tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp và đường dây 220 110kv

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ
CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP
VÀ ĐƢỜNG DÂY 220/110KV

Giảng viên hướng dẫn :

TS. TRẦN ANH TÙNG

Sinh viên thực hiện:

TRẦN HỮU KIÊN

Ngành :

CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN

Chuyên ngành :

HỆ THỐNG ĐIỆN

Lớp :

Đ5H3

Khoá :

2010 - 2015

Hà Nội, tháng 1 năm 2015


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

Độc Lập - Tự Do – Hạnh Phúc
-----  -----

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:

Trần Hữu Kiên

Lớp:

Đ5H3

Tên đề tài: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN

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

 Đƣờng dây trên không


Điện áp:

220kV



Loại cột:

cột kim loại

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC



Trạm 220kV:



Dây dẫn:

AAC - 120



Dây chống sét:

C – 70

 Khoảng cách giữa hai cột:

320m

 Chiều cao cột:

30m

 Điện trở suất của đất:

100m

 Điện trở của cột:

10

 Số ngày sét đánh:

100 ngày/năm

 Mức độ ô nhiễm:

Trung bình

II – NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Phần I: Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và nối đất trạm biến áp và đường
dây
Chương 1: Hiện tượng dông sét và ảnh hưởng của nó đến hệ thống điện Việt Nam
Chương 2: Tính toán bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp
Chương 3: Tính toán hệ thống nối đất cho trạm biến áp
Chương 4: Bảo vệ chống sét cho đường dây tải điện.
Phần II: Chuyên đề tính toán quá điện áp và lựa chọn công suất kháng điện cho
đường dây vận hành không tải trong chế độ xác lập

III – CÁC BẢN VẼ:
 Các phương án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét trong
các phương án khác nhau.
 Các kết quả tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét cho trạm biến áp.
 Phương pháp và kết quả tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét cho đường dây tải điện.
 Các kết quả tính toán quá điện áp và công suất kháng bù ngang cho đường dây tải điện

500kV.

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Ngày

tháng

năm

Trưởng khoa

Người hướng dẫn

TS. TRẦN THANH SƠN

TS. TRẦN ANH TÙNG

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

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

Sinh viên
Trần Hữu Kiên

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
NHẬN XÉT

………………………………………………….………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
MỤC LỤC

PHẦN I: ....................................................................................................................1
TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀ NỐI ĐẤT
TRẠM BIẾN ÁP VÀ ĐƢỜNG DÂY ...........................................................................1
CHƢƠNG 1 : HIỆN TƢỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN
HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM ...................................................................................2
1.1. Hiện tượng dông sét ........................................................................................ 2
1.1.1. Khái niệm chung ......................................................................................2
1.1.2. Tình hình dông sét ở Việt Nam ................................................................ 4
1.2. Ảnh hưởng của dông sét đến hệ thống điện Việt Nam ...................................6
CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM
BIẾN ÁP ......................................................................................................................... 8
2.1. Mở đầu ............................................................................................................8

2.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với chống sét đánh thẳng ........................................8
2.3. Phạm vi bảo vệ của cột chống sét và dây chống sét .......................................9
2.3.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét .................................................................9
2.3.2. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét .............................................................. 13
2.4. Mô tả trạm biến áp cần bảo vệ và đề xuất phương án tính toán chống sét
đánh thẳng cho trạm biến áp ...................................................................................... 15
2.5. Tính toán phương án sử dụng cột thu sét ...................................................... 17
2.5.1. Tính toán độ cao hiệu dụng của cột thu sét ............................................17
2.5.2. Tính chiều cao của cột thu sét ................................................................ 18
2.5.3. Tính phạm vi bảo vệ của các cột thu sét ................................................19
2.6. Tính toán phương án sử dụng dây chống sét ................................................23
2.6.1. Tính toán độ cao hiệu dụng treo dây chống sét .....................................24
2.6.2. Tính toán phạm vi bảo vệ của dây thu sét ..............................................24
SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

2.6.3. Tính toán độ cao cột treo dây chống sét ................................................25
2.7. Chọn phương án tối ưu .................................................................................30
CHƢƠNG 3 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP .31
3.1. Mở đầu ..........................................................................................................31
3.2. Các yêu cầu kĩ thuật ...................................................................................... 31
3.3. Lý thuyết tính toán nối đất ............................................................................33
3.4. Tính toán nối đất an toàn ..............................................................................37
3.4.1. Nối đất tự nhiên...................................................................................... 37

3.4.2. Nối đất nhân tạo .....................................................................................38
3.4.3. Nối đất chống sét....................................................................................40
3.4.4. Nối đất bổ sung ...................................................................................... 44
CHƢƠNG 4 : BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐƢỜNG DÂY .......................................51
4.1. Mở đầu ..........................................................................................................51
4.2. Chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây ............................................................ 51
4.2.1. Cường độ hoạt động của sét ...................................................................51
4.2.2. Số lần sét đánh vào đường dây .............................................................. 52
4.2.3. Số lần phóng điện do sét đánh ............................................................... 53
4.3. Tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây ............................................55
4.3.1. Mô tả đường dây cần bảo vệ ..................................................................55
4.3.2. Độ võng, độ treo cao trung bình, tổng trở, hệ số ngẫu hợp của đường
dây ......................................................................................................................... 56
4.3.3. Tính số lần sét đánh vào đường dây ...................................................... 60
4.3.4. Suất cắt do sét đánh vào đường dây ....................................................... 61
4.4. Chỉ tiêu chống sét của đường dây tải điện: ...................................................81

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

PHẦN II ..................................................................................................................82
CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH TRUYỀN SÓNG VÀO TRẠM
BIẾN ÁP BẰNG PHẦN MỀM ATP/EMTP ............................................................. 82
CHƢƠNG I .............................................................................................................83

TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP .....................................................83
1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển của ATP/EMTP: .............................................83
1.2. Giới thiệu chung về ATP/EMTP: .................................................................83
1.2.1. Nguyên tắc hoạt động: ...........................................................................84
1.2.2. Khả năng của chương trình: ...................................................................84
1.2.3. Các thành phần trong thư viện mẫu của ATP: .......................................85
1.2.4. Mô hình hợp nhất các module mô phỏng trong ATP: ........................... 85
1.2.5. Những module chính trong ATP: .......................................................... 86
1.2.6. Cách tạo một file dữ liệu để mô phỏng các mạch điện: ......................... 90
CHƢƠNG II ...........................................................................................................91
TÍNH TOÁN SÓNG QUÁ ĐIỆN ÁP TRUYỀN VÀO TRẠM BẰNG ATP ....91
2.1. Mô phỏng cột: ............................................................................................... 91
2.2. Mô phỏng đường dây vào trạm: ....................................................................93
2.3. Mô phỏng nguồn điện: ..................................................................................94
2.4. Mô phỏng máy cắt: ....................................................................................... 96
2.5. Mô phỏng chống sét van: ..............................................................................97
2.6. Mô phỏng các phần tử khác trong trạm: ....................................................... 98
2.7. Mô hình tổng thể thay thế trạm biến áp và đoạn đường dây gần vào trạm: .98
2.8. Kết quả tính toán bằng ATP: ......................................................................100
2.8.1. Phương án 1 (Không đặt chống sét van): .............................................100
2.8.2. Phương án 2 (Đặt chống sét van tại đầu cực MBA): ...........................102
2.8.3. Phương án 3 (Đặt chống sét van tại đầu cực MBA và tại đầu trạm): ..105

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
MỤC LỤC BIỂU HÌNH

Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển của phóng điện sét .....................................................2
Hình 1.2 Sự biến thiên của dòng điện sét theo thời gian .................................................4
Hình 2.1 Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét ................................................................ 10
Hình 2.2 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét giống nhau ..............................................11
Hình 2.3 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau ................................ 12
Hình 2.4 Phạm vi bảo vệ của nhóm cột .........................................................................13
Hình 2.5 Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét ............................................................... 13
Hình 2.6 Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét ................................................................ 14
Hình 2.7 Sơ đồ bố trí cột thu sét ....................................................................................16
Hình 2.8 Phạm vi bảo vệ của phương án 1 ....................................................................22
Hình 2.9 Sơ đồ bố trí dây chống sét ..............................................................................23
Hình 2.10 Phạm vi bảo vệ của phương án 2 ..................................................................29
Hình 3.1 Sơ đồ đẳng trị của hệ thống nối đất ................................................................ 36
Hình 3.2 Sơ đồ đẳng trị thu gọn. ...................................................................................36
Hình 3.3 Đồ thị hệ số phụ thuộc hình dáng K ............................................................... 40
Hình 3.4 Đồ thị dạng sóng của dòng điện sét ................................................................ 41
Hình 3.5 Sơ đồ đóng cọc bổ sung ..................................................................................45
Hình 3.6 Đồ thị giá trị hệ số thanh cọc theo số cọc và tỷ số a/l ....................................46
Hình 4.1 Đồ thị   f ( Elv ). ........................................................................................... 54
Hình 4.2 Sơ đồ cột lộ đơn 220kV ..................................................................................55
Hình 4.3 Sơ đồ xác đinh hệ số ngẫu hợp .......................................................................59
Hình 4.4 Sét đánh vào khoảng vượt dây chống sét. ...................................................... 62
Hình 4.5 Dạng sóng tính toán của dòng điện sét ........................................................... 63
Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Ucđ (a,t) và đặc tính V-S ......................... 66
Hình 4.7 Đường cong nguy hiểm ..................................................................................68
Hình 4.8 Sét đánh vào đỉnh cột có treo dây chống sét ..................................................69
Hình 4.9 Sơ đồ tương đương mạch dẫn dòng điện sét khi chưa có sóng phản xạ. .......71

Hình 4.10 Sơ đồ tương đương mạch dẫn dòng điện sét khi có sóng phản xạ, ..............72
Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Ucđ(a,t) và đặc tính V-S ........................ 79

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Hình 4.12 Đường cong nguy hiểm ................................................................................80
Hình 5.1: Hệ thống lớn nhất ATP/EMTP đã mô phỏng ................................................84
Hình 5.2: Mô hình ATP. ................................................................................................ 85
Hình 5.3:Giao diện ATPDraw. ...................................................................................... 87
Hình 5.4: Giao diện ATP Control Center. .....................................................................87
Hình 5.5: Giao diện PCPlot. .......................................................................................... 88
Hình 5.6: Giao diện PlotXY. ......................................................................................... 88
Hình 5.7: Giao diện GTPPLOT. ....................................................................................89
Hình 5.8: Giao diện PFE. .............................................................................................. 89
Hình 5.9: Mối tương quan giữa ATPDraw với các module khác. ................................ 90
Hình 5.10: Mô hình mô phỏng cột. ...............................................................................91
Hình 5.11: Mô hình tổng thể của trạm. .........................................................................99
Hình 5.12: Dạng dòng điện sét. ...................................................................................100
Hình 5.13: Điện áp các pha tại vị trí sét đánh. ............................................................100
Hình 5.14: Điện áp trên thanh góp của trạm. ..............................................................101
Hình 5.15: Điện áp tại đầu cực máy biến áp. ..............................................................101
Hình 5.16: Điện áp tại vị trí sét đánh...........................................................................102
Hình 5.17: Điện áp các pha ngay trước khi vào trạm. .................................................103

Hình 5.18: Điện áp trên thanh góp của trạm. ..............................................................103
Hình 5.19: Dòng điện đi qua Chống Sét Van. .............................................................104
Hình 5.20: Điện áp tại đầu cực MBA. .........................................................................104
Hình 5.21: Điện áp trên thanh góp của trạm. ..............................................................105
Hình 5.22: Dòng điện qua chống sét van. ...................................................................106
Hình 5.23: Điện áp tại đầu cực MBA. .........................................................................106
Hình 5.24: So sánh điện áp pha A tại đầu cực MBA của 2 phương án. ......................108
Hình 5.25: Sơ đồ tổng thể trạm của phương án 3 ........................................................109

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
MỤC LỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1 Số ngày dông trong tháng ................................................................................5
Bảng 2.1 Chiều cao hiệu dụng của các nhóm cột .......................................................... 18
Bảng 2.2 Phạm vi bảo vệ của các cặp cột thu sét .......................................................... 21
Bảng 2.3 Kết quả tính bán kính bảo vệ giữa các cột thép liền kề .................................28
Bảng 2.4 So sánh giữa hai phương án ...........................................................................30
Bảng 3.1 Trị số quy định của điện trở nối đất ở tần số công nghiệp ............................. 33
Bảng 3.2 Hệ số K phụ thuộc vào (l1/l2) .........................................................................39
Bảng 3.3 Bảng tính toán chuỗi

 ds



1  TK
.e ..................................................................... 43

2
k 1 k


 ds

1 
Bảng 3.4 Bảng tính toán chuỗi số  2 .e TK ................................................................ 49
k 1 k

Bảng 4.1 Bảng xác suất hình thành hồ quang   f ( Elv ). .............................................53
Bảng 4.2 Giá trị Ucđ(a,t) tác dụng lên chuỗi sứ. ............................................................ 65
Bảng 4.3 Đặc tính V-S của chuỗi sứ. ............................................................................66
Bảng 4.4 Đặc tính xác suất phóng điện V pd ...................................................................67
Bảng 4.5 Giá trị của Ucđ(a,t) .......................................................................................... 78
Bảng 4.6 Đặc tính xác suất phóng điện V pd ...................................................................80
Bảng 4.7 Suất cắt tổng do sét đánh vào đường dây và năm vận hành an toàn giữa hai
lần sự cố liên tiếp ...........................................................................................................81

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

PHẦN I:
TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH
TRỰC TIẾP VÀ NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP
VÀ ĐƢỜNG DÂY

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

1

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

CHƢƠNG 1 : HIỆN TƢỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN HỆ
THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
1.1. Hiện tƣợng dông sét
1.1.1. Khái niệm chung
Dông sét là một hiện tượng của thiên nhiên, đó là sự phóng tia lửa điện khi
khoảng cách giữa các điện cực khá lớn (trung bình khoảng 5km). Hiện tượng phóng
điện của dông sét gồm hai loại chính đó là:
+ Phóng điện giữa các đám mây điện tích với nhau
+ Phóng điện giữa các đám mây điện tích với mặt đất
Trong phạm vi đồ 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 nhiều trở

ngại cho đời sống con người.

Tia tiên
Địa điểm phụ
thuôc điện trở suất

Hình
thành
khu
vực ion hóa
mãnh liệt

Dòng
của
phóng điện ngươc

Hoàn
thành phóng
điện sét

Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển của phóng điện sét
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 giai
đoạn phóng điện tiên đạo. Tốc độ di chuyển trung bình của tia tiên đạo của lần phóng
SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

2

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

điện đầu tiên khoảng 1,5.10 7cm/s, các lần phóng điện sau thì tốc độ tăng lên khoảng
2.10 8 cm/s (trong một đợt sét đánh có thể có nhiều lần phóng điện kế tiếp nhau bởi vì
trong cùng một đám mây thì có 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 tâm này
đi vào trong tia tiên đạo. Phần điện tích này được phân bố khá đều dọc theo chiều dài
tia xuống mặt đất. Dưới tác dụng của điện trường của tia tiên đạo, sẽ có sự tập trung
điện tích khác dấu trên mặt đất mà địa điểm tập kết tùy thuộc vào tình hình dẫn điện
của đất. Nếu vùng đất có địên dẫn đồng nhất thì điểm này nằm ngay ở phía dưới đầu
tia tiên đạo. Còn nếu vùng đất có điện dẫn không đồng nhất (có nhiều nơi có điện dẫn
khác nhau) thì điện tích trong đất sẽ tập 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 đất
đã được định sẵn.
Do vậy để định hướng cho các phóng điện sét thì ta phải tạo ra nơi có mật độ
tập trung điện diện tích lớn. Nên việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các công
trình được dựa trên tính chọn lọc này của phóng điện sét.
Nếu tốc độ phát triển của phóng điện ngược là  và mật độ điện trường của điện
tích trong tia tiên đạo là  thì trong một đơn vị thời gian thì điện tích đi và trong đất sẽ
là:
is = . 
Công thức này tính toán cho trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị
số điện trở nhỏ không đáng kể).
Tham số chủ yếu của phóng điện sét là dòng điện sét, dòng điện này có biên độ

và độ dốc phân bố theo hàng biến thiên trong phạm vi rộng (từ vài kA đến vài trăm
kA) dạng sóng của dòng điện sét là dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọt của sét ứng với
giai đoạn phóng điện ngược (hình 1-1)
- Khi sét đánh thẳng vào thiết bị phân phối trong trạm sẽ gây quá điện áp khí quyển và
gây hậu quả nghiêm trọng như đã trình bày ở trên.

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

3

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

S

.Smin

S

.Smin

Hình 1.2 Sự biến thiên của dòng điện sét theo thời gian
1.1.2. Tình hình dông sét ở Việt 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 :

+ Ở miền Bắc, số ngày dông dao động từ 70  110 ngày trong một năm và số lần dông
từ 150  300 lần như vậy trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2  3 cơn dông.
+ Vùng dông nhiều nhất trên miền Bắc là Móng Cái. Tại đây hàng năm có từ 250 300
lần dông tập trung trong khoảng 100  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  200 cơn dông mỗi năm, tập trung
trong khoảng 90  100 ngày.
+ Nơi ít dông nhất trên miền Bắc là vùng Quảng Bình hàng năm chỉ có dưới 80 ngày
dông.
Xét dạng diễn biến của dông trong năm, ta có thể nhận thấy mùa dông không
hoàn toàn đồng nhất giữa các vùng. Nhìn chung ở Bắc Bộ mùa dông tập chung trong
khoảng từ tháng 5 đến tháng 9. Trên vùng Duyên Hải Trung Bộ, ở phần 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 
15 ngày (Đà Nẵng 14 ngày/ tháng, Bồng Sơn 16 ngày/tháng ...), những tháng đầu mùa

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

4

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

(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
10ngày/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.
Từ bảng 1.1 ta thấy Việt Nam là nước phải chịu nhiều ảnh hưởng của dông sét,
đây là điều bất lợi cho H.T.Đ Việt nam, đòi hỏi ngành điện phải đầu tư nhiều vào các
thiết bị chống sét. Đặc biệt hơn nữa nó đòi hỏi các nhà thiết kế phải chú trọng khi tính
toán thiết kế các công trình điện sao cho HTĐ vận hành kinh tế, hiệu quả, đảm bảo
cung cấp điện liên tục và tin cậy.
Bảng 1.1 Số ngày dông trong tháng
Tháng
Địa điểm
Phía Bắc
Cao bằng
Bắc Cạn

Lạng Sơn
Móng Cái
Hồng Gai

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Cả
năm

0,2
0,1
0,2
0,0
0,1

0,6
0,3
0,4
0,4
0,0

4,2
3,0
2,6
3,9
1,7

5,9
7,0
6,9
6,6
1,3

12
12
12
14
10

17
18
14
19
15

20
20
18
24
16

19
21
21
24
20

10
10
10
13
15

11
2,8
2,8
4,2
2,2

0,5
0,2
0,1
0,2
0,2

0,0
0,1
0,0
0,0
0,0

94
97
90
112
87

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

5

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hà Giang
Sa Pa
Lào Cai

Yên Bái
Tuyên Quang
Phú Thọ
Thái Nguyên
Hà Nội
Hải Phòng
Ninh Bình
Lai Châu
Điện Biên
Sơn La
Nghĩa Lộ
Thanh Hoá
Vinh
Con Cuông
Đồng Hới
Cửa Tùng
Phía Nam
Huế
Đà Nẵng
Quảng Ngãi
Quy Nhơn
Nha Trang
Phan Thiết
Kon Tum
Playcu
Đà Lạt
Blao
Sài Gòn
Sóc Trăng
Hà Tiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

0,1
0,6
0,4
0,2
0,2
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,4
0,2
0,0
0,2
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0

0,6
2,6
1,8
0,6
0,0
0,6
0,3

0,3
0,1
0,4
1,8
2,7
1,0
0,5
0,2
0,5
0,2
0,3
0,2

5,1
6,6
7,0
4,1
4,0
4,2
3,0
2,9
7,0
8,4
13
12
14
9,2
7,3
6,9
13

6,3
7,8

8,4
12
10
9,1
9,2
9,4
7,7
7,9
7,0
8,4
12
12
14
9,2
7,3
6,9
13
6,3
7,8

15
13
12
15
15
16
13

16
13
16
15
17
16
14
16
17
17
15
18

17 22 20
15 16 18
13 17 19
17 21 20
17 22 21
17 22 21
17 17 22
16 20 20
19 21 23
21 20 21
16 14 14
21 17 18
18 15 16
15 19 18
16 18 18
13 13 19
14 13 20

7,7 9,6 9,6
10 12 12

9,2
7,3
8,1
11
11
11
12
11
17
14
5,8
8,3
6,2
10
13
15
14
11
12

2,8
3,0
2,5
4,2
4,2
3,4
3,3

3,1
4,4
5,0
3,4
5,3
6,2
5,2
3,3
5,6
5,2
5,3
5,3

0,9
0,9
0,7
0,2
0,5
0,5
0,1
0,6
1,0
0,7
1,9
1,1
1,0
0,0
0,7
0,2
0,2

0,3
0,3

0,0
0,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,9
0,0
0,0
0,3
0,0
0,2
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0

102
97
93
104
106
107
97

99
111
112
93
112
99
99
100
95
103
70
85

0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,2
0,2
0,3
0,6
1,8
1,4
0,2
2,7

0,2
0,3
0,3

0,3
0,1
0,0
1,2
1,7
1,6
3,4
1,0
0,0
1,3

1,9
2,5
1,2
0,6
0,6
0,2
6,8
5,7
3,2
11
2,5
0,7
10

4,9 10 6,2 5,3 5,1 4,8 2,3 0,3 0,0
6,5 14 11 9,3 12 8,9 3,7 0,5 0,0
5,7 10 13 9,7 1,0 7,8 0,7 0,0 0,0
3,6 8,6 5,3 5,1 7,3 9,6 3,3 0,6 0,0
3,2 8,2 5,2 4,6 5,8 8,5 2,3 0,6 0,1

4,0 13 7,2 8,8 7,4 9,0 6,8 1,8 0,2
10 14 8,0 3,4 0,2 8,0 4,0 1,2 0,0
12 16 9,7 7,7 8,7 17 9,0 2,0 0,1
6,8 10 8,0 6,3 4,2 6,7 3,8 0,8 0,1
13 10 5,2 3,4 2,8 7,2 7,0 4,0 0,0
10 22 19 17 16 19 15 11 2,4
7,0 19 16 14 15 13 1,5 4,7 0,7
20 23 9,7 7,4 9,0 9,7 15 15 4,3

41,8
69,5
59,1
43,3
39,2
59,0
58,2
90,7
52,1
70,2
138
104
128

1.2. Ảnh hƣởng của dông sét đến hệ thống điện Việt Nam
+Như đã trình bày ở phần trước biên độ dòng sét có thể đạt tới hàng trăm kA, đây là
nguồn sinh nhiệt vô cùng lớn khi dòng điện sét đi qua vật nào đó. Thực tế đã có dây
tiếp địa do phần nối đất không tốt, khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị nóng chảy và
SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

6

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

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 thể 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 doạ hoạt động của lưới điện.
Kết luận:
Sau khi nghiên cứu tình hình dông sét ở Việt Nam và ảnh hưởng của dông sét
tới hoạt động của lưới điện. Ta thấy rằng việc tính toán chống sét cho lưới điện và
trạm biến áp là rất cần thiết để nâng cao độ tin cậy trong vận hành lưới điện.

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

7

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM
BIẾN ÁP
2.1. Mở đầu
Trong quá trình truyền tải điện năng việc đặt các trạm biến áp dùng để tăng áp
hay giảm áp là một điều kiện bắt buộc không thể thiếu. Vì vậy trạm biến áp là một
phần tử trong hệ thống điện . Quá trình vận hành trạm biến áp ảnh hưởng đến chất
lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong toàn bộ hệ thống điện. Các sự cố
xảy ra đến quá trình vận hành và có thể gây ra hư hỏng các thiết bị.
Với trạm biến áp 110/220kV, các thiết bị của trạm đặt ngoài trời nên khi có sét đánh
trực tiếp vào trạm sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng: gây hư hỏng các thiết bị
điện, có thể đưa đến việc cung cấp điện bị ngừng toàn bộ trong thời gian dài, làm ảnh
hưởng đến việc sản xuất điện năng và các nghành kinh tế quốc dân khác..Do đó việc
tính toán bảo vệ chống sét cho trạm là rất quan trọng.
Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm, ta dùng hệ thống cột thu sét. Tác
dụng của hệ thống này là định hướng 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 thống nối đất. Để nâng cao tác dụng của hệ thống này thì trị số điện trở của bộ phận

thu sét sẽ không đủ lớn để gây phóng điện ngược đến các thiết bị khác ở gần đó.
Ngoài ra khi thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào bên cạnh vấn
đề đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật, ta cần phải quan tâm đến các chỉ tiêu kinh tế và mỹ
quan của công trình.
2.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với chống sét đánh thẳng
Tất cả các thiết bị bảo vệ cần phải được nằm trọn trong phạm vi an toàn 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 công trình như xà, cột đèn
chiếu sáng... hoặc được đặt độc lập.
- Khi đặt hệ thống cột thu sét trên bản thân công trình, sẽ tận dụng được độ cao vốn có
của công trình nên sẽ giảm được độ cao của hệ thống thu sét. Tuy nhiên điều kiện đặt

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

8

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

hệ thống thu sét trên các công trình mang điện là phải đảm bảo mức cách điện cao và
trị số điện trở tản của bộ phận nối đất bé.
+ Đối với trạm biến áp ngoài trời từ 110 kV trở lên do có cách điện cao (khoảng cách
các thiết bị đủ lớn và độ dài chuỗi sứ lớn) nên có thể đặt cột thu sét trên các kết cấu
của trạm. Tuy nhiên các trụ của kết cấu trên đó có đặt cột thu sét thì phải nối đất vào
hệ thống nối đất của trạm phân phối. Theo đường ngắn nhất và sao cho dòng điện i s
khuyếch tán vào đất theo 3- 4 cọc nối đất. Ngoài ra ở mỗi trụ của kết cấu ấy phải có

nối đất bổ sung để cải thiện trị số điện trở nối đất nhằm đảm bảo điện trở không quá
4.
+ Nơi yếu nhất của trạm biến áp ngoài trời điện áp 110 kV trở lên là cuộn dây của
MBA. Vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ MBA thì yêu cầu khoảng cách giữa
hai điểm nối đất vào hệ thống nối đất của hệ thống thu sét và vỏ MBA theo đường điện
phải lớn hơn 15m.
- Khi đặt cách ly giữa hệ thống thu sét và công trình phải có khoảng cách nhất định,
nếu khoảng cách này quá bé thì sẽ có phóng điện trong không khí và đất
Phần dẫn điện của hệ thống thu sét có phải có tiết diện đủ lớn để đảm bảo thoả
mãn điều kiện ổn định nhiệt khi có dòng điện sét đi qua.
2.3. Phạm vi bảo vệ của cột chống sét và dây chống sét
2.3.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét
2.3.1.1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập.
Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét là miền được giới hạn bởi mặt ngoài của
hình chóp tròn xoay có đường kính xác định bởi công thức.
rx 

Trong đó:

1,6
( h  hx )
h
1 x
h

(2-1)

h: độ cao cột thu sét
hx: độ cao vật cần bảo vệ
h- hx= ha: độ cao hiệu dụng cột thu sét

rx: bán kính của phạm vi bảo vệ

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

9

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Để dễ dàng và thuận tiện trong tính toán thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệ
dạng dạng đơn giản hoá 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 toán theo công thức sau:
2
3

(2-2)

2
3

(2-3)

Nếu hx  h thì rx  1,5h 1,875hx
Nếu hx  h thì rx  0,75(h  hx )

Chú ý:
a
0,2h
h

b
0,8h
c

a'
0,75h

1,5h

R

Hình 2.1 Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét
Các công thức trên chỉ đúng trong trường hợp cột thu sét cao dưới 30m. Hiệu
quả của cột thu sét cao quá 30m có giảm sút do độ cao định hướng của sét giữ hằng số.
Có thể dùng các công thức trên để tính phạm vi bảo vệ nhưng phải nhân với hệ số hiệu
chỉnh p. Với p 

5,5
h

và trên hình vẽ dùng các hoành độ 0,75hp và 1,5hp.

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

10

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

2.3.1.2. Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu sét.
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 ho được tính như sau:
ho  h -

a
7

(2-4)

Sơ đồ phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có chiều cao bằng nhau.

R
0,2h
h
ho
0,75h

hx
1,5h

a
rx
r0x

Hình 2.2 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét giống nhau
Tính rox:
2
3

(2-5)

2
3

(2-6)

+ Nếu hx  h0 thì r0 x  1,5h0  1,875hx
+ Nếu hx  h0 thì r0 x  0,75(h0  hx )
Chú ý:

Khi độ cao của cột thu sét vượt quá 30m thì ngoài các hiệu chỉnh như trong
phần chú ý của mục 1 thì còn phải tính ho theo công thức:
ho  h -

a
7p

SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

(2-7)
11

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

2.3.1.3. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau
Trường hợp hai cột thu sét có độ cao h1 và h2 khác nhau thì việc xác định phạm
vi bảo vệ được xác định như sau:
Vẽ phạm vi bảo vệ của cột thấp (cột 1) và cột cao (cột 2) riêng rẽ. Qua đỉnh cột
thấp vẽ đường thẳng ngang gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3 điểm
này được xem là đỉnh của cột thu sét giả định. Cột 1 và cột 3 hình thành đôi cột có độ
cao bằng nhau và bằng h1 với khoảng cách a’. Bằng cách giả sử vị trí x có đặt cột thu
lôi 3 có độ cao h1. Điểm này được xen như đỉnh cột thu sét giả định. Ta xác định được
khoảng cách giữa hai cột có cùng độ cao h1 là a’ và x như sau:
2
1

3
h2
0.8h2

0.8h1
2/3h1

x

h0

hx
O1

O3
O 1.5h2

2/3h2
O2

0.75h2

rx1

rx2
r0x

Hình 2.3 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau
Nếu h1 

2
h2 thì x  1,5h2  1,875h1
3

(2-8)

Nếu h1 

2
h2 thì x  0,75(h2  h1 )
3

(2-9)

( ta coi x là bán kính bảo vệ của cột cao h2 cho cột thấp h1)
Khi đó khoảng cách giữa cột thấp h1 và cột giả tưởng là: a’ = a – x
Phần còn lại tính toán giống phạm vi bảo vệ cột 1.
2.3.1.4. Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét
Một nhóm cột sẽ hình thành 1 đa giác và phạm vi bảo vệ được xác định bởi
toàn bộ miền đa giác và phần giới hạn bao ngoài giống như của từng đôi cột
SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

12

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

rx
rx

rox

a

rox

a
c

rox

D

D

b

b

Hình 2.4 Phạm vi bảo vệ của nhóm cột
Vật có độ cao hx nằm trong đa giác hình thành bởi các cột thu sét sẽ được bảo
vệ nếu thoả mãn điều kiện:
D  8. ha = 8. (h - hx)

(2 –10)

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.ha. p= 8. (h - hx).p

( 2-11)

2.3.2. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét
2.3.2.1. 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 hx được biểu diễn như hình vẽ.
a
0,2h
b

h

0,8h
a'
c

0,6h

1,2h

2bx

Hình 2.5 Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét
SVTH: TRẦN HỮU KIÊN

13

GVHD: TS.TRẦN ANH TÙNG