Đồ án – Kỹ thuật điện cao áp

Chia sẻ: dailyphu

Bảo vệ chống sét trạm biến áp và đường dây Trạm biến áp + Sơ đồ + Độ cao cần bảo vệ 110kV 220kV + Mặt bằng: + Máy biến áp + Đường dây vào trạm + Điện trở suất của đất đường dây + Cấp điện áp + Cột Loại cột Chiều cao cột Độ treo cao dây dẫn pha B………………16,8m Độ treo cao dây dẫn pha C………………16,8m Góc bảo vệ pha A Góc bảo vệ pha B Góc bảo vệ pha C + Dây dẫn Loại dây Độ võng của dây dẫn + Dây chống sét Loại dây...

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đồ án – Kỹ thuật điện cao áp

Đồ án – Kỹ thuật điện cao áp



1- ĐầU Đề THIếT Kế
Bảo vệ chống sét trạm biến áp và đường dây
Trạm biến áp
+ Sơ đồ 110kV 2TG+TGV
220kV 2TG+TGV
+ Độ cao cần bảo vệ 110kV 11 m
220kV 16.5m
+ Mặt bằng: …………………………… + Mặt cắt :
……………………………
+ Máy biến áp 2AT 110/220kV
+ Đường dây vào trạm 110kV 2
220kV 5
+ Điện trở suất của đất 80Ω.m
đường dây
+ Cấp điện áp 220kV
+ Cột
Loại cột Sắt
Chiều cao cột 26,8m
Độ treo cao dây dẫn pha A………………20,8m
Độ treo cao dây dẫn pha B………………16,8m
Độ treo cao dây dẫn pha C………………16,8m
Góc bảo vệ pha A 250
Góc bảo vệ pha B 15,60
Góc bảo vệ pha C 15,60
+ Dây dẫn
Loại dây AC-240
Độ võng của dây dẫn …6m……
+ Dây chống sét
Loại dây C70




-1-
Số dây chống sét 1
Độ võng dây chống sét …4m…….
+ Cách điện
Loại cách điện Treo
Đặc tính 14
+ Khoảng vượt Phía 220 kV: 290m
+ Điện trở nối đất cột điện 9; 16; 23Ω
+ Vùng ô nhiễm II
+ Số ngày giông sét 80
2- Nội dung các phần tính toán
- Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp
- Tính toán nối đất cho trạm biến áp
- Tính toán chỉ tiếu chống sét của đường dây 220kV
- Bảo vệ chống sóng truyền vào trạm biến áp từ phía đường dây 220 kV
3- các bản vẽ
- Phạm vi bảo vệ của cột thu sét, các phương án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
- Các kết quả tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét của trạm
- Phương pháp và kết quả tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét của đường dây
- Các kết quả tính toán bảo vệ trạm biến áp chống sóng truyền.
4- cán bộ hướng dẫn :
5- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :
6- Ngày hoàn thành nhiệm vụ
Nộp quyển
Bảo vệ

Cán bộ hướng dẫn
(Ghi rõ họ tên và ký tên)




BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------------------


BẢN NHẬN XẫT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Kiên
Ngành: Hệ Thống Điện Khoá: 1 Hải Dương
Giáo viên hướng dẫn:
Giáo viên duyệt :



-2-
Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
................................................................................


1. Nhận xét của giáo viên :
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..............................................................................................
Ngày tháng năm
Giáo viên duyệt
( Ký, ghi rõ họ và tên )




Lời nói đầu

* * *




-3-
Đất nước đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữ một
vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống điện
năng rất cần cho phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Cùng với sự phát triển của xã hội đòi
hỏi việc cung cấp điện phải đảm bảo liên tục và có chất luợng cao. Xuất phát từ thực tế
đó việc đảm bảo cho các trạm biến áp và đường dây truyền tải làm việc an toàn, không
gặp sự cố, không gây gián đoạn cung cấp điện đặc biệt quan trọng.
Nhằm hoàn thiện kiến thức đã được học và bước đầu làm quen với thực tế em đã được
khoa Điện và bộ môn Hệ Thống Điện trường đại học Bách Khoa Hà Nội giao nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp với đề tài: ”Bảo vệ chống sét cho đường dây và trạm biến áp
110/220kV”.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy, cô giáo trong
bộ môn đặc biệt là trong suốt quá trình hoàn thành đồ án.


Hà nội tháng 6-2007
Sinh viên
Phạm Văn Kiên




Mục lục
đặt vấn đề ....................................................................................................................................6
chương I ......................................................................................................................................6
bảo vệ chống sét đánh trực tiếp...................................................................................................6
1.1. Các yêu cầu: ....................................................................................................................6

1.2. Phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét: ..............................................................................7
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét. ...............................................................................7
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét. ............................................................................12

1.3. Phương án bảo vệ của hệ thống thu sét: ........................................................................13
1.3.1. Phương án 1. ..........................................................................................................13
1.3.2. Phương án 2. ..........................................................................................................17
1.3.3. Phương án 3. ..........................................................................................................21
chương ii ...................................................................................................................................25
Tính toán nối đất cho trạm ........................................................................................................25
2.1. Yêu cầu kỹ thuật khi nối đất trạm biến áp. ...................................................................25



-4-
2.2- Các số liệu dùng để tính toán nối đất. ...........................................................................27
2.2.1. Nối đất an toàn.......................................................................................................28
2.2.2. Nối đất chống sét. ..................................................................................................32
2.2.3. Nối đất bổ sung. .....................................................................................................37
Chương iii ................................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảo vệ chống sét đường dây ..................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1. Mở đầu .......................................................................... Error! Bookmark not defined.

3.2. Các chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây ...................... Error! Bookmark not defined.
3.2.1.Cường độ hoạt động của sét ................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Số lần sét đánh vào đường dây. ............................. Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Số lần phóng điện do sét đánh vào đường dây ...... Error! Bookmark not defined.
3.2.4. Số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây ........... Error! Bookmark not defined.
3.2.5. Số lần cắt điện do quá điện áp cảm ứng. ............... Error! Bookmark not defined.

3.3. Tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây ............. Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Mô tả đường dây cần bảo vệ ................................. Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Độ võng, độ treo cao trung bình, tổng trở, hệ số ngẫu hợp của đường dây. . Error!
Bookmark not defined.
3.3.3. Tính số lần sét đánh vào đường dây. .................... Error! Bookmark not defined.
3.3.4. Suất cắt do sét đánh vào đường dây. ..................... Error! Bookmark not defined.
chương IV ................................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảo vệ chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm Error! Bookmark not defined.
4.1. Mở đầu. ......................................................................... Error! Bookmark not defined.

4.2. Phương pháp tính toán quá điện áp trên cách điện của thiết bị khi có sóng truyền vào
trạm. ..................................................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1. Tác dụng của sóng bất kỳ lên điện trở phi tuyến đặt ở cuối đường dây. ....... Error!
Bookmark not defined.
4.2.2. Sóng bất kỳ tác dụng lên chống sét van đặt cuối đường dây.Error! Bookmark not
defined.
4.2.3. Sóng bất kỳ tác dụng lên điện dung đặt cuối đường dây (phương pháp tiếp tuyến).
......................................................................................... Error! Bookmark not defined.

4.3.Tính toán bảo vệ khi có sóng quá điện áp truyền ........... Error! Bookmark not defined.
4.3.1.Mô tả trạm cần bảo vệ. ........................................... Error! Bookmark not defined.




-5-
4.3.2. Lập sơ đồ thay thế tính toán trạng thái sóng của trạm. ........ Error! Bookmark not
defined.
tài liệu tham khảo ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
Phụ lục ...................................................................................... Error! Bookmark not defined.




đặt vấn đề
Trong hệ thống điện trạm biến áp được dùng rất rộng rãi, làm nhiệm vụ truyền tải điện
năng từ lưới điện có điện áp U1 sang lưới điện có điện áp U2 phục vụ cho việc truyền tải và
phân phối năng lượng điện. Do vậy quá trình vận hành của trạm biến áp ảnh hưởng lớn tới
việc cung cấp và chất lượng điện năng. Bảo vệ chống sét trạm biến áp bao gồm các phần:
+ Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp: các trạm biến áp được bảo vệ bằng dây chống sét
(treo trên các thiết bị và các xà đỡ dây, thanh cái) hoặc các cột chống sét kiểu Franklin.
+ Mạng lưới nối đất: để tản dòng điện sét trong đất hạn chế các phóng điện ngược trên
các công trình cần bảo vệ.
+ Bảo vệ chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm.
Yêu cầu đề ra là thiết kế chống sét cho trạm 110/220kV với số liệu sau :
Sơ đồ: 110kV Sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng.
220kV Sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng.
Độ cao cần bảo vệ: 220kV là 16,5 m
110kV là 11 m
Máy biến áp: 2AT 110/220 kV
Đường dây vào trạm: 110kV 2
220kV 5
Điện trở suất của đất: 80 Ω.m
Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt đi kèm.




-6-
chương I
bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
1.1. các yêu cầu:
Tất cả các thiết bị cần bảo vệ phải được nằm trọn trong phạm vi bảo vệ an toàn của hệ
thống bảo vệ.
Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt bằng trạm và các yêu cầu cụ thể, hệ thống các cột thu sét
có thể được đặt trên các độ cao có sẵn như xà, cột đèn chiếu sáng... hoặc được đặt độc lập.
Khi đặt hệ thống cột thu sét trên kết cấu của trạm sẽ tận dụng được độ cao vốn có của
công trình nên sẽ giảm được độ cao của cột thu sét. Tuy nhiên đặt hệ thống thu sét trên các
thanh xà của trạm thì khi có sét đánh 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 sang các phần tử mang điện khi cách điện không đủ lớn. Do đó điều kiện để đặt
cột thu sét trên hệ thống các thanh xà trạm là mức cách điện cao và điện trở tản của bộ phận
nối đất nhỏ.
Đối với trạm ngoài trời từ 110kV trở lên do có cách điện cao nên có thể đặt cột thu sét
trên các kết cấu của trạm phân phối. 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 IS
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.
Nơi yếu nhất của trạm phân phối ngài trời điện áp 110kV trở lên là cuộn dây của máy
biến áp. Vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầu khoảng cách giữa
hai điểm nối đất trong hệ thống nối đất của cột thu sét và vỏ máy biến áp theo đường điện
phải lớn hơn 15m.
Khi bố trí cột thu sét trên xà của trạm ngoài trời 110kV trở lên cần chú ý nối đất bổ sung
ở chỗ nối các kết cấu trên có đặt cột thu sét vào hệ thống nối đất nhằm đảm bảo điện trở
khuếch tán không được quá 4Ω.
Khi dùng cột thu sét độc lập phải chú ý đến khoảng cách giữa cột thu sét đến các bộ
phận của trạm để tránh khả năng phóng điện từ cột thu sét đến vật được bảo vệ.
Việc lắp đặt các cột thu sét làm tăng xác suất sét đánh vào diện tích công trình cần bảo
vệ, do đó cần chọn vị trí lắp đặt các cột thu sét một cách hợp lý




-7-
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 sét thì các dây dẫn điện đến đèn
phải được cho vào ống chì và chèn vào.
1.2. phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét:
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét.
Cột thu sét là thiết bị không phải để tránh sét mà ngược lại dùng để thu hút phóng điện
sét về phía nó bằng cách sử dụng các mũi nhọn nhân tạo sau đó dẫn dòng điện sét xuống đất.
Sử dụng các cột thu sét với mục đích là để sét đánh chính xác vào một điểm định sẵn
trên mặt đất chứ không phải là vào điểm bất kỳ nào trên công trình. Cột thu sét tạo ra một
khoảng không gian gần cột thu sét (trong đó có vật cần bảo vệ), ít có khả năng bị sét đánh gọi
là phạm vi bảo vệ.
a. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập.
Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập là miền được giới hạn bởi mặt ngoài của
hình chóp tròn xoay có đường kính xác định bởi phương trình.
1,6
rX = (h − h X ) (1-1)
h
1+ X
h
Trong đó : h: độ cao cột thu sét.
hX: độ cao cần bảo vệ.
ha=h-hX: độ cao hiệu dụng cột thu sét.
rX: bán kính của phạm vi bảo vệ.
Để dễ dàng và thuận tiện trong tính toán thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệ dạng
dạng đơn giản hoá đường sinh của hình chóp có dạng đường gẫy khúc như hình sau:




-8-
a
0,2h
b
0,8h h

c
0,75h 1,5h




Rx




Hình 1.1: Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét.
Bán kính được tính toán theo công thức sau:
2 h
Nếu h X ≤ h thì rX = 1,5h(1 − x ) (1.2)
3 0,8h

2 h
Nếu h X > h thì rX = 0.75h(1 − x ) (1.3)
3 h
Các công thức trên chỉ đúng khi cột thu sét cao dưới 30m. Hiệu quả của cột thu sét cao trên
30m giảm đi do độ cao định hướng của sét giữ hằng số. Có thể dùng các công thức trên để
5,5
tính toán phạm vi bảo vệ nhưng phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh p = và trên hoành độ
h
lấy các giá trị 0,75hp và 1,5hp .
b. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao bằng nhau.
Phạm vi bảo vệ của hai hoặc nhiều cột thu lôi thì lớn hơn tổng phạm vi bảo vệ các cột
đơn cộng lại. Nhưng để 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 sét). Phần bên ngoài khoảng cách giữa
hai cột có phạm vi bảo vệ giống như của một cột. Phần bên trong được giới hạn bởi vòng
cung đi qua 3 điểm là hai đỉnh cột và điểm có độ cao h0 - phạm vi bảo vệ ở độ cao lớn nhất
giữa hai cột được xác định theo công thức:
a
h0 = h − (1.4)
7
Khoảng cách nhỏ nhất từ biên của phạm vi bảo vệ tới đường nối hai chân cột là rx0 và
được xác định như sau:




-9-
2 h
Nếu hx ≤ h0 thì r0 x = 1,5.h0 .(1 − x ) (1.5)
3 0,8h0

2 h
Nếu hx > h0 thì r0 x = 0,75.h0 .(1 − x ) (1.6)
3 h0

5,5
Khi độ cao của cột thu sét vượt quá 30m thì có các hiệu chỉnh hệ số p = ; trên
h
hoành độ lấy các giá trị 0,75hp và 1,5hp ; khi đó h0 tính theo công thức
a
h0 = h − (1.7)
7p




R

1 2

h
hx h0

0,75h a 1,5h



rox rx


Hình 1.2: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao giống nhau.




c. 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 cao (cột 1) và cột thấp (cột 2) riêng rẽ. Qua đỉnh cột thấp
(cột 2) vẽ đường thẳng ngang gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3 điểm này
được xem là đỉnh của một cột thu sét giả định. Cột 2 và cột 3 hình thành đôi cột có độ cao
bằng nhau và bằng h2 với khoảng cách a’. Bằng cách giả sử vị trí x có đặt cột thu lôi 3 có độ




-10-
cao h2. Điểm này được xem như đỉnh của một cột thu sét giả định. Ta xác định được các
khoảng cách giữa hai cột có cùng độ cao h2 là a' và x như sau:
1
0,2h1
2 3
0,2h2
h1
0,8h1
h2 0,8h2
ho




0,75h2 a' x 0,75h1

1,5h2 a 1,5h1

Hình 1.3: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
2 h2
Nếu h2 ≤ h1 ta có công thức : x = 1.5h1 (1 − )
3 0.8h1

2 h2
Nếu h2 > h1 ta có công thức: x = 0,75h1 (1 − ) (1.8)
3 h1
a' = a − x (1.9)
Phần còn lại giống phạm vi bảo vệ cột 1.
d. Phạm vi bảo vệ của một nhóm cột thu sét (số cột >2).
Để bảo vệ được một diện tích giới hạn bởi một đa giác thì độ cao của cột thu lôi phải
thoả mãn:
D ≤ 8 ha (1.10)
Trong đó: D là đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi các chân cột.
Nhóm cột tam giác có ba cạnh là a, b,c có: +
abc
D = 2R = 2 × (1.11)
4 p( p − a)( p − b)( p − c)

a+b+c
với p là nửa chu vi : p = (1.12)
2
Nhóm cột tạo thành hình chữ nhật:

D = a2 + b2 (1.13)
với a, b là độ dài hai cạnh hình chữ nhật. Độ
cao tác dụng của cột thu sét ha phải thoả mãn điều kiện:
D
ha ≥ (1.14)
8




-11-
a

a

D
c
b
b D




Hình1.4: Phạm vi bảo vệ của nhóm cột tạo thành tam giác và chữ nhật.




1.2.1. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét.
a. Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét.
Phạm vi bảo vệ của dây thu sét là một dải rộng. Chiều rộng của phạm vi bảo vệ phụ
thuộc vào mức cao hx được biểu diễn như sau :
a
0,2h
b
0,8h h

c a'
0,6h 1,2h


2bx




-12-
Hình1.5 : Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét.
Mặt cắt thẳng đứng theo phương vuông góc với dây thu sét tương tự cột thu sét ta có
các hoành độ 0,6h và 1,2h.
2 h
Nếu hx ≤ h thì bx = 1,2.h .(1 − x ) (1.15)
3 0,8h

2 h
Nếu hx > h thì bx = 0,6.h .(1 − x ) (1.16)
3 h
Khi độ cao cột lớn hơn 30m thì điều kiện bảo vệ cần được hiệu chỉnh theo p.
b. Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
Để phối hợp bảo vệ bằng hai dây thu sét thì khoảng cách giữa hai dây thu sét phải thoả
mãn điều kiện S ≤ 4h
Với khoảng cách trên thì dây có thể bảo vệ được các điểm có độ cao h0.
S
h0 = h − (1.17)
4
Phần ngoài của phạm vi bảo vệ giống phạm vi bảo vệ của một dây, còn phần bên trong
được giới hạn bởi vòng cung đi qua ba điểm là hai điểm treo dây thu sét và điểm có độ cao h0.

1 2
0,2h

0,8h h
ho


bx
0,6h S 1,2h
Hình 1.6: Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét.
1.3. phương án bảo vệ của hệ thống thu sét:
1.3.1. Phương án 1.
1.3.1.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét.
Ta bố trí các cột thu sét như sau:
Phía 220kV đặt 12 cột
Phía 110kV đặt 8 cột: Hai cột 15, 19, đặt trên xà cao 11 m;các cột 13, 14, 16, 17, 18,
20 được xây dựng.




-13-
19 20
1 2 3 4




5 6 7 8 17 18




15 16

9 10 11 12




N hμ § iÒu K hiÓn
13
14




Hình 1.7: Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét


1.3.1.2. Tính toán cho phương án 1
a). Tính độ cao tác dụng của cột thu sét:
Để tính được độ cao tác dụng ha của các cột thu sét ta cần xác định đường kính D của
đường tròn ngoại tiếp tam giác (hoặc tứ giác) qua ba (hoặc bốn) đỉnh cột. Để cho toàn bộ diện
D
tích giới hạn bởi tam giác (hoặc bốn) đó được bảo vệ thì phải thoả mãn điều kiện : ha ≥ .
8
phía 220kV:
NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 220kV
a b D ha ha.max
Loại cột Nhúm cột
(m) (m) (m) (m) (m)

1-2-6-5 34.00 35.30 49.01 6.13
Chữ nhật 6.13
5-6-9-10 34.00 34.00 48.08 6.01



Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là hx=16.5 m và hmax=6.13m.
Ta chọn ha=6.5 m Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 220 kV là :
h0 = hx + ha = 16.5 + 6.5 = 23(m)

phía 110kV:




-14-
NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 110kV

a b D ha ha.max
Loại cột Nhúm cột
(m) (m) (m) (m) (m)
17-18-19-
35,80 42,30 55,42 6,93
20
Chữ nhật 13-14-15- 6,93
35,80 29,30 46,26 5,78
16
15-16-17-
35,80 24,70 43,49 5,43
18
a b c p D ha ha.max
Nhúm cột
(m) (M) (m) (m) (m) (m) (m)

4-17-19 44,45 42,30 56,33 71,54 57,04 7,13
Tam giỏc
8-12-15 50,37 44,87 34,00 64,62 51,49 6,43 7,13

12-13-15 29,3 48,24 44,87 61,21 49,31 6,16


Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là hx=11m và hmax=7,13m. Ta chọn
ha=7.5 m. Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 110kV là :
h0 = hx + ha = 11 + 7.5 = 18,5( m)

b). Phạm vi bảo vệ của từng cột :
Phạm vi bảo vệ của các cột phía 220kV cao 23m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11m
2 11
Do h x = 11 < .23 = 15.33 vậy r010,5 = 1,5.23.(1 − ) = 13.88( m)
3 0,8.23
Bán kính bảo vệ ở độ cao 16.5m.
2 16.5
Do hx = 16.5 > .23 = 15.33 vậy r016.5 = 0,75.23.(1 − ) = 4.88(m)
3 23
Phạm vi bảo vệ của các cột phía 110kV cao 18,5m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11
2 11
Do h x = 11 < .18,5 = 12,33 vậy r07 = 1,5.18,5.(1 − ) = 7.13(m)
3 0,8.18,5
c). Phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên :
Ta chỉ xét đại diện các cột :




-15-
NHểM CỘT CẠNH NHAU
220kV
r0x
Cặp cột Độ cao cột a h0 2/3*h0
(m)
(m) (m) (m) (m)
hx=16.5
1-2 23,00 34.0 18.14 12.10 1.23
1-5 23,00 35.30 17.96 11.97 1.09
5-9 23,00 34.00 18.14 12.10 1.23
110kV
r0x
Cặp cột Độ cao cột a h0 2/3*h0
(m)
(m) (m) (m) (m)
hx=11
19-20 18,50 35.80 13.39 8.92 1.79
20-18 18,50 42.30 12.46 8.30 1.09
18-16 18,50 24.70 14.97 9.98 2.98
16-14 18,50 29.30 14.31 9.54 2.49
14-13 18,50 35.80 13.39 8.92 1.79
NHểM CỘT Cể ĐỘ CAO KHÁC NHAU
Cặp r0x
Độ cao cột a x a' h'o
cột (m)
(m) (m) (m) (m) (m)
hx=11
4-19 23-18.5 44.45 3.38 41.07 12.63 1.22
12-13 23-18.5 48.24 3.38 44.86 12.09 0.82


1.3.1.3. Phạm vi bảo vệ phương án 1.




-16-
19 20
1 2 3 4




5 6 7 8 17 18




15 16

9 10 11 12




Nhμ §iÒu KhiÓn
13
14




Hình 1.8: Phạm vi bảo vệ phương án 1
1.3.1.4. Kết luận:
Phương án bảo vệ thoả mãn yêu cầu đặt ra.
Tổng số cột: 20 cột trong đó có 12 cột 23 m , 8 cột 18.5 m.
Tổng chiều dài : 12.(23-16.5)+2.(18.5-11)+6.18,5=197.5 m.




1.3.2. Phương án 2.
1.3.2.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét.
Ta bố trí các cột thu sét như sau:
Phía 220kV đặt 9 cột:Sáu cột 1, 3, 4, 6, 7, 9 đặt trên xà ; 3 cột 2, 5, 8 được xây dựng.
Phía 110kV đặt 6 cột: Hai cột 12,14 đặt trên xà cao .Con lại bốn cột 10,11,13,15 được xây
dựng.




-17-
14 15
1 2 3




4 5 6

12 13




Nh Đ iÒu KhiÓn
7 8 9




10
11




Hình 1.9: Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét
1.3.2.2. Tính toán cho phương án 2
a). Tính độ cao tác dụng của cột thu sét:
phía 220kV:

NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 220kV

Loại Nhúm a b D ha ha.max
cột cột (m) (m) (m) (m) (m)
Chữ 1-2-4-5 51 35.3 62.02 8.86
nhật 2-5-6-3 51 35.3 62.02 8.86
9.17
4-7-8-5 51 39 64.20 9.17

5-6-8-9 51 39 64.20 9.17

Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là hx=16.5 m và hmax=9.17 m.
ta chọn ha=9.5m. Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 220kV là :
h0 = hx + ha = 16.5 + 9.5 = 26(m)

phía 110kV:

NHểM CỘT ĐỘC LẬP PHÍA 110kV

Loại a b D ha ha.max
Nhúm cột
cột (m) (m) (m) (m) (m)




-18-
12-13-15-
35.8 48.55 60.32 8.62
Chữ 14 8.62
nhật 10-11-13-
35.8 47.75 59.68 8.53
12
a b c p D ha ha.max
Nhúm cột
(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
3-14-12 44.45 48.55 60.45 76.73 61.21 7.65
Tam 9-10-12 46.39 54.77 47.81 74.49 57.89 7.23
7.65
giỏc 6-9-12 38.94 54.77 44.34 69.13 55.31 6.91
3-6-12 35.36 60.44 44.34 70.07 61.04 7.63


Từ bảng trên ta thấy độ cao lớn nhất cần bảo vệ là hx=11m và hmax=7.65m.
Ta chọn ha=8m. Do đó độ cao thực tế của các cột thu sét phía 110kV là :
h0 = h x + ha = 11 + 8 = 19( m)

b). Phạm vi bảo vệ của từng cột :
Phạm vi bảo vệ của các cột phía 220kV cao 26m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 16.5m.
2 16.5
Do hx = 16.5 < .26 = 17.33 vậy r016.5 = 1,5.26.(1 − ) = 8.06(m)
3 0,8.26
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11m.
2 11
Do h x = 11 < .26 = 17.33 vậy r011 = 1,5.26.(1 − ) = 18.38(m)
3 0,8.26
Phạm vi bảo vệ của các cột phía 110kV cao 19 m.
Bán kính bảo vệ ở độ cao 11 m.
2 11
Do h x = 11 < .19 = 12.67 vậy r016 = 1,5.19.(1 − ) = 7.88( m)
3 0,8.19
c). Phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên :



NHểM CỘT CẠNH NHAU

220kV
Cặp cột Độ cao cột a h0 2/3*h0 r0x
(m) (m) (m) (m) (m)




-19-
hx=16.5m
1-2 26 51 18.71 12.48 1.66
2-3 26 51 18.71 12.48 1.66
1-4 26 35.3 20.96 13.97 3.34
4-7 26 39 20.43 13.62 2.95
7-8 26 51 17.71 12.48 1.66
8-9 26 51 18.71 12.48 1.66

NHểM CỘT CẠNH NHAU

110kV
Cặp r0x
Độ cao cột a h0 2/3*h0
cột (m)
(m) (m) (m) (m)
hx=11m
10-11 19 35.8 13.89 9.26 2.16
11-13 19 47.75 12.18 8.12 0.88
13-15 19 48.55 12.06 7.04 0.80
15-14 19 35.8 13.89 9.26 2.16
NHểM CỘT Cể ĐỘ CAO KHÁC NHAU
Cặp r0x
Độ cao cột a x a' h'o
cột (m)
(m) (m) (m) (m) (m)
hx=11 m
3-14 26-19 44.45 5.25 39.20 13.40 1.80
9-10 26-19 48.24 5.25 42.99 12.86 1.40




1.3.2.3. Phạm vi bảo vệ của phương án 2:




-20-
14 15
1 2 3




4 5 6

12 13




N h Đ iÒu K hiÓn
7 8 9




10
11




Hình 1.10 Phạm vi bảo vệ phương án 2
1.3.2.4. Kết luận:
Phương án có phạm vi bảo vệ thoả mãn yêu cầu đặt ra.
Tổng số cột: 15 cột trong đó có 9 cột 26 m , 6 cột 19 m.
Tổng chiều dài cột: 9.(26-16.5)+2.(19-11)+4.19=177.5 m.
1.3.3. Phương án 3.
1.3.3.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét:
Phía 220kV có treo 3 dây chống sét C-70 khoảng cách giữa hai dây lần lượt là:
S14=35.3 m; S47=34 m.
S 35.3
Để bảo vệ toàn bộ xà trong trạm thì h ≥ h0 + = 16.5 + = 25.33(m) .
4 4
Do dây thu sét bị võng nên độ cao của cột treo dây phải tính đến độ võng của dây.
Độ võng của dây chống sét là f=4 m.
Vậy độ cao cột treo dây thu sét : h1 = h + f = 25.33 + 4 = 29.33( m)
Chọn độ cao của cột thu sét la h1= 29.5 (m)
Phía 110kV đặt 3 cột:
Khoảng cách giửa các dây thu sét là:S36=35.3 m;S6 10=43.15 m.
S 43.15
Để bảo vệ toàn bộ xà trong trạm thì h ≥ h0 + = 11 + = 21.79( m)
4 4
Tính đến độ võng của dây ta chọn độ cao treo dây của dây thu sét là:




-21-
h1 = h + f = 21.79 + 4 = 25.79(m)
Ta chọn h1 = 26 m.



1 3
2




4 5 6




Nhμ §iÒu K hiÓn
7
8
9




Hình 1.11 Sơ đồ mặt bằng bố trí cột thu sét và dây chống sét
1.3.3.2. Tính toán cho phương án 3
a.)Phạm vi bảo vệ của dây thu sét:
-Phía 220 kV
Tính cho hai vị trí cao nhất và thấp nhất.
Tại vị trí đầu cột:
Bảo vệ ở độ cao 16.5m:
2 2 16.5
Do h x = 16.5 < h = .29.5 = 19.67 thì bx = 1,2.29.5.(1 − ) = 10.65(m).
3 3 0,8.29,5
Bảo vệ ở độ cao 11m:
2 2 11
Do hx = 11 < h = .29.5 = 19.67 thì bx = 1,2.29,5.(1 − ) = 18.9( m).
3 3 0,8.29,5
Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:
S 35.3
h0 = h − = 29,5 − = 20.68m.
4 4
Tại vị trí thấp nhất:
h' = h − f = 29,5 − 4 = 25,5( m)
Bảo vệ ở độ cao 16.5 m:




-22-
2 2 16.5
Do hx = 16.5 < h = .25,5 = 17 t hì bx = 1,2.25,5.(1 − ) = 5.85(m).
3 3 0,8.25,5
Bảo vệ ở độ cao 11m:
2 2 11
Do hx = 11 < h = .25,5 = 17 thì bx = 1,2.25,5.(1 − ) = 14.1( m).
3 3 0,8.25,5
Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:


S 35.3
h0 = h'− = 25,5 − = 16,67(m)
4 4
-Phía 110 kv
Tại vị trí đầu cột:
Bảo vệ ở độ cao 11 m:
2 2 11
Do hx = 11 < h = .26 = 17,33 thì bx = 1,2.26(1 − ) = 14,7( m).
3 3 0,8.26
Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa hai dây:
S 43,15
h0 = h − = 26 − = 15,21m.
4 4
Tại vị trí thấp nhất:
h' = h − f = 26 − 4 = 22(m)
Bảo vệ ở độ cao 11 m:
2 2 11
Do hx = 11 < h = .22 = 14.67 t hì bx = 1,2.22.(1 − ) = 9.9(m).
3 3 0,8.22
b.)Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét:
Nhóm cột độc lập
-Phía 220 kV
Ta đặt cột thu sét bao biên có độ cao 29,5m.
2 11
Do hx = 11 ≤ .29,5 = 19,67 vậy r011 = 1,5.29,5.(1 − ) = 23,63(m)
3 0,8.29,5
2 16.5
Do h x = 16.5 ≤ .29,5 = 19,67 vậy r016.5 = 1,5.29,5.(1 − ) = 13,31( m)
3 0,8.29,5
-phía 110kV:
Ta đặt cột thu sét bao biên có độ cao 26 m.
2 11
Do hx = 11 ≤ .26 = 17,33 vậy r011 = 1,5.26.(1 − ) = 18,38(m)
3 0,8.26




-23-
c). Phạm vi bảo vệ của các cặp cột biên :

NHểM CỘT CẠNH NHAU

220kV
Độ cao r0x
Cặp cột a h0 2/3*h0
cột (m)
(m) (m) (m)
(m) hx=16.5m
1-4 29.50 35.30 24.46 16.3 5.97
4-7 29.50 34.00 24.64 16.43 6.11
NHểM CỘT CẠNH NHAU
110kV
Độ cao r0x
Cặp cột a h0 2/3*h0
cột (m)
(m) (m) (m)
(m) hx=11m
3-6 26.00 35.3 20.96 13.97 10.82
6-9 26.00 43.15 19.84 13.22 9.14




1.3.3.3. Phạm vi bảo vệ của phương án 3:




-24-
1 3
2




4 5 6




Nh ĐiÒu KhiÓn
7
8
9




Hình 1.12 Phạm vi bảo vệ phương án 3
1.3.3.4. Kết luận:
Phương án có phạm vi bảo vệ thoả mãn yêu cầu đặt ra.
Tổng số cột: 9 cột trong đó có 6 cột 29,5 m , 3 cột 26 m.
Tổng chiều dài cột: 6.(29.5-16.5)+3.(26-11)=123 m.
Tổng chiều dài dây thu sét :181,7.2+102+80.3=545.7m.
* NHận xét:
Cả ba phương án trên đều thoả mãn nhu cầu kỹ thuật đề ra. Qua tính toán ta thấy phương
án 2 có chiều dài cột tính toán nhỏ nhất do vậy chi phí xây dựng cũng nhỏ nhất vì vậy ta
chọn phương án 2 để thiết kế.




chương ii
Tính toán nối đất cho trạm
2.1. yêu cầu kỹ thuật khi nối đất trạm biến áp.

Nối đất là đem các bộ phận bằng kim loại có nguy cơ bị tiếp xúc với dòng điện (hư
hỏng cách điện) nối với hệ thống nối đất. Nhiệm vụ của nối đất là tản dòng điện xuống đất để



-25-
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. Tuỳ theo nhiệm vụ và hiệu quả mà hệ thống nối đất được chia
làm ba loại.
Nối đất làm việc.
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 làm việc đã được quy định sẵn.
+ Nối đất điểm trung tính máy biến áp.
+ 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.
Nối đất an toàn.
Có nhiệm vụ 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. Khi cách điện bị hư hỏng do lão hoá thì trên các bộ phận
kim loại sẽ có một điện thế nhưng do nối đất nên điện thế này có giá trị nhỏ không nguy hiểm
cho người tiếp xúc.
Nối đất chống sét.
Có tác dụng làm tản dòng điện sét vào trong đất khi sét đánh vào cột thu lôi hay đường
dây. Hạn chế hình thành và lan truyền của sóng quá điện áp do phóng điện sét gây nên. Nối
đất chống sét còn có nhiệm vụ hạn chế hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ trên cột điện và đất.
Nếu không, mỗi khi có sét đánh vào cột chống sét hoặc trên đường dây, sóng điện áp có khả
năng phóng điện ngược tới các thiết bị và công trình cần bảo vệ, phá huỷ các thiết bị điện và
máy biến áp
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 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 được trị số điện trở nối đất nhỏ thì rất tốn kém do vậy trong
tính toán ta phải thiết kế sao cho kết hợp được cả hai yếu tố là đảm bảo về kỹ thuật và hợp lý
về kinh tế.
Một số yêu cầu về kỹ thuật của điện trở nối đất:
Trị số điện trở nối đất của nối đất an toàn được chọn sao cho các trị số điện áp bước và
tiếp xúc trong mọi trường hợp đều không vượt quá giới hạn cho phép.



-26-
+ Đối với các thiết bị điện có điểm trung tính trực tiếp nối đất yêu cầu điện trở nối đất phải
thoả mãn: R ≤ 0,5Ω
250
+ Đối với các thiết bị có điểm trung tính cách điện thì: R ≤ Ω.
I tt
+ Đối với hệ thống có điểm trung tính cách điện với đất và chỉ có một hệ thống nối đất
125
dùng chung cho cả thiết bị cao áp và hạ áp thì: R ≤ Ω.
I tt
+ 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 ≤ 1Ω .
Thực tế dù RTN ≤ 0,5 Ω thì ta vẫn phải nối đất nhân tạo vì RTN có thể xảy ra biến động như
đất đây chống sét tại khoảng vượt gần trạm.
+ Trong khi thực hiện nối đất có thể tận dụng các hình thức nối đất sẵn có như các đường
ống và các kết cấu kim loại của công trình chôn trong đất...Việc tính toán điện trở tản của các
đường ống chôn trong đất hoàn toàn giống với điện cực hình tia.
+ Vì đất là môi trường không đồng nhất, khá phức tạp do đó điện trở suất của đất phụ
thuộc vào nhiều yếu tố: thành phần của đất như các loại muối, a xít ... chứa trong đất, độ ẩm,
nhiệt độ và điều kiện khí hậu. ở 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:
ρ TT = ρ do .K m (2.1)

Trong đó: ρtt: là điện trở suất tính toán của đất.
ρđo: điện trở suất đo được của đất.
Km: hệ số mùa của đất.
Hệ số Km phụ thuộc vào dạng điện cực và độ chôn sâu của điện cực.
2.2- Các số liệu dùng để tính toán nối đất.
Điện trở suất đo được của đất: ρ d = 80Ωm .

Điện trở nối đất cột đường dây: Rc1 = 9(Ω); Rc 2 = 16(Ω); Rc 3 = 23(Ω) .

Dây chống sét sử dụng loại C- 70 có điện trở đơn vị là: r0 = 2,38Ω / km .
Chiều dài khoảng vượt đường dây là: l = 290m . Phía 220 kv




-27-
l = 200m . Phía 110 kv
Điện trở tác dụng của dây chống sét trong một khoảng vượt là :
Rcs 220 = r0 .l = 2,38.290.10 −3 = 0,69(Ω) .

Rcs110 = r0 .l = 2,38.200.10 −3 = 0,476(Ω) .

Số lộ trong trạm: Phía 220 kv n = 5 .
Phía 110 kv n = 2 .




2.2.1. Nối đất an toàn.
Cho phép sử dụng nối đất an toàn với nối đất làm việc thành một hệ thống.Điện trở nối
đất của hệ thống là :
R NT .RTN
R HT = R NT // RTN = ≤ 0,5Ω . (2.2)
R NT + RTN
Trong đó : RTN: điện trở nối đất tự nhiên.
RNT: điện trở nối đất nhân tạo R NT ≤ 1Ω .
a) Điện trở nối đất tự nhiên.
Nối đất tự nhiên của trạm là hệ thống chống sét đường dây và cột điện 110kV và 220kV
tới trạm.
1 Rc
Ta có công thức sau: RTN = . . (2.3)
n 1 Rc 1
+ +
2 Rcs 4

Trong đó : n: số lộ dây.
Rcs: điện trở tác dụng của dây chống sét trong một khoảng vượt.
Rc : điện trở nối đất của cột điện.
-Phía 220 kv
1 9
RTN 220 _ 1 = . = 0,434(Ω) .
5 1 9 1
+ +
2 0,69 4

1 16
RTN 220 _ 2 = . = 0,599(Ω)
5 1 16 1
+ +
2 0,69 4




-28-
1 23
RTN 220 _ 3 = . = 0,73(Ω)
5 1 23 1
+ +
2 0,69 4


-Phía 110 kv
1 9
RTN 110 _ 1 = . = 0,922(Ω) .
2 1 9 1
+ +
2 0,476 4

1 16
RTN 110 _ 1 = . = 1,265(Ω)
2 1 16 1
+ +
2 0,476 4

1 23
RTN 110 _ 1 = . = 1,539(Ω)
2 1 23 1
+ +
2 0,476 4


RTN_1 = (RTN220_1) // (RTN110_1) = 0,295 (Ω) .
RTN_2 = (RTN220_2) // (RTN110_2) = 0,431 (Ω) .
RTN_3 = (RTN220_3) // (RTN110_3) = 0,495 (Ω) .


Ta thấy các giá trị điện trở RTN τ ds

Biên độ dòng điện sét được quy định là I = 150 kA .
Độ dốc của dòng sét là a = 30kA / μs .




-35-
I 150
Thời gian đầu sóng là τ ds = = = 5( μs )
a 30


Is(A )




I = a.

t( s )

Tổng trở xung kích của hệ thống nối đất nhân tạo là:

1 ⎡ 2.T1 ∞ 1 ⎞⎤
τ
⎛ − ds
Z (0,τ ds ) = ⎢1 + .∑ ⎜1 − e TK ⎟⎥ (2.17)
G.l ⎢ τ ds k =1 k 2 ⎜ ⎟⎥
⎣ ⎝ ⎠⎦
Do coi mạch vòng là sự ghép song song của hai tia nên:

1 ⎡ 2.T1 ∞ 1 ⎞⎤
τ
⎛ 1 − ds
Z (0,τ ds ) MV = ⎢1 + .∑ ⎜ − e TK ⎟⎥ (2.18)
2.G.l ⎢ τ ds k =1 k 2 ⎜k2 ⎟⎥
⎣ ⎝ ⎠⎦
Để xác định được Z∑(0,τds) ta xét chuỗi số sau:

1 1 1 1 π2
∑ k2 1 2
k =1
= 2 + 2 + ... + 2 + ... =
k 6
= 1,645 (2.19)

τ ds τ ds τ ds
τ ds − − −
T1 T2

1 − TK e e e TK
∑ k2
k =1
.e = 2 + 2 + ... + 2 + ...
1 2 k
(2.20)

Trong dãy số này ta chỉ xét đến số hạng chứa e-4, từ số e-5 trở đi có giá trị rất nhỏ so với các số
hạng trước nên ta có thể bỏ qua. ta tính đến k sao cho:
τ ds
≥4 (2.21)
TK

τ ds τ ds 4.T1 T1
= ≥ 4 hay k 2 ≥ ; k ≥ 2.
TK T1 τ ds τ ds
k2
L.G.l 2 2,07.3,46.10 −3.312,5 2
T1 = = = 70,93( μs )
π2 π2
T1 70,93
k ≥ 2. = 2. = 7,53
τ ds 5




-36-
Ta lấy giá trị k từ 1-8:
K 1 2 3 4 5 6 7 8
2
K 1 4 9 16 25 36 49 64
70.9393 17.7348 7.8821 4.4337 2.8375 1.9705 1.4477 1.1084
TK
5 4 5 1 7 4 4 3
τ ds
TK 0.6343 1.1277 1.7620 2.5373 3.4536 4.5109
0.07048 0.28193 4 2 7 8 5 0
τ ds

TK 0.5302 0.3237 0.1716 0.0790 0.0316 0.0109
e
0.93194 0.75433 8 7 9 7 3 9
τ ds

TK
e 0.0589 0.0202 0.0068 0.0022 0.0006 0.0001
0.93194 0.18858
K 2 2 4 7 0 5 7

∞ τ ds
1 −
Bảng 2.2: Bảng tính toán chuỗi số ∑ 2 .e TK
k =1 k

Ta có
∞ τ ds
1 −
∑ k 2 .e TK = 1,2
k =1

Vậy:
1 ⎡ 2.70,93 ⎤
Z (0, τ ds ) MV = −3 ⎢1 + .(1,645 − 1,2)⎥ = 6,3(Ω)
2.3,46.10 .312.5 ⎣ 5 ⎦
Do máy biến áp là phần tử yếu nhất nên ta chỉ cần kiểm tra với máy biến áp. Khi có dòng
điện sét đi vào nối đất để đảm bảo an toàn phải thoả mãn điều kiện:
U d = I .Z XK (0,τ ds ) < U 50% MBA (2.22)
Trong đó I: Biên độ của dòng sét.
ZXK(0,τds): Tổng trở xung kích ở đầu vào nối đất của dòng điện sét.
U50%MBA : Điện áp 50% của máy biến áp.
110 220
Ta có U 50% =460kV; U 50% = 900 kV. Vậy lấy U50%MBA = 460 kV.
Kiểm tra điểu kiện:
110
U d = 150.6,3 = 945( kV ) > U 50% =460 kV.

Có U d > U 50% MBA vậy cần phải tiến hành nối đất bổ sung.

2.2.3. Nối đất bổ sung.
Trong nối đất bổ sung ta sử dụng dạng nối đất tập trung gồm thanh và cọc tại chõn cỏc
cột thu sột. Do việc xỏc định Zbs bằng lý thuyết lại rất khú khăn nờn ta chọn hỡnh thức nối đất
bổ sung như sau:




-37-
Chọn thanh nối đất bổ sung là loại thộp dẹt cú:
Chiều dài lT = 12(m).
Bề rộng bT = 0,04(m).
Dọc theo chiều dài thanh cú chụn 3 cọc trũn cú:
Chiều dài cọc lcọc = 3(m).
Đường kớnh d = 0,04(m).
Khoảng cỏch giữa hai cọc a = 6(m).
Độ chụn sõu t = 8(m).
Nối đất được tớnh toỏn cho chống sột nờn ta lấy hệ số kmựa như sau:
Đối với thanh ngang chụn sõu t = 0,8(m); kmựa = 1,2.
Đối với cọc dài 3m chụn sõu t = 0,8(m); kmựa = 1,15.
Sơ đồ nối đất của hệ thống khi cú nối đất bổ sung như sau:




lT t=0,8m

a
lcọc



Hình 2.4: Sơ đồ nối đất bổ sung.
Điện trở thanh
Cụng thức sử dụng để tớnh toỏn:
ρ tt .T k .l 2 T
RT = . ln (2.23)
2 .π .l T t .d T
Trong đú:
l: chiều dài của thanh l = 12(m).
t: độ chụn sõu của thanh làm tia t = 0,8(m)
ρtt.T: điện trở suất tớnh toỏn của đất đối với thanh làm tia chụn ở độ sõu t
ρ tt .T = ρ o .k mua = 80.1,2 = 96(Ω.m)
d: đường kớnh thanh làm tia. Chọn thanh dẹt cú bề rộng b = 0,04(m) nờn:
d = b 2 = 4.10 −2 2 = 2.10 −2 (m)
k: hệ số hỡnh dỏng lấy k = 1 do nối đất là tia ngang.




-38-
Vậy điện trở của thanh bổ sung là:
96 1.12 2
RT = . ln = 11,59(Ω)
2.π .12 0,8.0,02
Điện trở cọc
ρ ttC ⎡ 2.l coc 1 4.t '+l coc ⎤
RC = .⎢ln + . ln ⎥ (2.24)
2.π .l coc ⎣ d 2 4.t '−l coc ⎦

Trong đú :
ρttC: điện trở suất của đất đối với cọc chụn ở độ sõu t=0,8(m).
ρ ttC = ρ o .k mua = 80.1,15 = 92(Ω.m)
d: đường kớnh của cọc: d = 0,04m .
l coc 3
t' = + t = + 0,8 = 2,3(m)
2 2
Điện trở bổ sung của cọc là:
92 ⎡ 2.3 1 4.2,3 + 3 ⎤
RC = ln + . ln = 26,1(Ω)
2.π .3 ⎢ 0,04 2 4.2,3 − 3 ⎥
⎣ ⎦
Điện trở bổ sung
Cụng thức sử dụng để tớnh toỏn:
RT .RC
Rbs = (2.25)
RT .ηC .n + RC .ηT
Trong đú:
n: số cọc
ηT,ηC: hệ số sử dụng của thanh và cọc.
Với n=3; lcọc = 3(m); a=6(m); a/l=2.
Tra bảng 3 phần phụ lục(trang 82) sỏch hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp ta được: ηC=0,87. Tra
bảng 5 phần phụ lục(trang 84) sỏch hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp ta được: ηT=0,89.
Điện trở bổ sung là:
11,59.26,1
Rbs = = 5,65(Ω)
11,59.0,87.3 + 26,1.0,89
Tổng trở của hệ thống khi cú nối đất bổ sung
Ta cú cụng thức tớnh tổng trở xung kớch khi cú nối đất bổ sung như sau




-39-
2
X K τ ds
Rbs .RNT ( set ) ∞ 2.RNT ( set ) − .
Z XHbs (0,τ ds ) = +∑ .e π 2 T1
Rbs + RNT ( set ) RNT ( set ) 1
k =1
+ (2.26)
2
Rbs cos X K
= A+ B
Trong đú:
2
X τ ds
Rbs .RNT ( set ) 5,65.0,462 ∞ 2 . R NT ( set ) K
.
A=
Rbs + RNT ( set )
=
5,65 + 0,462
= 0,43(Ω) B= ∑
k =1
R NT ( set ) 1
.e π2 T1


+ 2
R bs cos X K
Xột chuỗi số
2
X τ ds
∞ 2 . R NT ( set ) −
K
.
B = ∑ k =1
R NT ( set ) 1
.e π2 T1


+ 2
R bs cos XK
Tương tự như trờn ta chỉ xột đến số hạng e -4 với
T1 = 70,93μs và τds = 5μs
Ta tớnh đến Xk sao cho:
X 2
τ
k
. ds
≥ 4
π 2
T1

T1 70,93
X K ≥ 2.π . = 2.π . = 23,66
τ ds 5

Trong đú XK là nghiệm của phương trỡnh:
R NT ( set )
tgX K = − .X K
Rbs
0, 462
=− . X K = − 0,08 . X K
5,65
Giải phương trình trên bằng phương pháp đồ thị và xác định được nghiệm như sau :
X1=2,91; X2=5,85; X3= 8,81; X4= 11,81; X5 = 14,84; X6 = 17,89
X7 = 20,96; X8 = 24,04; X9 = 27,14




-40-
Hình 2 – 7: Đồ thị xác định nghiệm phương trình tgXk = - 0,08.Xk.


Ta thấy X7 = 24,04 >23,66 lên ta chỉ xét đến X7
Ta có T1 = 70,93(μs); Rbs = 5,65 (Ω); RMVS = 0,462 (Ω).
k 1 2 3 4 5 6 7
Xk 2.8874 5.802 8.7573 11.7529 14.7812 17.8359 20.96
cos(Xk) -0.96787 0.886447 -0.78539 0.686981 -0.60043 0.528761 -0.51383
1
cos 2 X k 1.067503 1.272608 1.621192 2.118903 2.773842 3.576686 3.787517

R MVS 1
+ 1.149273 1.354377 1.702962 2.200673 2.855612 3.658456 3.869287
Rbx cos 2 X k
2
⎛X ⎞ τ
−⎜ K ⎟ . ds
e ⎝ π ⎠ T1 0.942135 0.786095 0.577929 0.372478 0.209702 0.102856 0.043241

BK 0.757464 0.536299 0.313575 0.156393 0.067854 0.025978 0.010326
Bảng 2.3: Bảng tính toán chuỗi số
2
X τ ds
∞ 2 . R NT ( set ) −
K
.
B = ∑
k =1
R NT ( set ) 1
.e π2 T1
=1,85
+
R bs cos 2 X K
Tổng trở xung kích là :
Z XK (0, τ ds ) = A + B = 0,43 + 1,85 = 2,28(Ω )

Điện áp khi có dòng điện đi vào nối đất tại thời điểm dòng điện sét đạt giá trị cực đại là:
U max = I .Z XK (0, τ ds ) = 150.2,28 = 342(kV )

Ta thấy U max = 342 kV < U 50% MBA = 460 kV thoả mãn yêu cầu.




-41-
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản