5 h1 2
0,8
h 2 > 2 / 3h1 x = 0,75( h1 h 2 )
Từ đó ta tính đợc a = a - x và h0 = h2 - a/7
Từ đó ta tính đợc bán kính bảo vệ r0x
Nếu
h
h x 2 / 3h 0 r0x = 1,5.h 0 1 x
0,8h 0
h
h x > 2 / 3h 0 r0x = 0,75.h 0 1 x
h0
c) Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét.
Khi công trình cần đợc bảo vệ chiếm một khu vực rộng lớn nếu chỉ dùng một
vài cột thì cột phải rất cao gây nhiều khó khăn cho việc thi công và lắp ráp.
Trong trờng hợp này ta dùng phối hợp nhiều cột với nhau để bảo vệ. Phần
ngoài của phạm vi bảo vệ sẽ đợc xác a nằm trong đa giác sẽ đợc bảo vệ nếu
thoả mãn điều kiện:
D 8.(h - hx) = 8.ha
Trong đó :
D - đờng kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác hình thành bởi các cột thu sét
ha = h - hx là độ cao hiệu dụng của cột thu sét.
Nếu độ cao cột vợt quá 30 m thì điều kiện an toàn sẽ đợc hiệu chỉnh là
D 8.(h - hx).p = 8.ha.p ;
p=
5,5
h
1.3.4- Các số liệu dùng để tính toán thiết kế cột thu lôi bảo vệ trạm biến áp
110/35kV Châu Khê - Bắc Ninh.
- Trạm có diện tích là: 57 x 58,35m và bao gồm:
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
8
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
+ Hai máy biến áp T1 và T2
+ 2 lộ 110kV và 6 lộ 35kV.
- Độ cao các thanh xà phía 110kV là 10m và 8m.
- Độ cao các thanh xà phía 35kV là 9m và 7m.
- Ngoài ra trạm còn có 3 cột chiếu sáng cao 21m.
Ta có sơ đồ trạm:
Hình 1. 4. Trạm biến áp
110
KV
35
1.4- Trình tự tính toán.
Trạm biến áp Châu Khê đợc hai đờng 110kV cấp, đó là lộ đờng dây mạch
kép Phả Lại đi Đông Anh, hai đờng 110kV này đợc nối với nhau qua máy cắt
liên lạc giữa hai hệ thống thanh góp.
Trạm có cấp điện áp 110/35kV và có hai máy biến áp T 1 ; T2 đợc nối với hai
lộ đờng dây vào 110kV và sáu lộ đờng dây 35kV.
Phía 110kV có hai hệ thống thanh góp và có máy cắt liên lạc.
Sau khi khảo sát sơ bộ sơ đồ mặt bằng trạm, vị trí bố trí các thiết bị trong
trạm và yêu cầu bảo vệ của mỗi thiết bị, ta đa ra hai phơng án đặt cột thu lôi nh
sau:
Ngô Gia Phùng
- T3-K41-HTĐ
- --
9
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
- Phơng án 1.
+ Bố trí 4 cột thu lôi bên phía 110kV, phía 35kV ta bố trí 2 cột thu lôi nh hình
vẽ (1 5). Các cột có cùng độ cao.
- Phơng án 2.
+ Bố trí 2 cột thu lôi bên phía 110kV, phía 35kV ta bố trí 2 cột thu lôi nh hình
vẽ (1 7). Các cột có cùng độ cao.
1.4.1- Xét phơng án I.
+ 6 cột đợc bố trí nh hình vẽ (1 5):
Hình 1. 5. Sơ đồ bố trí cột thu sét của PAI
+ Khoảng cách giữa các cột:
1 2: 57 m;
5 6: 57 m;
2 3: 29,175 m;
4-5: 29,175 m;
3 4: 57 m;
1-4: 29,175 m;
3 6: 29,175 m;
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
10
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
1.4.1.1- Tính toán phạm vi bảo vệ của các nhóm cột.
Nhóm cột (1, 2, 3, 4) và (3, 4, 5, 6) tạo thành hình chữ nhật có kích thớc
29,175 x57 m 2 do đó ta có:
Đờng kính vòng tròn ngoại tiếp hình chữ nhật này là:
57 2 + 29,1752 = 64,033 m
D=
Chiều cao tác dụng tối thiểu để các cột 1, 2, 3, 4 bảo vệ đợc toàn bộ diện
tích của nó là:
ha =
D 64,033
=
=8m
8
8
Vì độ cao cực đại của vật đợc bảo vệ trong trạm là 10m nên độ cao của cột thu
lôi là:
h = hx + ha = 10 + 8 = 18 m
Để thuận tiện cho việc chế tạo và tránh cho cột phải làm việc ở trạng thái
căng, mặt khác do các cột chiếu sáng có chiều cao là 21m nên ta chọn độ cao
của các cột đều là h = 21 m.
1.4.1.2- Tính toán và kiểm tra phạm vi bảo vệ của các cột thu sét.
Với hx = 10 m
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
10 m:
1,6
1,6
hx (h hx) =
rx =
10 (21 10) = 11,923 m
1+
1+
21
h
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 1 2 chúng đều có cùng độ cao h = 21 m và các cặp cột đều
cách nhau a = 57 m.
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
11
đồ án tốt nghiệp
h0 = h -
Kỹ thuật điện cao áp
a
57
= 21 = 12,857 m
7
7
1,6
1,6
r0x = 1 + hx (h0 hx) = 1 + 10 (12,857 10)= 2,571 m
h0
12,857
Xét cặp cột 1 4 và 2 3; chúng đều cách nhau a = 29,175 m và các cột
có cùng độ cao h = 21 m.
h0 = 21 -
29,175
= 16,832 m
7
1,6
r0x = 1 + 10 (16,832 10) = 6,857 m
16,832
Với hx = 9 m
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
9m:
1,6
rx =
9 (21 9) = 13,44 m
1+
21
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 5 6 chúng đều có cùng độ cao h = 21 m và các cặp cột đều
cách nhau a = 57 m.
h0 = h -
a
57
= 21 = 12,857 m
7
7
1,6
r0x = 1 + 9
(12,857 9) = 3,63 m
12,857
Xét cặp cột 5 4 và 6 3; chúng đều cách nhau a = 29,175 m và các cột
có cùng độ cao h = 21 m
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
12
đồ án tốt nghiệp
h0 = 21 -
Kỹ thuật điện cao áp
29,175
= 16,832 m
7
1,6
r0x = 1 + 9
(16,832 9) =8,165 m
16,832
Với hx = 8 m.
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
8 m:
1,6
1,6
hx (h hx) =
rx =
8 (21 8) = 15,062 m
1+
1+
21
h
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 1 2 chúng đều có cùng độ cao h = 21 m và các cặp cột đều
cách nhau a = 57 m.
h0 = h -
a
57
= 21 = 12,857 m
7
7
1,6
1,6
r0x = 1 + hx (h0 hx) = 1 + 8 (12,857 8)= 4,79 m
h0
12,857
Xét cặp cột 1 4 và 2 3; chúng đều cách nhau a = 29,175 m và các cột
có cùng độ cao h = 21 m.
h0 = 21 -
29,175
= 16,832 m
7
1,6
r0x = 1 + 8
(16,832 8) = 9,579 m
16,832
Với hx = 7 m.
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
13
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
7m:
1,6
rx =
7 (21 7) = 16,8 m
1+
21
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 5 6 chúng đều có cùng độ cao h = 21 m và các cặp cột đều
cách nhau a = 57 m.
h0 = h -
a
57
= 21 = 12,857 m
7
7
1,6
r0x = 1 + 7
(12,857 7) = 6,068 m
12,857
Xét cặp cột 5 4 và 6 3; chúng đều cách nhau a = 29,175 m và các cột
có cùng độ cao h = 21 m
h0 = 21 -
29,175
= 16,832 m
7
1,6
r0x = 1 + 7
(16,832 7) =11,111 m
16,832
1.4.1.3- Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét:
Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét đợc vẽ trên hình 1 6:
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
14
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Hình 1. 6. Sơ đồ bảo vệ của cột thu sét của PAI
Từ hình vẽ 1 - 6 ta thấy toàn bộ thiết bị của trạm đều nằm trong phạm vi bảo
vệ của cột thu sét. Vậy với cách bố trí cột thu sét nh phơng án I là đảm bảo yêu
cầu về mặt kĩ thuật.
Bảng (1 1) trình bày kết quả tính toán phạm vi bảo vệ của 2 cột thu lôi
trong phơng án I:
Cặp cột
1-2
2-3
3-6
5-6
4-5
1-4
a
h
(m)
(m)
57
21
10
21
10
21
10
-
9
21
10
-
9
21
10
-
9
21
10
29,17
5
29,17
5
57
29,17
5
29,17
5
hx (m)
r0x
hx
r0x
hx
r0x
hx
r0x
(m)
2,57
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
9
-
8
4,79
7
-
9
-
8
9,579
7
-
8
-
7
11,11
8
-
7
6,068
8
-
7
11,11
8
9,579
7
-
1
6,85
7
6,85
7
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
9
8,16
5
3,63
8,16
5
-
15
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Bảng1-1
Bảng (1 2) trình bày kết quả tính toán phạm vi bảo vệ của 1 cột thu lôi
trong phơng án I:
Cặp cột
h
(m)
hx (m)
1
21
10
2
21
10
3
21
10
4
21
10
5
21
10
6
21
10
rx
hx
rx
hx
rx
hx
rx
(m)
11,92
(m)
(m)
13,4
(m)
(m)
(m)
(m)
8
15,062
7
16,8
8
15,062
7
16,8
8
15,062
7
16,8
8
15,062
7
16,8
8
15,062
7
16,8
8
15,062
7
16,8
3
11,92
3
11,92
3
11,92
3
11,92
3
11,92
3
9
4
13,4
9
4
13,4
9
4
13,4
9
4
13,4
9
4
13,4
9
4
Bảng1-2
1.4.2- Xét phơng án iI.
+ 4 cột đợc bố trí nh hình vẽ (1 7):
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
16
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Hình 1. 7. Sơ đồ bố trí cột thu sét của PAII
+ Khoảng cách giữa các cột:
1 2: 57 m;
2 3: 58,35 m;
3 4: 57 m;
4 1: 58,35 m;
1.4.2.1- Tính toán phạm vi bảo vệ của các nhóm cột.
Nhóm cột (1, 2, 3, 4) tạo thành hình chữ nhật có kích thớc 57x58,35 m 2
do đó ta có:
Đờng kính vòng tròn ngoại tiếp hình chữ nhật này là:
D=
57 2 + 58,352 = 81,57 m
Chiều cao tác dụng tối thiểu để các cột 1, 2, 3, 4 bảo vệ đợc toàn bộ diện
tích của nó là:
ha =
D 81,57
=
= 10,196 m
8
8
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
17
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Vì độ cao cực đại của vật đợc bảo vệ trong trạm là 10m nên độ cao của cột thu
lôi là:
h = hx + ha = 10 + 10,196 = 20,196 m
Để thuận tiện cho việc chế tạo và tránh cho cột phải làm việc ở trạng thái
căng, mặt khác do các cột chiếu sáng có chiều cao là 21m nên ta chọn độ cao
của các cột đều là h = 22 m.
1.4.2.2- Tính toán và kiểm tra phạm vi bảo vệ của các cột thu sét.
Với hx = 10 m
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 22 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
10 m:
1,6
1,6
hx (h hx) =
rx =
10 (22 10) = 13,2 m
1+
1+
22
h
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 1 2 và 3 - 4 chúng đều có cùng độ cao h = 22 m và các cặp
cột đều cách nhau a = 57 m.
h0 = h -
a
57
= 22 = 13,857 m
7
7
1,6
1,6
r0x = 1 + hx (h0 hx) = 1 + 10 (13,857 10)= 3,584 m
h0
13,857
Xét cặp cột 1 4 và 2 3; chúng đều cách nhau a = 58,35 m và các cột
có cùng độ cao h = 22 m.
h0 = 22 -
58,35
= 13,664 m
7
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
18
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
1,6
r0x = 1 + 10 (13,664 10) = 3,385 m
13,664
Với hx = 9 m
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
9 m:
1,6
rx =
9 (22 9) = 14,761 m
1+
22
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 1 2 và 3 - 4 chúng đều có cùng độ cao h = 22 m và các cặp
cột đều cách nhau a = 57 m.
h0 = h -
a
57
= 22 = 13,857 m
7
7
1,6
r0x = 1 + 9
(13,857 9) = 4,711 m
13,857
Xét cặp cột 1 4 và 2 3; chúng đều cách nhau a = 58,35 m và các
cột có cùng độ cao h = 22 m.
h0 = 22 -
58,35
= 13,664 m
7
1,6
9
r0x = 1 +
(13,664 9) =4,499 m
13,664
Với hx = 8 m.
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
8 m:
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
19
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
1,6
1,6
hx (h hx) =
rx =
8 (22 8) = 16,43 m
1+
1+
22
h
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 1 2 và 3 - 4 chúng đều có cùng độ cao h = 22 m và các cặp
cột đều cách nhau a = 57 m.
h0 = h -
a
57
= 22 = 13,857 m
7
7
1,6
1,6
r0x = 1 + hx (h0 hx) = 1 + 8
(13,857 8)= 5,941 m
h0
13,857
Xét cặp cột 1 4 và 2 3; chúng đều cách nhau a = 58,35 m và các
cột có cùng độ cao h = 22 m.
h0 = 22 -
58,35
= 13,664 m
7
1,6
r0x = 1 + 8
(13,664 8) = 5,716 m
13,664
Với hx = 7 m.
Bán kính bảo vệ của cột thu sét cao 21 (m )khi độ cao cần đợc bảo vệ hx =
7m:
1,6
rx =
7 (22 7) = 18,21 m
1+
22
*Bán kính bảo vệ dọc theo đờng trung trực nối giữa các cột xung quanh
trạm:
Xét cặp cột 1 2 và 3 - 4 chúng đều có cùng độ cao h = 22 m và các cặp
cột đều cách nhau a = 57 m.
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
20
đồ án tốt nghiệp
h0 = h -
Kỹ thuật điện cao áp
a
57
= 22 = 13,857 m
7
7
1,6
r0x = 1 + 7
(13,857 7) = 7,289 m
13,857
Xét cặp cột 1 4 và 2 3; chúng đều cách nhau a = 58,35 m và các
cột có cùng độ cao h = 22 m.
h0 = 22 -
58,35
= 13,664 m
7
1,6
r0x = 1 + 7
(13,664 7) =7,05 m
13,664
1.4.2.3- Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét:
Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét đợc vẽ trên hình 1 8:
Hình 1. 8. Sơ đồ bảo vệ của cột thu sét của PAII
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
21
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Từ hình vẽ 1 8 ta thấy toàn bộ thiết bị của trạm đều nằm trong phạm vi bảo
vệ của cột thu sét.
Vậy với cách bố trí cột thu sét nh phơng án II là đảm bảo yêu cầu về mặt kĩ
thuật.
Bảng (1 3) trình bày kết quả tính toán phạm vi bảo vệ của 2 cột thu lôi
trong phơng án II:
Cặp cột
1-2
a
h
(m)
(m)
57
22
10
22
10
22
10
22
10
58,3
2-3
5
3-4
57
58,3
4-1
5
hx (m)
r0x
hx
r0x
hx
r0x
hx
r0x
(m)
3,58
(m)
(m)
4,71
(m)
(m)
5,94
(m)
(m)
7
7,289
7
7,05
7
7,289
7
7,05
4
3,38
5
3,58
4
3,38
5
9
8
1
9
4,499
4,71
9
8
6
5,94
8
1
9
1
5,71
4,499
1
5,71
8
6
Bảng1-3
Bảng (1 4) trình bày kết quả tính toán phạm vi bảo vệ của 1 cột thu lôi
trong phơng án II:
Cặp cột
h
(m)
hx (m)
1
21
10
2
21
10
3
21
10
4
21
10
rx
hx
rx
hx
rx
hx
rx
(m)
13,
(m)
(m)
14,76
(m)
(m)
16,4
(m)
(m)
7
18,21
7
18,21
7
18,21
7
18,21
2
13,
2
13,
2
13,
2
9
9
9
9
1
14,76
1
14,76
1
14,76
1
8
8
8
8
3
16,4
3
16,4
3
16,4
3
Bảng1-4
1.4.2.4- Chọn phơng án tối u
1- Xét về mặt kĩ thuật:
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
22
đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật điện cao áp
Cả hai phơng án đều đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, vì toàn bộ diện tích của trạm đều
nằm trong phạm vi bảo vệ của cột thu lôi ở độ cao h x = 10m - đó là độ cao cao
nhất của thiết bị có trong trạm
2- Xét về mặt kinh tế:
Phơng án I dùng 6 cột thu lôi cao 21 m. Tổng chiều dài các cột là:
21 x 6 = 126 m
Phơng án II dùng 4 cộ thu lôi cao 22 m. Tổng chiều dài các cột là:
22 x 4 = 88m
Ta thấy rằng cả hai phơng án I và phơng án II đều thỏa mãn yêu cầu về mặt kĩ
thuật. Nhng phơng án II có tính kinh tế hơn phơng án I vì phơng án II có tổng
chiều dài cột thu lôi thấp hơn phơng án I. Vậy ta chọn phơng án II để thi công.
Ngô Gia Phùng - T3-K41-HTĐ
- --
23
