thiet ke chong set cho mo hinh tram bien ap

KHOA ĐIỆN, ĐIÊN TỬ-VIỄN THÔNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

THIẾT KẾ CHỐNG SÉT CHO MÔ HÌNH
TRẠM BIẾN ÁP
GVHD: Ths. Võ Minh Thiện

Nhóm SVTH:
1.
Trần Quốc Qui
2.
Nguyễn Văn Quy
3.
Phạm Thanh Quý
4.
Trần Minh Sang
5.
Cao Thị Diễm Sương
6.
Huỳnh Hữu Tài
7.
Lê Chí Tâm
NHÓM 7


NỘI DUNG CHÍNH
ĐẶT VẤN ĐỀ
CHỐNG SÉT VAN
CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP

NỐI ĐẤT CHO TRẠM
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
NHÓM 7


ĐẶT VẤN ĐỀ
TẦM QUAN
TRỌNG CỦA VIỆC
CHỐNG SÉT CHO
TRẠM


CHỐNG SÉT VAN
Thiết bị hạn chế quá điện áp xảy ra trong lưới
điện nhằm bảo vệ cách điện chính cho các thiết
bị nhất thứ trong hệ thống điện.
Tạo ra một đường dẫn đưa dòng điện về đất khi
có sự cố quá điện áp khí quyển hoặc quá điện áp
nội bộ và sau đó khôi phục trạng thái bình
thường trong điều kiện vận hành.




Yêu cầu kỹ thuật






Điện áp làm việc liên tục lớn nhất đặt lên thiết bị
chống sét 
Kiểm tra kỹ trước khi đưa thiết bị vào hoạt động. 
Trong quá trình hoạt động của thiết bị cần bảo
dưỡng theo quy định. 
Kiểm định thiết bị theo định kỳ hoặc khi xảy ra bất
thường; việc kiểm định van an toàn. 
Ngoài ra, van chống sét phải làm việc bình thường ở
các điều kiện như: nhiệt độ, độ cao, kết câu,…


TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT ĐÁNH
TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP
Phạm vi bảo vệ của một nhóm cột thu sét


Độ cao tác dụng của cột thu lôi phải thỏa mãn:

D ≤ 8( h − hx ) p

Với nhóm cột hình chữ nhật thì

D = a2 + b2



Ta bố trí cột thu sét như sau :

Tính toán độ cao tác dụng của cột thu
sét:
Nhóm cột

a (m)

Hình vuông 60

D (m)

Ha (m)

84.85

10.6

Ta chọn ha=11m và độ cao lớn nhất cần bảo
vệ là 30m, do đó độ cao thực tế của cột thu
sét là : h=ha+hx=11+30=41m.


Phạm vi bảo vệ của cột thu sét
Phạm vi bảo vệ của các cột là 41m.
Bán kính bảo vệ :
Do

2
hx = 30 > × 41 = 27.33m
3

 hx 
 30 
⇒ rx = 0.75 × h × p1 −  = 0.75 × 41 × 0.861 −  = 7.095m
h
 41 

Với

5.5
p=
= 0.86
41


Phạm vi bảo vệ của các cột biên


Độ cao của cột: h=41m



Khoảng cách giữa các cột: a=60m

Ta có:
Vì:

a
60
h0 = h − = 41 −
= 32.43m

7
7

2
2
hx > h0 = × 32.43 = 21.62m
3
3

 hx 
30 



⇒ r0 x = 0.75 × h0 × p1 −  = 0.75 × 32.43 × 0.861 −
 = 1.60m
 32.43 
 h0 


Hình 7. Sơ đồ phạm vi bảo vệ mặt bằng


Hình 8. Sơ đồ bảo vệ hình
chiếu đứng


Chọn kim thu sét
Bán kính bảo vệ của kim thu sét ESE NPL
2200:

R p = h( 2 D − h ) + ∆L( 2 D + ∆L )

= 11( 2 × 20 − 11) + 72 × ( 2 × 20 + 72 ) = 91.56m
∆L (m)=V.∆t =106.72.10-6, V(m/s): Tốc độ tia tiên
đạo
∆t (us): Thời gian phát tia tiên đạo theo thực
nghiệm.
H(m): độ cao thực của kim thu sét NLP so với
mặt phẳng cần bảo vệ.
D(m): Phụ thuộc vào độ an toàn được chọn.


TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO
TRẠM
Trạm điện thiết kế có điện áp là 110/22kV, có
trung tính trực tiếp nối đất nên yêu cầu của nối
đất an toàn là: R ≤ 0,5 Ω.
Đối với các thiết bị có điểm trung tính trực tiếp
nối đất (có dòng chạm đất lớn) thì yêu cầu điện
trở nối đất nhân tạo phải có trị số nhỏ hơn 1Ω.


Ta có:





Rn.t =

Rt .n × 0.5
( Ω)
Rt .n − 0.5

cho Rt.n = 1,25 Ω
Ta sẽ tính toán thiết kế hệ thống nối đất theo
điều kiện điện trở nối đất
nhân tạo là: Rn.t.yc ≤ 0,833 Ω
Đối với trạm biến áp khi thiết kế hệ thống nối
đất nhân tạo ta sử dụng hình thức nối đất theo
mạch vòng có chôn cọc.


Chọn cọc loại thép góc 50x50x5, l =2m


Hình 10. Sơ đồ bố trí mạch vòng cọc trong hệ thống

nối đất của trạm


Tính diện tích mạch vòng Rm.v :

Rm . v

(

)

(

)

2
 2.08 × 10 2 
5.53 × 400 2
 ρ  ln k × L
=
×
=
= 1.46( Ω )
 × ln
−2

t×d
0.8 × 2.5 × 10
 2πL 
 2π × 400 

Kmùa (thanh) = 1,6 vậy ρ = ρ.1,6 = 2,08.102(Ω.m).
L là chu vi mạch vòng: L = 2.(l1 + l2) =400m.
d là đường kính thanh nối: d = b/2 = 50/2 = 25 (mm)
t là độ chôn sâu: t = 0,8m.
k là hệ số phụ thuộc hình dạng của hệ thống nối đất .


Xác định điện trở nối đất của cọc
Rcoc

 ln ( 2l ) 1

+ × ln 4 × t ' + l

 ρ   d
2
=
×

4×t' − l
 2πL  



(

 ln( 4) 1

(
)
+
×
ln
4
×
1
.
8
+
2



1.82 × 10 
50
2
=
 = 64.3[ Ω]
×
4 × 1.8 − 2
  4π

 






) 

2

Trong đó:
 Cọc có kích thước: l = 2m.
 ρ là điện trở suất của đất đối với cọc: ρ = ρđo.Kmùa (cọc) .
 ρđo =1,3.102 (Ω.m). Kmùa (cọc) = 1,4.
 => ρ = 1,3.102.1,4 = 1,82.102 (Ω.m).
 d là đường kính cọc (m) được tính như sau:
 d = 0,95.b = 0,95.50. 10-3 = 4,75. 10-2m.
 t là độ chôn sâu: t = 0,8m. Giá trị t/ được tính:
l
t = + 0.8 = 1 + 0.8 = 1.8( m )

2
'


Tính số cọc theo chu vi mạch vòng

a
=
* Khi
(có2 nghĩa là khoảng cách giữa các cọc a = l =4m).
l
Ta có số cọc chôn theo chu vi mạch vòng là:
Điện

trở nhân tạo trong trường hợp này là:

L 400
=
= 100
Với ηc = 0,35, ηthanha = 0,19
4
1
n1 =

Rc × Rm.v
64.3 ×1.46
Rn.t =
=
= 1.483( Ω )
Rc ×η m.v + n ×η c × Rm.v 64.3 × 0.19 + 100 × 0.35 × 1.46

a

Khi
(có
= 1 nghĩa là khoảng cách giữa các cọc a = l =2m).
Ta cól số cọc chôn theo chu vi mạch vòng là:
Điện trở nhân tạo trong trường hợp này là:
L 400
n
=
=
= 200
2
Với ηc = 0,52,
η
=
a1 thanh2 0,24

Rn.t =

Rc × Rm.v
64.3 × 1.46
=
= 0.561( Ω )
Rc ×η m.v + n ×η c × Rm.v 64.3 × 0.24 + 200 × 0.52 × 1.46