Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA 220/110 kV

Chia sẻ: Nguyễn Trung Kiên | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

256
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA 220/110 kV là bài tập hay mời các bạn tham khảo để nắm được kiến thức lý thuyết về cách xác định phạm vi bảo vệ cuả cột thu sét, biết cách tính toán phạm vi bảo vệ và bán kính bảo vệ cột thu lôi,... Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA 220/110 kV

Bài 1: Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA 220/110 kV I, Số liệu ban đầu * Phía TBA Trạm phân phối 220kV có diện tích: 100m2 Trạm phân phối 110kV có diện tích:80 m2 * Điện trở suất của đất: = 100Ωm * Dây dẫn Dây dẫn: ACO240 Dây chống sét: C50 * Chiều dài khoảng vượt Phía 220kV: l= 200m Phía 110kV: l=200m * Khi tính nối đất chọn Rc=6Ω II, Nội dung bài tập A, Lý thuyết chung 1, Cách xác định phạm vi bảo vệ cuả cột thu sét 1.1, Phạm vi bảo vệ của một cột hu sét Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét là hình chóp tròn xoay cso đường sinh dạng hyperbol. Ở độ cao hx, rx được xác định: rx= 1.6h
Trong đó: rx bán kính phạm vi bảo vệ h chiều cao CTS hx chiều cao của vật được bảo vệ p hệ số phụ thuộc vào h ha= hhx : độ cao hiệu dụng của cột thu sét.
Trong thiết kế đơn giản người ta thường thay thế đường sinh dạng hyperbol giới hạn khu vực bảo vệ bởi 2 đoạn thẳng. 1.2, Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét * Trường hợp hai cột có độ cao bằng nhau
ho= h .p Khi đó bán kính bảo vệ của cột giả tưởng ho là: * Trường hợp hai cột có độ cao khác nhau
c, Phạm vi bảo vệ 3 cột thu sét Cho h1=h2=h3=h, được bảo vệ ở độ cao hx qua hình vẽ: Đó là phần diện tích nằm trong đường bao mà các đường tròn tạo ra. Trong đó: rx1=rx2=rx3=rx : bán kính bảo vệ từng cột. r0x1=r0x2=r0x3 : bán kính bảo vệ chung các cột 12, 23, 31.
* Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét Cho h1=h2=h3=h, được bảo vệ ở độ cao hx qua hình vẽ: 2, Tính Toán
Theo sơ đồ kết cấu của trạm, ta mới chỉ biết diện tích mặt bằng của trạm mà chưa biết các vị trí các thiết bị trong trạm. Vì vậy chỉ cần bố trí các cột thu sét sao cho bảo vệ được mặt bằng của trạm có độ cao hx. Phía 220kV có độ cao hx=17m Phía 110kV có độ cao hx= 13m Phương án này sử dụng 15 cột được bố trí bảo vệ mặt bằng.
* Phạm vi bảo vệ phía 220kV Điều kiệ bảo vệ an toàn : D 8(hhx) => h hx + Xét độ cao nhóm cột ( 5,8,9,6) có độ cao hx=17m Cạnh 69: a=50m Cạnh 56 : b=40m  D= = = 64.03m ha= = 8m Độ cao cột thu lôi: h=hx + ha= 17+8= 25m * Phạm vi bảo vệ phía 110kV Xét nhóm cột (11,14,15,12) có độ cao hx= 13m Cạnh (1114): c=40m Cạnh (1415): d=40m => D= = = 56.6m ha= = 7.07m = 7m Độ cao cột thu lôi: h= hx + ha = 13+7 = 20m * Tính toán bán kính bảo vệ cột thu lôi Xét cột 5: cột 220kV có hx = 17m Ta có: hx > h  hx > x 25= 16.67m (t/m) Bán kính bảo vệ cột thu lôi hx=17m: rx5= 0.75h.(1)= 0.75 x 25 x (1 ) = 6 m Xét cột 14: cột 110kV có hx= 13m Ta có: hx
* Bán kính bảo vệ giữa 2 cột thu lôi Hai cột có chiều cao như nhau * Phía 220kV có chiều cao hx=17m + Xét 2 cột ( 58) có khoảng cách giữa 2 cột là 50m. Ta có ho= h = 25 = 17.86m hx=17 > h = x 17.86= 11.91m  Bán kính bảo vệ giữa 2 cột thu lôi: rx58= 0.75h0.(1)= 0.75x 17.86x(1 )= 0.645m + Xét 2 cột ( 23) có khoảng cách giữa 2 cột là 40m. Ta có ho= h = 25 = 19.3m hx=17 > h = x 19.3= 12.87m  Bán kính bảo vệ giữa 2 cột thu lôi: rx23= 0.75h0.(1)= 0.75x 19.3 x(1 )= 1.725m + Xét 2 cột ( 12) có khoảng cách giữa 2 cột là 30m. Ta có ho= h = 25 = 20.71m hx=17 > h = x 20.71= 13.81m  Bán kính bảo vệ giữa 2 cột thu lôi: rx12= 0.75h0.(1)= 0.75x 20.71x(1 )= 2.7825m *Phía 110kV có chiều cao hx=13m + Xét 2 cột ( 1114) có khoảng cách giữa 2 cột là 40m. Ta có ho= h = 20 = 14.3m hx=13 > h = x 14.3= 9.53m
 Bán kính bảo vệ giữa 2 cột thu lôi: rx1114 = 0.75h0.(1)= 0.75x 14.3 x(1 )= 0.975m + Xét 2 cột ( 1314) có khoảng cách giữa 2 cột là 30m. Ta có ho= h = 20 = 15.71m hx=12 > h = x 15.71= 10.473m  Bán kính bảo vệ giữa 2 cột thu lôi: rx1314= 0.75h0.(1)= 0.75x 15.71 x(1 )= 2.0325m Hai cột có chiều cao khác nhau + Xét 2 cột ( 710) có khoảng cách giữa 2 cột là 40m. Có chiều cao: h10= 25m h13= 20m Ta tính bán kính bảo vệ từng cột cho độ cao 13m. Cột đã tính ở trên r13= 5.625m Tính cột 7 có hx= 13m hx=13 h = x 25= 16.67m x0 = 0.75h.(1)= 0.75x 25 x(1 )= 3.75m  a= 403.75= 36.25m ho710 = h = 20 = 14.82m hx=13 > h = x 14.82= 9.88 m  Bán kính bảo vệ khu vực cột thu lôi có độ cao hx=13m
rx1013= 0.75h01013.(1)= 0.75x 14.82x(1 )= 1.365m Tính toán tương tự cho các nhóm cột còn lại kết quả được ghi vào bảng: Nhóm cột có chiều cao bằng nhau Phía 220kV có độ cao hx=17m Cặp cột Độ cao cột a ho h0 rox (m) (m) (m) (m) (m) 12 25 30 20.71 13.81 2.7825 23 25 40 19.3 12.78 1.725 14 25 50 17.86 11.91 0.645 47 25 50 17.86 11.91 0.645 69 25 50 17.86 11.91 0.645 36 25 50 17.86 11.91 0.645 Phía 110kV có độ cao hx= 13m Cặp cột Độ cao cột a ho h0 rox (m) (m) (m) (m) (m) 1314 20 30 15.71 10.473 2.0325 1013 20 40 14.3 9.53 0.975 1415 20 40 14.3 9.53 0.975 1215 20 40 14.3 9.53 0.975 Nhóm cột có chiều cao khác nhau với hx=13m Cặp cột Độ cao cột a ho h0 rox (m) (m) (m) (m) (m) 710 20 40 14.82 9.88 1.365 912 20 40 14.82 9.88 1.365 Phạm vi bảo vệ cột thu sét:
Phương án bảo vệ thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Tổng số cột là 15 trong đó có 9 cột cao 25m và 6 cột cao 20m. Tổng chiều dài là L1= 9 x (2517) + 6 x (2013) = 114m. 3. Tính toán nối đất chống sét * Số liệu tính toán: Điện trở suất của đất: = 100Ωm. Dây dẫn: ACO240. Dây chống sét: C50 có điện trở đơn vị ro= 2.6 Ω/km. Chiều dài khoảng vượt, + Phía 220kV: l= 200m, + Phía 110kV: l=200m . Khi tính nối đất chọn Rc=6Ω. Với = 3.5 s
Điện trở tác dụng của dây chống sét trong một khoảng vượt: Rcs.220 = ro . l220= 2.6 x 200.103 = 0.572 Ω Rcs.110 = ro . l110= 2.6 x 250.103 = 0.572 Ω Số lộ trong trạm: + Trạm 220kV: n = 3 lộ + Trạm 110kV: n = 4 lộ 3.1 Nối đất an toàn Điện trở nối đất của hệ thống: RHT =RTN // RNT = * Điện trở nối đất tự nhiên Phía 220kV: RTN.220 = = = 0.378 Ω Phía 110 kV: RTN.110 = = = 0.284 Ω  RHT =RTN // RNT = = 1 = 0.162 Ω
Tra bảng với thanh ngang chôn sâu 0.8m có kmua = 1.6  tt = d.kmua = 100 x 1.6 = 160 Ω/m Chọn bề rộng là 5 cm d = = = 0.025m ta có : = 2.57  công thức nội suy: k= 8.17 x 4.3 = 7.44 ( dựa vào bảng tra trong sách)  RMV = = = 0.9345Ω
l – chiều dài điện cực với l=L= 500m r là bán kính cực ở phần trước nếu cực là thép dẹt có bề rộng b (m).
Do đó r = = = 0.015m Điện cảm điện cực trên một đơn vị dài: L0 = 0.2 = 0.2 x (ln – 0.31 ) = 2.1 H/m Tính điện dẫn trên một đơn vị dài: Trong nối đất chống sét dùng thanh ngang chôn sâu 0.8m thì kmùa = 1.25 Vì thực hiện nối đất bằng cách dùng 1 mạch vòng bao quang trạm mà không đóng cọc nên giá trị điện trở nhân tạo của sét được tinh: Rmvsét = = = 0.73 Ω  Go = = = 2.74x103 (1/Ωm)
T1 = = = 36.5 ( Chọn = 5 Tổng trở tiến tới trị số ổn định: 4  4  k 5.4 nên chọn k= 5 ) = ) = – ( 1. + . + . + . + .= 0.63
 Tổng trở sóng đầu vào: Z{0,} = . ( x 0.63 ) = 6.81Ω Tổng trở sóng xung kích: Zxk = . Z{0,} = 3.405 Ω Ta có điều kiện chống sét phải thõa mãn: Uxk = Is . Zxk
I. Cơ sở lý thuyết Theo TCVN 9835 – 2012 khuyến cáo Nên sử dụng bán kính của quả cầu R = 20 đến 60m, đối với R=20m áp dụng cho công trình có nguy cơ cháy cao, còn thông thường lấy R=60m. Theo IEC: Bán kính quả cầu lăn được chọn theo cấp bảo vệ Cấp bảo vệ ( mức bảo vệ ) Bán kính quả cầu lăn R (m) I 20 II 30 III 45 IV 60 Khi tính toán có thể tính bán quả cầu lăn theo công thức: R= kI0.8 Trong đó: I cường độ dòng điện sét, kV; R khoảng cách phóng điện, m; k hệ số có giá trị 6.7 10. Khi thiết kế bằng phương pháp phải xét đến tất cả các hướng để đảm bảo không có điểm nào của công trình nằm ngoài vùng được bảo. II. Tính toán Thiết kế hệ thống chống sét theo phương pháp quả cầu lăn cho tòa nhà cao 30m và có mặt bằng như hình vẽ. Theo TCVN 93852012 ta sẽ chọn bán kính quả cầu rcầu = 25m do là công trình có chiều cao hơn 20m. Độ sâu nhất của quả cầu lăn so với mặt lưới được tính: P = r = = 25 = 12.5cm
Độ sâu của quả cầu so với bề mặt lưới Chọn khoảng cách giữa các kim thu sét là c = 5 m Ta có ô lưới 10m x 5m  chiều cao tối thiểu lưới so với mái công trình d= 5 cm = 0.05m  chiều cao của kim thu sét: h = r = 40 = 11cm