HIỆN tượng dông sét và ẢNH HƯỞNG của DÔNG sét đến hệ THỐNG điện VIỆT NAM

Đố
Đố ÁN
ÁN TỐT
TỐT NGHIỆP
NGHIỆP______________________________Kỹ
thuật điện
điện cao
cao áp
áp
Kỹ thuật

HIỆN TƯỢNGÌDÔNÍSET VÀ ẢNH HƯỞNG
CỦAbởi
DÔNG
SÉTcùng
ĐẾNmột
HỆ đám
THỐNG
NAM
điện kế tiếp nhau
vì trong
mây ĐIỆN
thì có VIỆT
thể hình
thành nhiều
trung tâm điện tích, chúng sẽ lần lượt phóng điện xuống đất).
Tia tiên đạo là môi trường Plasma có điện tích rất lớn. Đầu tia được nối với
một trong các trung tâm điện tích của đám mây nên một phần điện tích của trung
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng bao gồm NMĐ tâm nàydây
đi -vào
tia hộ

tiêntiêu
đạo.
tíchđónày
phân
khá đều
đường
TBAtrong
và các
thụPhần
điện.điện
Trong
có được
phần tử
có bố
số lượng
lớndọc
và
khá quan trọng đó là các TBA, đường dây. Trong quá trình vận hành các phần tử
theo chiều dài tia xuống mặt đất. Dưới tác dụng của điện trường của tia tiên đạo,
này chịu ảnh hưởng rất nhiều sự tác động của thiên nhiên như mưa, gió, bão và
đặc
hiểmđiện
khi tích
bị ảnh
của mặt
sét. đất
Khimà
có địa
sự điểm
cố séttập

đánh
sẽ cóbiệt
sự nguy
tập trung
kháchưởng
dấu trên
kết vào
tùy TBA,
thuộc
hoặc đường dây nó sẽ gây hư hỏng cho các thiết bị trong trạm dẫn tới việc
vào tình
hình
củathiệt
đất. hại
Nếu
đấtkinh
có điện
dẫndân.
đồng nhất thì điểm này
ngừng
cung
cấpdẫn
điệnđiện
và gây
lớnvùng
tới nền
tế quốc
nằm ngay ở phía dưới đầu tia tiên đạo. Còn nếu vùng đất có điện dẫn không
nâng(cócaonhiều
mức nơi

độ cung
cấp dẫn
điện,khác
giảmnhau)
chi phí
nâng đất
cao sẽ
độ tập
an
đồngĐểnhất
có điện
thì thiệt
điện hại
tíchvàtrong
toàn khi vận hành chúng ta phải tính toán và bố trí bảo vệ chống sét cho HTĐ.
trung về nơi có điện dẫn cao.
Quá trình phóng điện sẽ phát triển dọc theo đường sức nối liền giữa đầu tia
tiên đạo với nơi tập trung điện tích trên mặt đất và như vậy địa điểm sét đánh
trên- mặt
đấtTƯƠNG
đã được định
sẵn.SÉT
LI
HIỂN
DÔNG
1.1.1
- Khái niêm chung:
Do vậy để định hướng cho các phóng điện sét thì ta phải tạo ra nơi có mật độ
sét làdiện
một tích

hiệnlớn.
tượng
thiên
đó làsét
sự đánh
phóngtrực
tia tiếp
lửa điện
khi
tập Dông
trung điện
Nêncủaviệc
bảonhiên,
vệ chống
cho các
khoảng
cách
giữadựa
cáctrên
điệntính
cựcchọn
khá lọc
lớn này
(trung
khoảng
5km).
công trình
được
củabình
phóng

điện sét.
Hiện tốc
tượng
phóngtriển
điệncủacủa
dôngđiện
sét ngược
gồm hai
là phóng
Nếu
độ phát
phóng
là vloại
và chính
mật độđóđiện
trường điện
của
giữa các đám mây tích điện và phóng điện giữa các đám mây tích điện với mặt
điện tích trong tia tiên đạo là ô thì trong một đơn vị thời gian thì điện tích đi và
đất.
trong đất sẽ là:
Trong phạm isvi= v.
đồô án này ta chỉ nghiên cứu phóng điện giữa các đám mây
tích điện với mặt đất (phóng điện mây - đất). Với hiện tượng phóng điện này gây
Công
thứccho
nàyđời
tính
toán
trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị

nhiều
trở ngại
sống
concho
người.
số điện trở nhỏ không đáng kể).
Các đám mây được tích điện với mật độ điện tích lớn, có thể tạo ra cường độ
điện trường lớn sẽ hình thành dòng phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn này là

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 21


Đố ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.2

-

Kỹ thuật điện cao áp

Tình hình dôns sét ở Viêt Nam:

Việt Nam là một trong những nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dông sét
khá mạnh. Theo tài liệu thống kê cho thấy trên mỗi miền đất nước Việt nam có
một đặc điểm dông sét khác nhau :
+ o miền Bắc, số ngày dông dao động từ 70 -ỉ- 110 ngày trong một năm và số
lần dôns từ 150 -ỉ- 300 lần như vậy trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2 -r 3
cơn dông.

+ Vùng dông nhiều nhất trên miền Bắc là Móng Cái. Tại đây hàng năm có từ
250 -ỉ-300 lần dông tập trung trong khoảng 100 -ỉ- 110 ngày. Tháng nhiều dông
nhất là các tháng 7, tháng 8.
+ Một số vùng có địa hình thuận lợi thường là khu vực chuyển tiếp giữa vùng
núi và vùng đồng bằng, số trường hợp dông cũng lên tới 200 lần, số ngày dông
lên đến 100 ngày trong một năm. Các vùng còn lại có từ 150 -ỉ- 200 cơn dông
mỗi năm, tập trung trong khoảng 90 -ỉ- 100 ngày.
+ Nơi ít dông nhất trên miền Bắc là vùng Quảng Bình hàng năm chỉ có dưới

Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41

Trang 3


ểm —

1

2

3

4

5

Đố ÁN TỐT
thuậtđiện
điệncao
caoáp

áp
ĐO
ANNGHIỆP______________________________Kỹ
TOT
NGHĨẸP
Kỹ thuật
________________________________

Bàng 1-1 : Số ngày dông trong tháng:
phía Bắc (đến Quảng Ngãi) là khu vực tương đối nhiều dông trong tháng 4, từ
tháng 5 đến tháng 8 số ngày dông khoảng 10 ngày/ tháng, tháng nhiều dông nhất
(tháng 5) quan sát được 12 -ỉ- 15 ngày (Đà Nang 14 ngày/ tháng, Bồng Sơn 16
ngày/tháng ...), những tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa (tháng 10)
dông còn ít, mỗi tháng chỉ gặp từ 2 + 5 ngày dông.
Phía Nam duyên hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vào) là khu vực ít dông nhất,
thường chỉ có trong tháng 5 số ngày dông khoảng 10/tháng như Tuy Hoà
lOngày/tháng, Nha Trang 8 ngày/tháng, Phan Thiết 13 ngày/tháng.
Ở miền Nam khu vực nhiều dông nhất ở đồng bằng Nam Bộ từ 120 + 140
ngày/năm, như ở thành phố Hồ Chí Minh 138 ngày/năm, Hà Tiên 129 ngày/
năm. Mùa dông ở miền Nam dài hơn mùa dông ở miền Bắc đó là từ tháng 4 đến
tháng 11 trừ tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa (tháng 11) có số ngày
dông đều quan sát được trung bình có từ 15 + 20 ngày/tháng, tháng 5 là tháng
nhiều dông nhất trung bình gặp trên 20 ngày dông/tháng như ở thành phố Hồ Chí
Minh 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày.
Ở khu vực Tây Nguyên mùa dông ngắn hơn và số lần dông cũng ít hơn,
tháng nhiều dông nhất là tháng 5 cũng chỉ quan sát được khoảng 15 ngày dông ở
Bắc Tây Nguyên, 10 + 12 ở Nam Tây Nguyên, Kon Tum 14 ngày, Đà Lạt 10
ngày, PLâycu 17 ngày.
Số ngày dông trên các tháng ở một số vùng trên lãnh thổ Việt Nam xem bảng
1-1.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 4


Đố ÁN TỐT NGHIỆP______________________________Kỹ thuật điện cao áp

1.2-ẢNH HƯỞNG CỦA DỒNG SÉT ĐÊN H.T.Đ VIẺT NAM:
- Như đã trình bày ở phần trước biên độ dòng sét có thế 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 như nhũ thạch, phóng điện sét còn kèm theo việc di
chuyển trong không gian lượng điện tích lớn, do đó tạo ra điện từ trường rất
mạnh, đây là nguồn gây nhiễu loạn vô tuyến và các thiết bị điện tử, ảnh hưởng
của nó rất rộng, ở cả những nơi cách xa hàng trăm Km.
- Khi sét đánh thẳng vào đường dây hoặc xuống mặt đất gần đường dây sẽ
sinh ra sóng điện từ truyền theo dọc đường dây, gây nên quá điện áp tác dụng lên
cách điện của đường dây. Khi cách điện của đường dây bị phá hỏng sẽ gây nên
ngắn mạch pha - đất hoặc ngắn mạch pha - pha buộc các thiết bị bảo vệ đầu
đường dây phải làm việc. Với những đường 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 lưới. Sóng sét còn có thế’
truyền từ đường 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 tương đương 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
lưới điện, vì vậy dông sét là mối nguy hiểm lớn nhất đe dọa hoạt động của lưới
điện.

NgôGiã
GiaPhùng
Phùng -- HTĐ.K41
HTĐ.K41
Ngô

Trang
Trang 56


ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

Lthương 1:

BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỤC TIÊP
TRẠM BIẾN ÁP 110/35 KV CHÂU KHÊ - BẮC NINH.
3.1-KHẢĨ NIỀM 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 được đặt naoài 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 thường có yêu cầu bảo vệ khá cao.

Hiện nay để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp người ta dùng
hệ thống cột thu lôi, dây thu lôi. Tác dụng cuả hệ thống này là tập trung điện tích
để định hướng cho các phóng điện sét tập trung vào đó, tạo ra khu vực an toàn
bên dưới 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. Đế 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 đế
gây phóng điện ngược 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 họp lý và đảm bảo về yêu cầu về
kỹ thuật, mỹ thuật.
3.2-CẮC YÊU CẨU KỸ THUẮT KHI TÍNH TOÁN BẢO VỀ CHONG
SÉT ĐÁNH TRƯC TIÊP VẢO TRAM BIÊN ÁP.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 7


Đố ÁN TỐT NGHIỆP______________________________Kỹ thuật điện cao áp

Đặt hệ thống thu sét trên bản thân công trình sẽ tận dụng được độ cao của
phạm vi bảo vệ và sẽ giảm được độ cao của cột thu lôi. Nhưng mức cách điện
của trạm phải đảm bảo an toàn trong điều kiện phóng điện ngược 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
ngược 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 llOkV 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 đường 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 llOkV 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 đường 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 được cho vào ống chì và chôn trong đất.
3.3-TÍNH TOÁN THIÊT KÊ. CÁC PHƯƠNG ÁN Bổ TRÍ CỐT THU
LỐI.
Với yêu cầu thiết kế hệ thống chống sét cho trạm 1 lOkV và dựa vào độ cao
của các thiết bị ta có thể bố trí được các cột thu lôi và tính được độ cao của
chúng.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 8


r

xo = ~T

(3-6)
h

O

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP__________________

3.3.1-

Kỹ thuật điện cao áp

Các côns thức sử dung đế tính toán.

- Độ cao cột thu lôi:
h=hx + ha

(3-1)

Trong đó: + hx : độ cao của vật được bảo vệ.
+ ha: độ cao tác dụng của cột thu lôi, được xác định theo từng
nhóm cột. (ha > D/8 m).
(với D là đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi các chân cột)
- Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi độc lập là:
r x = - ^ - ( hh- h x )
1

(3-2)

x

l+—
h
- Nếu hx < 2/3h thì:

rx = l,5h.(l —(3 -3)
0,8h

- Nếu hx > 2/3h thì:

rx = 0,75h.(l - ^)

(3-4)
h

Phạm vi bảo vệ của hai hoặc nhiều cột thu lôi thì lớn hơn từng cột đơn cộng
lại. Nhưng đế các cột thu lôi có thể phối hợp được thì khoảng cách a giữa hai cột
phải thoả mãn a < 7h (trong đó h là độ cao của cột thu lôi).

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 9


Đố ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

0

- Trường hợp hai cột thu lôi có độ cao khác nhau thì việc xác định phạm vi
bảo vệ được xác định như sau:

- Bằng cách giả sử vị trí

X

có đặt cột thu lôi c có độ cao h2 , khi đó các

khoảng cách AB = a; BC = a. Khi đó xác định được các khoảng cách
sau:Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

X

và a như

Trang 10


r

xo = —^-( ho - hx)

Đố ÁN TỐT NGHIỆP

X=

1,6

Kỹ thuật điện cao áp

.(hj - h 2 )

1+
1,6

0 +

=a-

Đối với trường hợp khi có hai cột thu lôi cao bằng nhau ta có phạm vi bảo vệ
ở độ cao lớn nhất giữa hai cột là h0:
a
7
1+—
h
Tương tự ta có phạml vi bảo vệ ở độ cao lớn nhất giữa hai cột B và c là:
3.3.2Các sô liêu dùng để tính toán thiết kế côt thu lôi bảo vê tram biến áy
I10/35kV
h0 =Cháu
h2 - ^Khê
= h 2- - aBấc
+ Ninh.
.(h, - h 2 )
h

l

- Trạm có diện tích là: 57 X 58,350m và bao gồm:
+ Hai máy biến áp T, và T2

+ 2 lộ HOkV và 6 lộ 35kV.
-

Độ cao các thanh xà phía 1 lOkV là lOm và 8m.

-

Độ cao các thanh xà phía 35kV là 9m và 7m.

- Ngoài ra trạm còn có 3 cột chiếu sáng cao 21m.
3.3.3-

Trình tư tính toán.

Trạm biến áp E27.3 Phù Khê được hai đường 1 lOkV cấp, đó là lộ đường dây
mạch kép Phả Lại đi Đông Anh, hai đường 1 lOkV này được 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, ; T 2 được nối với hai

Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41

Trang 11


Đố ÁN TỐT NGHIỆP______________________________Kỹ thuật điện cao áp

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 đưa ra hai phương án đặt cột thu lôi
như sau:
9. 9. 9. 1— ĩ^hưctncỊ án 1.

- Các cột thu lôi phía trạm l lOkV được bố trí độc lập là cột số 5 có độ cao là
2 l m ; các cột số l đến số 4 được bố trí trên các thanh xà có độ cao lOm và các
cột này có độ cao là 2lm ( t í n h từ xà đến kim thu sét là 6m, kim thu sét cao 5m)
- Các cột thu lôi phía 35kV được bố trí trên các thanh xà có độ cao 9m, cột
cao thêm 7m, kim thu sét cao 5m là các cột số 6;7;8;9. Ngoài ra còn hai cột thu

Hình (3-3): Đường tròn ngoại tiếp tam giác đi qua 3 chân cột thu lôi
Tính đô cao tác dung của côt thu lôi:

Đê bảo vệ được một diện tích giới hạn bởi một tam giác (hoặc tứ giác) thì độ
cao của cột thu lôi phải thoả mãn:

D < 8ha

Trong đó:
- D: Là đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác ( hoặc tứ giác), tạo bởi
các chân cột. đó là phạm vi mà nhóm cột có thể bảo vệ được.
- ha: Là độ cao tác dụng của cột thu lôi.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang ỉ 2


ĐỐ

ÁN

TỐT

NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

____________________________________

Với a là khoảng cách giữa hai cột thu lôi.
- Xét nhóm cột 1;2;5.
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đường tròn ngoại tiếp tam giác tạo bởi
các cột 1;2;5. (1 + 2 = 26m; từ điểm giữa 1+2 với 5 = 8,5m ) Và đường kính
vòng tròn là:

/p.(p-a).(p-b).(p-c)
Trong đó: + p là nửa chu vi tam giác (1 ;2;5): p =
+ r là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác (1;2;5).
Thay số vào (3 -8 ) ta có:
Bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác (1;2;5) là:
=
28,53

= 14,2.m

26.15,53.15,53
4.^/28,53.(28,53 - 26).(28,53 -15,53).(28,53 - 15,53)
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (1;2;5) là: D =14,2. 2 = 28,4m.

_D_28,4_
h a = — = — = 3,55.m
- Xét nhóm cột (3;4;5) ta có:

Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đường tròn ngoại tiếp tam giác tạo bởi
các cột 3;4;5. (3 + 4 = 17m; khoảng cách từ 5 đến (3+4)= 20,35m ).

Đoạn

(4+5):

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

=

^42

+20,52

=

20,9.m

Trang 13


h

a = —=
a

8

8

Đố ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

17 + 20,9 + 24,27

r-

17.20,9.24,27
= 12,55.m
4.^31 .(31 -17).(31 - 20,9).(31 - 24,27)

Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (3;4;5) là: D =12,55. 2 = 25,lm.
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 3;4;5 bảo vệ được hoàn toàn diện tích
giới hạn bởi chúng
8 8 là:
- Xét nhóm cột (6;7; 11) ta có:
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đường tròn ngoại tiếp tam giác tạo bởi
các cột 6;7;11. Có: (6 + 7)= 1 5 m ; ( 6 + l l ) = 1 5 m ) ; ( 7 + l l ) = 15.1,41 =21,2m
= 25,6
= 10,6.m
4.725,6.(25,6 -15).(25,6 - 15).(25,6 - 21,2)
Vì tam giác (8;9;10)bằng tam giác (6;7;11) nên ta có độ cao tác dụng tối
thiểu để các cột 8;9;10 bảo vệ được hoàn toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (6;7; 11) là: D = 10,6. 2 =21,2m.
D 21,2
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 6;7;11 bảo vệ được hoàn toàn diện tích
h,,a = — = —— = 2,65.m
8
8

giới hạn bởi chúng là:
Các cột 2;5;3.
Có: (2 + 5) = 19m; (3+5) = 24m ); (2+3) = 28,85m
D 21,2
h.. = — = —— = 2,65.m
19 + 24+28,85
= 35,9
19.24.28,85
4^35,9.(35,9 -19).(35,9 - 24).(35,9 - 28,85)

= 14,75.m

Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (6;7;11) là: D = 14,75. 2 =29m.
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 2;5;3 bảo vệ được hoàn toàn diện tích

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 14


a

ĐỔ
ÁN TỐT
TỐT NGHIỆP
NGHIỆP
Đố ÁN
r

xo

—

a
r

Kỹ thuật điện cao áp

u.h0.

l;5 =
xo — U.ho.

8____
= 13,17m.
^xo l>5.h0.
1—
Bán kính bảo
vệ ở độ cao 8m:
0,8.18,78^
ha = — = — = 3,6.m
16,5m
1-Xtính
= l,5.h
Qua
toán độ cao tác dụng của 0các
cột =thu
lôi, có thể lấy chung một giá
,8.21
0,8.h

trị độ cao tác dụng tối thiểu của cột thu lôi toàn trạm là chiều cao tác dụng của
Tương tự như cặp cột 1;5, cặp cột 2;5 có:
- Bán kính
bảo
ở độ
nhóm
cộtvệnào
cócao
giá 7m:
trị lớn nhất. Do vậy ta lấy:
h = 3,6m.
a

= 1,5.21
Tínhrxođô=cao
côt ;thu
tliu sét: = 18,375m
Ở độ cao lOm:
9,42m
Ở độ
8m : rkim
(lôi
h cao
^— chon
xo =13,17m.
0,8.21
1--^r

r

xo — l»5.h0.

xo — l>5.ho •

-* Xét
cặpvicột
3;4: khoảng
cách
giữa
cột là: a =17m.
Phạm
bảo
cặplôicột
thuhai
lôi:
Độ vệ
caocủa
cộtcácthu
dùng
để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp
được xác định bởi:
-ở độ
Xét
cách giữa hai cột là: a = 26m.
caocặp
lOm:cột
hx = 1;2.
lOm 2/3h0 = 12,38m.
\

Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai 1cột thu lôi là:
0,8.18,57 )
+ hx: độ cao của vật được bảo vệ.
= 12,855m.
h„ = h- ^ = 2 1 - 4 r = l 7,3m
7
7
Ở độ cao 8m:
= 8m
< 2/3h
12,38m.
Đốihx với
phía
l l O0=k V
các thanh xà cao lOm (h x = lũm) do đó độ cao tối thiểu
củacủa
cộtkhu
thu vực
lôi là:
= hởx +
ha =hai
10cột
+ 3,6
13,6m.
Bán kính
bảoh vệ
giữa
thu=lôi
là: 1 8

l,5.h0
1
=
12,855m.
0,8.17,3.
Vì chủng loại chung của cột ly tâm cốt sắt có0,8.18,57.
độ cao 12m ;16 m, mặt khác do
có các cột chiếu sáng có độ cao là 21m, nên ta chọn loại cột lỏm. Kim thu sét ta
chọn
sắt< 2/3h
ống =có1 l,5m
chiều cao là 5m. Do đó độ cao cột thu lôi là:
Ở độ cao
8m: loại
hx = 8m
h= 16 + 5 = 21m.
8
= 10,95m.
1a = V132 + 20,5 2 = 24,27m.
Vậy độ cao bảo vệ phía 1 lOkV là: 21m.

0,8.17,3 )
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là:
Đối với phía 35kV các thanh xà cao 9m (h x = 9m) do đó độ cao tối thiểu của
. là: h =í 1.h1;2
ax + ha=9 + 24,21
cột thu lôi
= 12,6m.
+ 8,53,55
= V13

+8,5 =15,53m.
ở độ cao lOm: hx = lOm < 2/3hy = 1 l,688m.
10
Ta ^xo
cũng— chọn
1l?5.h0độ
. cao bảo vệ phía 35kV là: 21m.
0,8.17,53 )
pham
vi vực
bảo bảo
vê của
các côt
Độ cao lớn Tính
nhất của
khu
vệ
giữa
haithu
cộtlôi:
thu lôi là: = 7,545m.
15,53
= 18,78m
h„ =h —— = 21 —
Ở độ cao 8m: hx = 8m <2/3 h0 = 11 688m.

8
1Bán kính của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là:
= 1 l,295m.
- Xét cặp cột 4;5: khoảng cách giữa hai cột là:

Ở độ cao lOm: hx = lOm < 2/3h0 = 12,52m.
1- Bán kính bảo vệ 0 độ cao 9m:
K)___
0,8.18,78.
a = \42 + 20,52 =20,88m.

Ngô8m:
Gia Phùng
Ở độ cao
hx = - 8HTĐ.K41
< 2/3h = 12,52m.
Độ cao lớn nhất của
khu vực bảo0 vệ giữa hai cột thu lôi là:

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

1x0

Trang 17
15
16

1,5 h

'°

0,8.17,53

88

r

xo — l’5.h0
xo — u.hơ.
h
x^
r
xo — l’5.h0
r

Đố ÁN TỐT NGHIỆP

, _u a .1

Kỹ thuật điện cao áp

20,88

h n = h------= 21-----—— = 18m.

r

xo — l>5.h0 —

10

1-

1,5 -h o .

Ở độ cao 8m: hx = 8m < 2/3h0 = 11,688m.

8

- Xét cặp cột 2;3: khoảng cách giữa hai cột là: a =28,85m.
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là:
h„ = h - - = 21 7

= 16,878m.
7
10

1-

^

0,8.16,878)

Ở độ cao 8m: hx = 8m < 2/3h0 = 11,25m.
8
0

. 1----------------------—— =1,5.16,878.1-

0,8.16,878.

- Xét cặp cột 6;7: khoảng cách giữa hai cột là: a = 15m.
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là:
hn = h- ^ = 21-^ = 19,28m.

1-

0,8.19,28.

Ở độ cao 7m: hx = 7m < 2/3h0 = 12,85m.
h
'
x

0,8.ho
= 1,5.19,28.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

7
^
= 15,795m.

Trang 18


r

r

xo

—

l’5.h0

xo — l»5.h0.

Đố
Đố ÁN
ÁN TỐT
TỐT NGHIỆP______________________________Kỹ
NGHIỆP______________________________Kỹ thuật
thuật
điện
cao
caocao
áp
áp
Đố
ÁN
TỐT
NGHIỆP______________________________Kỹ
thuậtđiện
điện
áp

Bảng 3-1 : Kết quả tính toán phạm vi bảo vệ của cột thu lôi

- Xét cặp cột 6; 11:
Xét khoảng
cặp cột cách giữa 8;
hai10:
cột là:khoảng
a = 15m.

cách giữa hai cột là:
r

xo — l’5.h0

r

xo l,5.hơ.
r
xo — l’5.h0 •

Độ cao lớn nhấta =
của
vực
vệ giữa
hai cột thu lôi là:
a(8khu
_9 ).V
2 =bảo
15.Vĩ
= 21,21m.
h„ = h-§ = 2 1 - 7 = 19,28m.
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là:
7
ở độ cao 9m: h7 = 9m < 2/3h
= 1 l,979m.
x

0

1Tương tự như cặp cột 6;7 ta có: - Ớ độ cao 9m: rxo =12,045m.0,8.17,969

= 10,07m.

- Ở độ cao 7m: rxo =15,795m.
Ở độ cao 7m: hx = 9m < 2/3h0 = 11,979m.
Vị trí các cột

h(m)

!xoh xl,5.h
x
( m0).cặp hỊ,=h-h
Xét
cột 7; 11:
10
11

r

xo (m)

1-2

21

1-2

21

1-5

21

1-5

21

2-5

21
10 hx = 9m11
9,42
Ở độ cao 7m:
< 2/3h0 = 1 l,979m.
7
7
21
8
13
13,17

2-5
2-3
2-3
3-4
3-4
3-5
3-5

7,2

h0(m)

1-

khoảng cách
0,8.17,969,
giữa hai cột
= 13,83m.
17,3

8- Xét cặp13cột 7;8: khoảng
10,95cách giữa
17,3 hai cột là: a = lOm
1- thu lôi là:
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột
10
11
9,42
18,78
0,8.17,969
= 10,07m.
8 hn = h 13
- — = 21 - — =13,17
19,57m. 18,78
18,78
18,78

1-

0,8.17,969
= 13,83m.
21
10
11
6,567
0,8.19,57.
= 12,48m.
21
8
13
10,3
16,878
- Xét cặp cột 8;9: khoảng cách giữa hai cột là: a = 15m.
21
10
11
9,1
18,57
Ở độ
= 7m
2/3hbảo
Độ
caocao
lớn7m:
nhấthxcủa
khu< vực
vệ giữa hai cột thu lôi là:
0 = 13m.

— ị = 21 — ^ =12,855
19,28m. 18,57 121
8 hn = h 13
0,8.19,57.
21
10
11
7,545
17,53
= 16,23m.
16,878 1-

6-11

21
8 cột 6;7 13
11,295
Tương tự cặp
có: -tính
Ớ độtoán
cao
rxo ta
= 17,53
12,045m.
Nhân xét:taQuá
ở9m:
trên
vẽ phạm vi bảo vệ của hệ thống cột thu lôi
21
8,25bày ở hình

18,0(3 - 5 ).
cho10
toàn trạm. 11
Cụ thể được trình
- Ở độ cao 7m: rxo = 15,795m.
21
8
13
12,0
18,0
Từ hình vẽ (3 - 5 ) ta thấy rằng toàn bộ các thiết bị của trạm đều nằm trong
21
9 vi
12của các
12,045
- Xét cặp
cột
9; bảo
10: vệ
khoảng
cách
hai
a = 15m.
phạm
cộtgiữa
thu
lôi. cột là:19,28
21
7
14

15,595
19,28
Độ cao lớn Vậy
nhất với
củacách
khu vực
bảo
vệlôigiữa
hai
cột thuánlôi
là:
bố
trí
thu
như
phương
21
9
12
12,045
19,28 I là đảm bảo về mặt kỹ thuật.

6-11

21

7-11

21

7-11

21

7Bảng
15,595
19,28
h() (3-1)
= h 14
- =và21bảng
- “3 =(3-2)
19,28m.
trình bày
kết quả tĩnh toán phạm vi bảo vệ của cột
9
12
10,07
17,969
Ngô Gia Phùng7 - HTĐ.K41
Trang 20
7
7
14
13,83
17,969

8-9

21

9

12

12,045

19,28

8-9

21

7

14

15,595

19,28

9-10

21

9

12

12,045

19,28

4-5
4-5
6-7
6-7


9-10

21

7

14

15,595

19,28

8-10

21

9

12

10,07

17,969

8-10

21

Vị trí các cột
1

21

1

21

2

21

2

21

3

21

3

21

4

21

4

21

5

21

5

21

6

21

6

21

7

21

7

21

8

21

8

21

9

21

9

21

10

____________________________________
3-2án:2.Kết
quảx tính rtoán
phạm vi bảo vệ của cột thu lôi phương án I
h ( m 3.) 3. 3.2-Bảng
hT^hương
ha=h-h
x (m)
x(m)

ha =2,34m.
10- Các cột11thu lôi phía trạm
12,751 lOkV được bố trí độc lập là cột số 5 có độ cao là
Tính đô cao của côt thu lôi —
kim thu sét:
21m;
số 1 đến số 416,5
được bố trí trên các thanh xà có độ cao lOm và các
8 các cột 13
cột này có độ cao là 21m ( t í n h từ xà đến k i m thu sét là 6m, k i m thu sét cao 5m)
10
11
12,75
- Độ cao cột thu lôi dùng để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp
8- Các
cột13thu
35kV được bố trí trên các thanh xà có độ cao 9m, cột
được
xác định
bởi: lôi phía 16,5
cao thêm 7m, kim thu sét cao 5m là các cột số 6;7;8;9. Ngoài ra còn hai cột thu
sét10
độc lập cao1121m là cột số 12,75
10 và 11 ta đặt ở vị trí mới như hình ( 3 - 6 ).
Trong đó: + h: độ cao cột thu lôi.
8Tính đô cao
13 tác dung của16,5
côt thu lôi:

10

11 + hx: độ cao
12,75
của vật được bảo vệ.

8Cách tính13
được tiến hành16,5
tương tự như ở phương án 1.
+ ha: độ cao tác dụng của cột thu lôi.
10
11
12,75
nhóm13
cột (1;2;5) (2;3;5)
(3;4;5>:
8Xét
16,5
- Đối với
phía 1 l O k V
các thanh xà cao lOm (hx = lOm) do đó độ cao tối thiểu
của
a = 10 + 3,6 = 13,6m.
9 cột thu lôi
12là: h = hx + h14,625
7

14
18,375
Vì chủng loại chung của cột ly tâm cốt sắt có độ cao 12m; 16m, mặt khác do
có9 các cột chiếu

cao là 21m, nên ta chọn loại cột 16m. Kim thu sét ta
12 sáng có độ
14,625
chọn loại sắt ống có chiều cao là 5m. Do đó độ cao cột thu lôi là:
7 16 + 5 = 14
18,375
h=
21m.
9
12
14,625
Vậy
độ
cao
bảo
vệ
phía
1 lũkV là: 21m.
7
14
18,375
9Xét
12
nhómvới
cộtphía
(6;7;11)
có: thanh xà cao 9m (hx = 9m) do đó độ cao tối thiểu
- Đối
35kVta14,625
các

của
cột
thu
lôi
là:
h
=
h
+
h
=9 + 3,6 = 12,6m.
x
a
7
14
18,375

9
12
14,625
các21cột (6;7;11).
Ta cũng chọn độ cao bảo vệ phía 35kV là: 21m.
21
7
14
18,375
Tính vham vi hảo vê của các côt thu lôi:
21
9
12

14,625
_
15+
16,77+
16,77
21
7
14
18,375
* Bán kính bảo vệ của cột thu lôi cao 21m:

10
11
11
Đường
Nhóm
cột

Đố
ĐốÁN
ÁNTỐT
TỐTNGHIỆP
NGHIỆP______________________________Kỹ
thuậtđiện
điệncao
caoáp
áp
Kỹ
Kỹthuật
thuật

điện
cao
áp
TỐT
NGHIỆP
7 ĐỐ
14 ÁN
13,83
17,969

kính
vòngĐộ cao
tròn tối thiểu đé nhóm cột bảo vệ được
Tương tự ta có nhóm cột
4.^24,27.(24,27
(8;9;10) có các
- 15).(24,27
giá trị như- nhóm
16,77).(24,27
cột (6;7;11):
-16,77)
hoàn toàn diện tích giới hạn bởi chúng (ha)
ngoại tiếp tam giác (D)

(1;2;5)

28,4m

(3;4;5)

25, lm

(2;3;5)a 8 8

29m

3,55m
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (6;7;1 l)là: D =9,37.2 = 18,75m.
3,14m
Độ cao tác dụng tối thiểu 3,6m
để các cột (6;7;11) bảo vệ được hoàn toàn diện tích

giới hạn bởi chúng là:
h(m)
h x ( m ) ha=h-hx

Vị trí các cột
6-7

21

6-7

rxo(m)

h0(m)

Ngô
NgôGiã
GiaPhùng

Phùng- -HTĐ.K41
HTĐ.K41
9

12

12,045

19,28

21

7

14

15,595

19.28

8-9

21

9

12

12,045

19,28

8-9

21

7

14

15,595

19.28

Trang
Trang23
22
21
24


r

xo — l’5h0.

r

xo — l>5h0.
Vị trí các cột

r
Đố
ÁN TOT
TỐTl\=h-h
NGHIỆP______________________________Kỹ
xo (m)
thuậtđiện
điện
ĐO
AN
NGHIẸP
Kỹ thuật
caocao
áp
hx (m)
h0(m)
x

h (m)

6-11

21

9 áp

6-11

21

Xét cặp cột
(6; quả
11) khoảng
cách
giữa
hai
là: acột
= 16,77m.
tính toán
phạm
vi16,8
bảocột
vệ của
thu lôi ở phương án 2
7Bảng(3-7):
14Kết
12,075

7-11
7-11

21
9
12
8,325
16,8
Bảng (3-6):Độ
Kếtcao
quảlớn
tính

toán
phạm
vi
bảo
vệ
của
cột
thu lôi
phương
2
vực được bảo
vệ giữa
haiởcột
thu lôiánlà:
21
7
14nhất của khu12,075
16,8

8-10

21

8-10

21

9
12
8,325

16,8
ở độ cao 9m: hx = 9m < 2/3h0 = 12,4m.
7
14
12,075
16,8

9-10

21

9

12

9-10

21

7

14

Vị trí các cột

h(m)

1

21

1

21

2

12

8,325

1-

8,325
= 1,5.16,8.
12,075

16,8

16,8

= 8,325m.

16,8

Ở hđộ
cao 7m:hah=h-h
= 12,4m.
x = 7m < r2/3h
x (m)

x
hxxA(m)0
1-

1-

\

10

11

21

12,75
= 12,075m.
= 1,5.16,8.
) như nhau nên ta có bảng (3 - 5 ):
8Vì cặp cột13
(6; 1 1 ) , ( 7 ; 116,5
1 ) , (8; 10), (9; 10)
10
11
12,75

2

21

8

13

16,5

3

21

10

11

12,75

3

21

8

13

16,5

4

21

10

11

12,75

4

21

8

13

16,5

5

21

10

11

12,75

5

21

8

13

16,5

6

21

9

12

14,625

6

21

18,375

7

21

7
14
Nhân xét:
9
12

7

21

8

21

8

21

9

21

9

21

7

14

18,375

10

21

9

12

14,625

10

21

7

14

18,375

11

21

9

12

14,625

11

21

7

14

18,375

Vị trí các cột

14,625

toán ở trên ta18,375
có các bảng ( 3 - 7 ) v à ( 3 - 8 ) vẽ phạm vi bảo vệ của
7Qua tính 14
hệ thống cột thu lôi cho toàn trạm. Cụ thể được trình bày ở hình (3 - 7).
9
12
14,625
7Từ hình vẽ
14 (3 - 7) ta 18,375
thấy rằng toàn bộ các thiết bị của trạm đều nằm trong
phạm
vi
bảo
vệ
của
các
cột
thu
lôi.

9
12
14,625

Ngô Gia Phùng -- HTĐ.K41
h(m)

hx (m)

h„=h-hx

r

xo (m)

Trang 26
25
hG(m)

1-2

21

10

11

7,2

17,3

1-2

21

8

13

10,95

17,3


1-5

21

10

11

9,42

18,78

1-5

21

8

13

13,17

18,78

2-5

21

10

11

9,42

18,78

2-5

21

8

13

13,17

18,78

2-3

21

10

11

6,567

16,878

2-3

21

8

13

10,3

16,878

3-4

21

10

11

9,1

18,57

3-4

21

8

13

12,855

18,57

3-5

21

10

11

7,545

17,53

3-5

21

8

13

11,295

17,53

4-5

21

10

11

8,25

18,0

4-5

21

8

13

12,0

18,0

6-7

21

9

12

12,045

19,28

6-7

21

7

14

15,595

19,28

6-11

21

9

12

8,325

16,8

6-11

21

7

14

12,075

16,8

7-11

21

9

12

8,325

16,8

7-11

21

7

14

12,075

16,8

8-9

21

9

12

12,045

19,28

8-9

21

7

14

15,595

19,28

9-10

21

9

12

8,325

16,8

9-10

21

7

14

12,075

16,8

8-10

21

9

12

8,325

16,8

8-10

21

7

14

12,075

16,8

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 27


ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

4 -KẾT LUÂN.
Qua tính toán ở trên ta thấy cả hai phương án đều đảm bảo yêu cầu về mặt kỹ
thuật, nhưne phương án I do các cột 10 ;11 nằm ra ngoài gần tường bao trạm nên
đảm bảo về mỹ quan và cách xa các thiết bị mang điện tạo không gian thông
thoáng. Ngoài ra do nằm gần tường bao xung quanh trạm nên ta có thể lợi dụng
cột để lắp đặt hệ thống chiếu sáng cho trạm. Do vậy ta chọn phương án I.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 28


Đố ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM 110/35 KV
CHÂU KHÊ - BẮC NINH

4.1-GIỚI THIỂU CHUNG VÀ MỐT sổ VẨN ĐỂ KỸ THUẴT KHI TÍNH
TOÁN NỔI ĐẮT TRẢM BIÊN ÁP,
Nhiệm vụ của nối đất là tản dòng điện xuống đất để đảm bảo cho điện thế
trên vật nối đất có trị số bé. Hệ thống nối đất là một phần quan trọng trong việc
bảo vệ quá điện áp, do đó việc nối đất của trạm biến áp, các cột thu lôi, các
đường dây, các thiết bị chống sét phải được tính toán cụ thể trong khi thiết kế.
Nối đất làm viêc.
Nhiệm vụ chính là đảm bảo sự làm việc bình thường của thiết bị, hoặc một số
bộ phận của thiết bị yêu cầu phải làm việc ở chế độ nối đất trực tiếp. Thường là
nối đất điểm trung tính máy biến áp. Trong hệ thống điện có điểm trung tính trực
tiếp nối đất, nối đất của máy biến áp đo lường và các kháng điện dùng trong bù
ngang trên các đường dây cao áp truyền tải điện.
Nôi đất chôns sét.
Có tác dụng làm tản dòng điện sét vào trong đất (khi sét đánh vào cột thu lôi
hay đường dây) để giữ cho điện thế mọi điểm trên thân cột không quá lớn tránh
trường hợp phóng điện ngược từ cột thu lôi đến các thiết bị cần được bảo vệ.
Nối đất an toàn.
Có tác dụng đảm bảo an toàn cho con người khi cách điện bị hư hỏng. Thực
hiện nối đất an toàn bằng cách nối đất các bộ phận kim loại không mang điện
như vỏ máy, thùng dầu máy biến áp, các giá đỡ kim loại để khi cách điện bị hư
hỏng do lão hoá thì trên các bộ phận kim loại sẽ có một điện thế nhỏ không nguy
hiểm (nếu không nối đất thì điện thế này sẽ làm nguy hiểm đến con người khi
chạm vào chúng). Do đó nối đất các bộ phận này là để giữ điện thế thấp và bảo
đảm an toàn cho con người khi tiếp xúc với chúng.về nguyên tắc là phải tách rời
các hệ thống nối đất nói trên nhưng trong thực tế ta chỉ dùng một hệ thống nối

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 29

Đố ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

đất chung cho các nhiệm vụ. Song hệ thống nối đất chung phải đảm bảo yêu cầu
của các thiết bị khi có dòng ngắn mạch chạm đất lớn do vậy yêu cầu điện trở nối
đất phải nhỏ.
Khi điện trở nối đất càng nhỏ thì có thể tản dòng điện với mật độ lớn, tác
dụng của nối đất tốt hơn an toàn hơn. Nhưng để đạt đuợc trị số điện trở nối đất
nhỏ thì rất tốn kém do vậy trong tính toán ta phải thiết kế sao cho kết hợp đuợc
cả hai yếu tố là đảm bảo về kỹ thuật và họp lý về kinh tế.
Một số yêu cầu về kỹ thuật của điện trở nối đất:
+ Đối với các thiết bị điện nối đất trực tiếp, yêu cầu điện trở nối đất phải
I

+ Đối với hệ thống có điểm trung tính cách điện với đất và chỉ có một hệ
thống nối đất dùng chung cho cả thiết bị cao áp và hạ áp thì:

+ Khi dùng nối đất tự nhiên nếu điện trở nối đất tự nhiên đã thoả mãn yêu
cầu của các thiết bị có dòng ngắn mạch chạm đất bé thì không cần nối đất nhân
tạo nữa. Còn nếu điện trở nối đất tự nhiên không thoả mãn đối với các thiết bị
cao áp có dòng ngắn mạch chạm đất lớn thì ta phải tiến hành nối đất nhân tạo và
yêu cầu trị số của điện trở nối đất nhân tạo là: R < 1Q.
Bất kỳ một hệ thống nối đất nào cũng phải có các điện cực chôn trong đất và
nối với thiết bị mà ta cần nối đất (điện cực thường sử dụng là các cọc sắt thẳng
đứng hay các thanh dài nằm ngang) các điện cực này được chôn trong đất
có mức tản dòng điện sét phụ thuộc vào trạng thái của đất (vì đất là môi
trường không đồng nhất, khá phức tạp, nó phụ thuộc vào thành phần của đất như

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 30


Đố ÁN TỐT NGHIỆP______________________________Kỹ thuật điện cao áp

Ớ Việt nam khí hậu thay đổi theo từng mùa độ ẩm của đất cũng thay đổi theo
dẫn đến điện trở suất cuả đất cũng biến đổi trong phạm vi rộng. Do vậy trong
tính toán thiết kế về nối đất thì trị số điện trở suất của đất dựa theo kết quả đo
lường thực địa và sau đó phải hiệu chỉnh theo hệ số mùa, mục đích là tăng cường
an toàn.
Công thức hiệu chỉnh như sau: ptt = pđ.Km
Trong đó:
ptt: là điện trở suất tính toán của đất.
pđ: điện trở suất đo được của đất.
Km : hệ số mùa của đất.
Hệ số K phụ thuộc vào dạng điện cực và độ chôn sâu của điện cực.
Đối với trạm biến áp ta thiết kế có cấp điện áp 110/35kV và các cột thu lôi

4.2-CẮC SỔ LIÊU DỪNG ĐỂ TÍNH TQẢN Nổĩ ĐẤT.
Điện trở suất đo được của đất: pd = 0,65.104 Q/cm =0,65.102 Q/m.
Điện trỏ’ nối đất cột đường dây: Rc = 9 Q.
Dây chống sét sở dụng loại C- 70 có điện trở đơn vị là: R 0 =2,38Q/km.
Chiều dài khoảng vượt đường dây là:
Đối với 1 lOkV: 1 = 200m.
Dạng sóng tính toán của dòng điện sét:
ÍIS

=

a.t

khi

t

<

T ds

1 Is=Ikhi>Tds

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 31


Đố ÁN TỐT NGHIỆP________________

Kỹ thuật điện cao áp

I: biên độ dòng điện sét I = 150kA

Hình (4-1): Dạnq són% của dòn% sét.

4.3-TRĨNH Tư TÍNH TOÁN.
Trạm điện thiết kế có điện áp là 110/35kV, phía HOkV là mạng điện có
trung tính trực tiếp nối đất nên yêu cầu của nối đất an toàn là: R < 0,5 Q.
Thành phần điện trở nối đất R gồm hai thành phần:

+ Điện trở nối đất tự nhiên (Rtn).
+ Điện trở nối đất nhân tạo (Rnt).
(O)

(Q)

(4-1)

Từ đó rút ra:

4.3.1Điên trở nôi đất tư
nhiên.
Rt n = 1,25 Q (đã cho trước).

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

Trang 32


nt R

t.n-°.5

1.25-0,5
Đố ÁN TỐT NGHIỆP

4.3.2tao.

Kỹ thuật điện cao áp

Điên trở nôi đất nhân
(Í2)

<-°’5 =-^^ = 0,833

Ta sẽ tính toán thiết kế hệ thống nối đất theo điều kiện điện trở nối đất

nhân tạo là: Rn t < 0,833 Q.
4.3.3Tính nôi đất nhân tao của tram llOkV.
Đối với trạm biến áp 1 lOkV khi thiết kế hệ thống nối đất nhân tạo ta sử dụng
hình thức nối đất theo mạch vòng có chôn cọc.
Mạch vòng bao quanh trạm có hình chữ nhật ABCD có kích thước như sau:
Chiều dài lị = 57m ; Chiều rộng 12 = 56,55m.
Sơ đồ nối đất mạch vòng có chôn cọc của trạm như hình (4 -2 ):

1

Hình (4 - 2 k Sơ đồ nối đất mạch vòng có chôn cọc của trạm.

Hệ thống nối đất mạch vòng của trạm ta chọn cọc loại thép góc 50x50x5,
chiều dài 1 =2,5m với lý do là để thuận lợi cho việc thi công mà vẫn đảm bảo độ
dẫn điện tốt. Mạch vòng nối giữa các cọc dùng loại sắt dẹt có kích thước 50x5.
Sơ đồ bố trí mạch vòng cọc trong hệ thống nối đất của trạm như hình (4 - 3 ):
a: là khoảng cách giữa các cọc theo chu vi mạch vòng.
1:
chiều
dài
t: độ chôn sâu cọc t =0,8m.

Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41

cọc

1

=

2,5m.

Trang 33


R

"'%

Rc R

; '"v „

(4-3)

Đố ÁN TỐT NGHIỆP

Kỹ thuật điện cao áp

1=2,5m
Hình (4 - 3 ): Sơ đồ bố trí mạch vòng cọc trong hệ thống nối đất của trạm
l^c ,r lm.v + n - r lc*^m.v

Điện trở tản nhân tạo đối với mạch vòng có chôn cọc được xác định theo
công thức sau:

Trong đó:
Rc : là điện trở tản nối đất của cọc (Q).
Rm v: là điện trở tản nối đất của mạch vòng (Q).
n : là số cọc sử dụng.
r\m v và r|c : tương ứng là hệ số sử dụng mạch vòng, sử dụng cọc phụ thuộc

m.v

(«)

Trong đó:
p = Pđo-Kmùa (thanh) là điện trở suất tính toán của mạch vòng.Tra bảng (2-1)
sách “hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp KTĐCA” ta có:
Kmùa(,tanh) = 1,6 vậy p = p.1,6 = 2,08.10

2

(Í2.m).

L là chu vi mạch vòng: L = 2.(1, + 12) = 2.(57+56,55) = 227,lm.

Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41

Trang 34