ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP
Sinh viên : PHÙNG HUY ĐIỀM H7 HỆ THỐNG ĐIỆN 1
Thiết kế hệ thống chống sét cho một trạm biến áp và
đường dây cao áp dẫn tới trạm.
MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HIỆN TƯỢNG SÉT Ở VIỆT NAM.
Qua việc nghiên cứu giông sét và các biện pháp bảo vệ chống sét cho các
công trình, thiết bị đã có lịch sử từ lâu đời. Ngày nay người ta đã tìm ra được
những biện pháp, những hệ thống thiết bị và những kỹ thuật tiên tiến để
phòng chống sét một cách hữu hiệu và an toàn. Tuy nhiên giông sét là hiện
tượng tự nhiên. Mật độ, thời gian và cường độ sét mang tính ngẫu nhiên cho
nên việc nghiên cứu chống sét là rất quan trọng đối với các công trình.
Ở những vùng khác nhau, do điều kiện khí hậu và thiết bị kỹ thuật khác
nhau nên các đặc điểm về giông sét gây ra những tác hại khác nhau. Tuỳ theo
từng vùng mà có những biện pháp thích hợp để phòng chống sét có hiệu quả.
A.Tình hình giông sét ở việt nam:
Theo đề tài KC-03-07 của Viện năng lượng trong một năm số ngày
giông trên Miền bắc nước ta thường giao động trong khoảng từ 70 đến 110
ngày và số lần giông từ 150 đến 300 lần, như vậy vào mùa mưa trung bình
một ngày có thể xảy ra từ 2 đến 3 cơn giông.
Vùng giông nhiều nhất trên Miền Bắc là vùng Tiên Yên, Móng Cái; Tại
đây hàng năm có từ 100 đến 110 ngày, tháng nhiều giông nhất là các tháng
VII, VIII có tới 25 ngày/ tháng.
Một số vùng khác có địa hình chuyển tiếp giữa cồng bằng số lần giông
cũng nhiều tới 200 lần với số ngày giông khoảng trên 100 ngày, các vùng còn
lại từ 150 đến 200 cơn giông mỗi năm tập chung khoảng 90 đến 100 ngày.
Nơi ít giông nhất là vùng Quảng Bình hàng năm chỉ có 80 ngày giông.
Xét về dạng diễn biến của mùa giông trong năm ta thấy mùa giông không
ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP
Sinh viên : PHÙNG HUY ĐIỀM H7 HỆ THỐNG ĐIỆN 2
hoàn toàn đồng nhất giữa các vùng. Nói chung ở Bắc Bộ mùa mưa bão tập
chung khoảng từ tháng 5 đến tháng 9. ở phía tây Bắc Bộ mùa giông tập trung
trong khoảng từ đầu tháng 4 đến tháng 8. Ở các nơi khác thuộc Bắc Bộ tháng
5, tháng 9 ở Hà Tĩnh, Quảng Bình .
Vùng Duyên hải trung bộ ở phần phía bắc đến Quảng Ngãi là khu vực
tương đối nhiều giông trong tháng 4 và từ tháng 5 đến tháng 8. Số ngày giông
tập trung xấp xỉ 10 ngày/tháng. Tháng nhiều giông nhất (tháng 5 ) quan sát
được 12 đến 15 ngày. Những tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa
(tháng 10) mỗi tháng chỉ gặp từ 2 đến 5 lần giông. Phía nam Duyên Hải trung
bộ (từ Bình định trở vào) là khu vực ít giông nhất thường chỉ có tháng 5 số
ngày giông chỉ xấp xỉ hoặc lớn hơn 10 ngày (Tuy hoà 10 ngày, Nha Trang 8
ngày, Phan Thiết 13 ngày) còn các tháng khác của mùa đông mỗi tháng chỉ
quan sát được từ 5 đến 7 ngày giông.
Miền Nam cũng khá nhiều giông hàng năm trung bình quan sát được từ
40 đến 50 ngày đến trên 100 ngày tuỳ từng nơi. Khu vực nhiều giông nhất là
vùng đồng bằng Nam Bộ số ngày giông trung bình hàng năm lên tới 120 đến
140 ngày (Sài Gòn 138 ngày, Hà Tiên 129 ngày).
ở Bắc Bộ chỉ vào khoảng 100 ngày. Mùa giông ở Nam bộ từ tháng 4 đến
tháng 11, trừ tháng đầu mùa là tháng 4 tháng cuối mùa là tháng 11 số ngày
giông trung bình là 10 ngày trên mỗi tháng còn các tháng 5 tháng 6 đến tháng
10 mỗi tháng quan sát trung bình gặp trên 20 ngày giông (sài gòn 22 ngày, Hà
Tiên 23 ngày).
Tây Nguyên mùa giông thường chỉ có 2, 3 tháng số ngày giông đạt tới
10 đến 15 ngày đó là các tháng 4, tháng 5 và tháng 9. Tháng cực đại (tháng 5)
trung bình quan sát được chừng 15 ngày giông. ở bắc Tây Nguyên 10 đến 12
ngày, nam Tây Nguyên (P Lây Cu 17 ngày Kon Tum 14 ngày, Đà Lạt 10
ngày) còn các tháng khác trong mùa đông mỗi tháng trung bình từ 5 đến 7
ngày giông.
ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP
Sinh viên : PHÙNG HUY ĐIỀM H7 HỆ THỐNG ĐIỆN 3
Qua số liệu khảo sát ta thấy rằng tình hình giông sét trên ba miền khác
nhau, những vùng lân cận lại có mật độ giông sét tương đối giống nhau.
Kết quả nghiên cứu đề tài KC-03-07 người ta đã lập được bản đồ phân
vùng giông toàn Việt nam có thể phân thành 5 vùng 147 khu vực. Các thông
số cho ghi ở bảng 1.
Bảng 1 :
Vùng
Ngày giông
trung bình
(ngày/năm)
Giờ giông
trung bình
(giờ/năm)
Mật độ
sét trung
bình
Tháng
giông
cực đại
1. Đồng bằng ven biển Miền
Bắc
81,1 215,6 6,47 8
2. Miền núi trung du Miền
Bắc
61,6 219,1 6,33 7
3. Cao nguyên Miền Trung 47,6 126,21 3,31 5;8
4. Ven biển Miền Trung 44,0 95,2 3,55 5;8
5. Đồng bằng Miền Nam 60,1 89,32 5,37 5;9
Từ các số liệu về ngày giờ giông số lượng đo lường nghiên cứu đã thực
hiện qua các giai đoạn có thể tính toán đưa ra các số liệu dự kiến về mật độ
phóng điện xuống các khu vực (bảng 2)
Bảng 2 :
Số
ngày
giông
Khuvực
đồng bằng ven
biển miền bắc
Khuvực miền
núi trung du
miền bắc
Khu vực
cao nguyên
miền trung
Khu vực
ven biển
miền trung
Khu vực
đồng bằng
miền nam
20 ÷ 40 2,43 ÷ 4,68 2,1
÷
4,2 1,2
÷
2,4 1,22 ÷ 2,44 1,26
÷
2,52
4o ÷ 60 4,86 ÷ 7,92 4,2
÷
6,3 2,4
÷
3,6 2,44 ÷ 3,65 2,52
÷
3,78
60 ÷ 80 7,92 ÷ 9,72 6,3
÷
8,4 3,6
÷
4,8 3,65 ÷ 4,87 3,78
÷
5,04
80 ÷
100
9,72 ÷ 12,1 8,4
÷
10,5 4,8
÷
6,0 4,87 ÷ 6,09 5,04
÷
6,3
100 ÷
120
12,15÷14,58 10,5
÷
12,6 6,0
÷
7,2 6,09 ÷ 7,31 6,3
÷
5,76
ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP
Sinh viên : PHÙNG HUY ĐIỀM H7 HỆ THỐNG ĐIỆN 4
Qua nghiên cứu ở trên ta thấy Việt Nam là nước có số ngày giông nhiều
và mật độ phóng điện lớn cho nên dòng sét cũng gây nên những thiệt hại đáng
kể cho lưới điện và các công trình xây dựng ở Việt Nam
B. Ảnh hưởng của giông sét
Ở Việt Nam trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nước KC-03-07 đã lắp đặt
các vật ghi sét và bộ ghi tổng hợp trên các đường dây tải điện trong nhiều
năm liên tục. Kết quả thu thập tình hình sự cố lưới điện 220kV Miền Bắc từ
năm 1987÷1992 (bảng 3 )
Bảng 3 :
Loại sự cố
năm
Dưới 220KV ĐDK phả lại ÷ Hà đông
Tổng số Vĩnh cửu Tổng số Vĩnh cửu Do sét
1987 2 1 2 1 1
1988 5 2 5 2 1
1989 24 3 6 2 1
1990 25 4 2 1 1
1991 30 2 3 1 1
1992 19 4 4 4 3
Tổng số 106 16 38 11 8
Trong tổng số sự cố vĩnh cửu của đường dây không 220 kV Phả Lại ÷
Hà Đông nguyên nhân do sét là 8/11 chiếm 72,7%. Sở dĩ lấy kết quả sự cố
của đường dây Phả Lại ÷ Hà Đông làm kết quả chung cho sự cố lưới điện
Miền Bắc vì đây là đường dây quan trọng của Miền Bắc vì sự cố đường dây
này ảnh hưởng rất lớn đến tình hình chuyên tải điện của Miền Bắc.
Kết luận : Qua những nghiên cứu tình hình giông sét ở Việt Nam và
những tác hại của sét gây nên đối với lưới điện, cho nên việc bảo vệ chống sét
cho đường dây điện và các trạm biến áp là không thể thiếu được khi thiết kế
ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP
Sinh viên : PHÙNG HUY ĐIỀM H7 HỆ THỐNG ĐIỆN 5
lưới điện. Vì vậy việc đầu tư nghiên cứu chống sét là cần thiết để nâng cao độ
tin cậy trong vận hành lưới điện ở nước ta.
CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH
TRỰC TIẾP
1.1 :Giới thiệu chung.
Khi các thiết bị điện của trạm phân phối điện ngoài trời bị sét đánh trực
tiếp thì sẽ gây những hậu quả ngiêm trọng : gây nên hư hỏng các thiết bị điện,
dẫn đến việc ngừng cung cấp điện toàn bộ trạm trong một thời gian dài làm
ảnh hưởng đến việc sản xuất điện năng và các ngàng kinh tế quốc dân khác.
Hiện nay để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho công trình thường
dùng các hệ thống thu sét như: cột thu sét, dây thu sét. Hệ thống thu sét gồm
các bộ phận thu sét (kim, dây ), bộ phận nối đất và các dây dẫn liên hệ hai bộ
phận với nhau. Cột thu sét có thể đặt độc lập hoặc trong những điều kiện cho
phép có thể đặt trên các kết cấu của trạm và nhà máy.
Thông thường để giảm vốn đầu tư và để tận dụng các độ cao ở các trạm
biến áp người ta có thể đặt cột thu sẻt trên các xà đỡ, các cột đèn chiếu sáng,
trên mái nhà... Cột thu lôi độc lập thường đắt hơn nên chỉ dùng khi không thể
tận dụng các độ cao khác.
Nếu đặt cột thu lôi trên các kết cấu trạm phân phối điện ngoài trời và
dùng dây chống sét để bảo vệ cho đoạn dây dẫn nối từ xà cuối cùng của trạm
đến cột đầu tiên của đường dây thì chúng sẽ được nối đất chung vào hệ thống
nối đất của trạm.Vì vậy khi sét đánh vào thu lôi hay đoạn dây chống sét ấy thì
toàn bộ dòng điện sét sẽ đi vào hệ thống nối đất của trạm và do đó làm tăng
thế các thiết bị được nối đất chung với hệ thống nối đất của trạm. Độ tăng thế
đó lớn thì có thể gây nguy hiểm cho các thiết bị, do vậy chỉ trong điều kiện