LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
đề tài : “HIỆN TƯỢNG DÔNG SÉT VÀ
ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN HỆ
THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM”
SVTH: Trần Tử Bình
đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 1
MỤC LỤC
Chương 1 : HIỆN TƯỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT
ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM..................................................................... 4
1.1 - HIỆN TƯỢNG DÔNG SÉT .......................................................................... 4
1.1.1 - Khái niệm chung:....................................................................................... 4
1.1.2 - Tình hình dông sét ở Việt Nam:................................................................. 6
1.2- ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN H.T.Đ VIỆT NAM:.......................... 9
chương2: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐƯỜNG DÂY......... 10
2.1- LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN............................................................................ 10
2.1.1- Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét..................................................... 10
2.1.2- Xác suất phóng điện sét và số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây. . 12
2.1.2.1 - Các số liệu chuẩn bị cho tính toán. ...................................................... 14
2.1.2.2 - Xác định độ treo cao trung bình của dây chống sét và dây dẫn. ......... 14
2.1.2.3- Tổng trở sóng của dây chống sét và dây dẫn. ....................................... 15
2.1.2.4 - Hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn chống sét với các dây pha.................... 16
2.1.2.5- Góc bảo vệ của chống sét. ..................................................................... 18
2.1.2.6- Số lần sét đánh vào đường dây.............................................................. 18
2.2 - TÍNH SUẤT CẮT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110KV DO SÉT ĐÁNH VÒNG QUA
DÂY CHỐNG SÉT VÀO DÂY DẪN. ................................................................... 18
2.3- TÍNH SUẤT CẮT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110KV DO SÉT ĐÁNH VÀO
KHOẢNG VƯỢT................................................................................................. 22
2.3.1- Phương pháp xác định Vpđ. ..................................................................... 22
2.3.2- Trình tự tính toán...................................................................................... 24
2.3.3- Tính suất cắt tổng do sét đánh vào khoảng vượt đường dây tải điện
110kV................................................................................................................... 30
đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 2
2.4- TÍNH SUẤT CẮT CỦA ĐƯỜNG DÂY110KV DO SÉT ĐÁNH VÀO ĐỈNH
CỘT HOẶC LÂN CẬN ĐỈNH CỘT. ................................................................... 30
2.4.1- Lý thuyết tính toán. ................................................................................... 31
2.4.1.1- Các thành phần điện áp giáng trên điện trở và điện cảm của cột do
dòng điện sét đi trong cột gây ra. ....................................................................... 32
2.4.1.2-Thành phần điện của điện áp cảm ứng................................................... 35
2.4.1.3-Thành phần từ của điện áp cảm ứng:..................................................... 35
2.4.1.4-Xác định suất phóng điện Vpđ : ............................................................... 36
2.4.2-Trình tự tính toán....................................................................................... 36
2.4.2.1- Điện áp giáng trên chuỗi cách điện của pha A. .................................... 36
2.4.2.2 - Điện áp giáng trên chuỗi cách điện của pha B; C. .............................. 39
2.4.2.3- So sánh điện áp giáng trên chuỗi cách điện pha A và pha B. ............... 40
2.4.3-Tính xác suất phóng điện........................................................................... 41
2.5- TÍNH SUẤT CẮT TỔNG DO SÉT ĐÁNH VÀO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
110KV. ................................................................................................................. 43
2.6- TÍNH CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN110KV HÀ
ĐÔNG –PHỦ LÝ – NINH BÌNH. ..................................................................... 43
Chương 3 BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP ...................................... 44
TRẠM BIẾN ÁP 110/35 KV. ............................................................................... 44
3.1-KHÁI NIỆM CHUNG. .................................................................................. 45
3.2- CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT KHI TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHỐNG SÉT
ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP......................................................... 45
3.3- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CỘT THU LÔI. ..... 46
3.3.1- Các công thức sử dụng để tính toán. ........................................................ 46
3.3.2- Các số liệu dùng để tính toán thiết kế cột thu lôi bảo vệ trạm biến áp
110/35kV.............................................................................................................. 49
đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 3
3.3.3- Trình tự tính toán...................................................................................... 49
3.3.3.1- Phương án 1........................................................................................... 50
3.3.3.2- Phương án 2........................................................................................... 61
3.4 -KẾT LUẬN................................................................................................... 66
Chương 4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM 110/35 KV................................ 67
4.1- GIỚI THIỆU CHUNG VÀ MỘT SỐ VẦN ĐỀ KỸ THUẬT KHI TÍNH TOÁN
NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP. ................................................................................. 67
4.2- CÁC SỐ LIỆU DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT. .................................... 70
4.3- TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN. ............................................................................ 70
4.3.1- Điện trở nối đất tự nhiên. ......................................................................... 71
4.3.2- Điện trở nối đất nhân tạo. ........................................................................ 71
4.3.3- Tính nối đất nhân tạo của trạm 110kV..................................................... 71
4.4- TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT.......................................................... 76
4.4.1- Dạng sóng tính toán của dòng điện sét. ................................................... 77
4.4.2- Yêu cầu kiểm tra. ...................................................................................... 77
4.4.3- Tính toán lại trị số điện trở nhân tạo theo yêu cầu nối đất chống sét...... 78
4.4.4- Tính tổng trở đầu vào của nối đất chống sét Z(0;
τ
đ.s)............................. 79
4.5- KẾT LUẬN................................................................................................... 82
đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Trần Tử Bình - HTĐ.K35 Trang 4
Chương 1 : HIỆN TƯỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG
SÉT ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng bao gồm NMĐ -
đường dây - TBA và các hộ tiêu thụ điện. Trong đó có phần tử có số lượng lớn
và khá quan trọng đó là các TBA, đường dây. Trong quá trình vận hành các
phần tử này chịu ảnh hưởng rất nhiều sự tác động của thiên nhiên như mưa, gió,
bão và đặc biệt nguy hiểm khi bị ảnh hưởng của sét. Khi có sự cố sét đánh vào
TBA, hoặc đường dây nó sẽ gây hư hỏng cho các thiết bị trong trạm dẫn tới
việc ngừng cung cấp điện và gây thiệt hại lớn tới nền kinh tế quốc dân.
Để nâng cao mức độ cung cấp điện, giảm chi phí thiệt hại và nâng cao độ an
toàn khi vận hành chúng ta phải tính toán và bố trí bảo vệ chống sét cho HTĐ.
1.1 - HIỆN TƯỢNG 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 tích điện và phóng điện giữa các đám mây tích điện 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.
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 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