THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI GVHD SVTH MSSV LỚP : TH.S PHẠM NHẤT PHƯƠNG : PHAN TRUNG TẤT : 756057D : 07DT1T TP.HCM, tháng -2009 LỜI CẢM ƠN Ngày công nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng công xây dựng bảo vệ đất nước Khoa học kỹ thuật phát triển, đời sống người ngày nâng cao Bên cạnh với sách mở cửa nhà nước tạo điều kiện thúc đẩy phát triển ngày nhanh ngành công nghiệp như: điện lực, công nghệ thông tin, bưu viễn thơng… làm hàng loạt khu cơng nghiệp, khu chế xuất, nhà máy đời phát triển theo dây chuyền sản xuất khép kín cơng nghệ đại Đây điều thuận lợi cho phát triển ngành công nghiệp điện lực Tuy nhiên, tránh khỏi bất lợi khách quan mà thiên nhiên nước ta gây cho ngành Việt Nam nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, mưa nhiều, địa hình tương đối phức tạp, cường độ dơng sét mạnh Thực tế cho thấy sét gây nhiều tác hại đến đời sống sinh hoạt tính mạng người, gây nên hư hỏng thiết bị, cơng trình tác hại gây cố vận hành hệ thống điện hoạt động nhiều ngành khác Hiểu biết vấn đề này, người làm ngành điện, trăn trở “Thiết Kế Mạng Điện Truyền Tải Phân Phối” cho hiệu kinh tế Luận văn gồm 11 chương, với phương án so sánh mặt kỹ thuật, giá trị kinh tế việc phân bố thiết bị để mạng điện truyền tải phân phối phù họp hiệu Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp học nhiều kiến thức quý báu bổ ích Những kiến thức với hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô bạn bè giúp hiểu biết sâu việc thiết kế mạng điện truyền tải đường dây phân phối Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Thạc sỹ Phạm Nhất Phương, người trực tiếp hướng dẫn làm luận văn Cảm ơn thầy, cô khoa điện trường ĐH- Tôn Đức Thắng bạn đồng nghiệp, chia sẻ kinh nghiệm, tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn ! Do khả thân thời gian có hạn nên việc làm luận văn chắn cịn có nhiều thiếu sót cần bổ sung, tơi mong góp ý thầy cơ, đồng nghiệp bạn để hiểu biết thêm rút nhiều kinh nghiệm bổ ích Xin chân thành cảm ơn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN MỤC LỤC Phần mở đầu PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI .1 Chương CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Cân công suất tác dụng 1.2 Cân công suất phản kháng: Chương DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 2.1 Lựa chọn điện áp tải điện: .7 l: khoảng cách truyền tải (km) 2.2 Chọn sơ đồ nối dây mạng điện .7 2.3 Lựa chọn dây dẫn kiểm tra điều kiện phát nóng cố: 12 2.3.1 Xét phương án (a) 13 2.3.2 Xét phương án (b) 17 2.3.3 Xét phương án (c) 21 2.4 Tính giá trị điện trở, cảm kháng dung dẫn đường dây 25 2.4.1 Xét phương án (a) 25 2.4.2 Xét phương án (b) .33 2.4.3 Xét phương án (c) 38 2.5 Xét sụt áp tổn thất công suất: .46 2.5.1 Phương án (a) 46 2.5.2 Phương án (b) .53 2.5.2.1Vẽ lại sơ đồ phương án có xét tới điện trở điện kháng đường dây 53 2.5.2.2 Khi đường dây vận hành bình thường 54 2.5.3 Phương án (c) 58 2.5.3.1 sơ đồ phương án có xét tới điện trở điện kháng đường dây: 58 2.5.3.2 Khi đường dây vận hành bình thường 58 2.6 Chọn số bát sứ 62 2.7 Chỉ tiêu công suất kháng điện dung đường dây .62 2.8 Tổn hao vầng quang 64 Chương .67 SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 67 3.1 Mục đích .67 3.2 Tính toán .67 Chương .73 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN .73 VÀ TRẠM BIẾN ÁP 73 Chọn số lượng công suất máy biến áp 73 Chọn công suất máy biến áp trạm giảm áp 73 4.2.1 Đối với trạm có máy biến áp (trạm phụ tải 1,3,4,5,6) 73 4.2.2 Đối với trạm có máy biến áp (trạm phụ tải 2,7) .74 4.2.3.Các thông số máy biến áp: .75 Chương .77 BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN 77 5.1 Mở đầu 77 5.2 Tính tốn bù kinh tế 77 5.2.1 Xét mạng điện hở có phụ tải (N-2) 78 5.2.2 Xét mạng điện kín cung cấp từ nguồn (N-1-3-N) 80 5.2.3 Xét mạng điện kín cung cấp từ nguuồn (N 4-5-6-N) .82 5.2.4 Xét mạng điện hở có phụ tải (N-7) 85 5.3 Bảng số liệu sau bù kinh tế : 87 CHƯƠNG 6: 88 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CƠNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TỐN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC 88 6.1 Mục đích: 88 6.2 Tính cân cơng suất kháng: 88 6.2.1 Tính công suất đầu đường dây: .88 6.2.2 Tính tổng cơng suất u cầu cần phát lên cao áp: 97 6.3 Bảng kết sau bù: 97 6.4 Kiểm tra lại thông số đường dây máy biến áp sau bù số liệu sau bù sơ bộ: 97 CHƯƠNG 98 TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT .98 TRONG MẠNG ĐIỆN 98 7.1 Mở đầu: .98 7.2 Tính tốn tình trạng làm việc lúc phụ tải cực đại: 98 7.2.1 Vẽ sơ đồ thay mạng điện: .98 7.2.2 Bảng toång kết phụ tải (sau bù) đường dây máy biến áp: 99 7.2.3 Tính điện áp tổn thất công suất: 100 7.3 Tính tốn tình trạng làm việc mạng điện lúc phụ tải cực tiểu: 117 7.3.1 Bảng tổng kết phụ tải, đường dây máy biến áp: 117 7.4 Tính tốn tình trạng làm việc mạng điện lúc cố: 119 CHƯƠNG 122 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN .122 8.1 Mở đầu: 122 8.2 Chọn đầu phân áp: .122 8.3 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp toång tình trạng làm việc mạng điện: 123 8.3.1Lúc phụ tải cực đại: .123 8.3.2 Lúc phụ tải cực tiểu: 127 8.3.3 Lúc mạng điện bị cố: .130 CHƯƠNG 135 TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 135 9.1 Mở đầu: 135 9.2 Tính tốn tổn thất điện năng: 135 9.3 Tính tốn giá thành tải điện: 136 9.4 Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật: 137 CHƯƠNG 10 .139 THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 139 10.1 Mở đầu: 139 10.2 Tính tốn sụt áp chọn dây cho đường dây phân phối: .139 10.3 Áp dụng chọn dây tính tốn sụt áp: 145 10.4 Tính tốn chi phí hàng năm: 150 10.5 Bù công suất kháng cho đường dây phân phối .153 CHƯƠNG 11 .158 CHỐNG SÉT NỐI ĐẤT .158 11.1 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho hệ thống điện 158 11.1.1.khái niệm chung: 158 11.1.2 Phạm vi bảo vệ cột thu sét : 159 11.1.3 Ap dụng tính toán chống sét trạm 110 kv .162 11.2 Thiết kế hệ thống nối đất 165 Vậy hệ thống nối đất thiết kế thỏa yêu cầu chống sét 173 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Phần mở đầu PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI Thu thập số liệu phân tích phụ tải: Phụ tải điện số liệu ban đầu để giải vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ thuật phức tạp thiết kế mạng điện Xác định phụ tải điện giai đoạn thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch sơ đồ, lựa chon kiểm tra phần tử mạng điện máy phát, đường dây, máy biến áp tiêu kinh tế kỹ thuật Vì cơng tác phân tích phụ tải chiếm vị trí quan trọng cần thực cách chu đáo Việc thu nhập số liệu phụ tải chũ yếu nắm vững vị trí yêu cầu hộ tiêu thụ lớn, dự báo nhu cầu tiêu thụ, phát triển phụ tải tương lai Có nhiều phương pháp dựa sở khoa học để xác định phụ tải điện Ngồi cần phải có tài liệu đặc tính vùng, dân số mật độ dân số, mức sống dân cư khu vực, phát triển công nghiệp, giá điện… Các tài liệu khí tượng, địa chất, thủy văn, giao thơng vận tải Những thơng tin có ảnh hưởng đến dự kiến kết cấu sơ đồ nối dây mạng điện lựa chọn Căn vào yêu cầu cung cấp điện, phụ tải phân làm loại: Loại 1: Bao gồm phụ tải quan trọng Việc ngưng cung cấp cho phụ tải gây nguy hiểm cho tính mạng người, thiệt hại đến sản xuất, ảnh hưởng đến an ninh quốc phịng Vì phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện nên đường dây phải bố trí đảm bảo cung cấp có cố Chú ý tất thành phần tiêu thụ điện phụ tải yêu cầu cách điện liên tục có thê cắt bớt phần nhỏ thành phần không quan trọng phụ tải để đảm bảo cung cấp điện tường hợp có cố nặng nề mạng điện Loại 2: Bao gồm phụ tải quan trọng việc điện gây giảm sút số lượng sản phẩm Vì mức độ đảm bảo cung cấp an toàn liên tục cho phụ tải cần cân nhắc SVTH: PHAN TRUNG TẤT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Loại 3: Bao gồm phụ tải không quan trọng, việc điện không gây hậu nghiêm trọng Trong trường hợp không cần phải xét đến phương tiện dự trữ để đảm bảo cung cấp Tuy phân làm loại phụ tải nghiên cứu sơ đồ nên tận dụng điều kiện đảm bảo mức độ cung cấp điện cao cho tất phụ tải mạng kể phụ tải loại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax cho phụ tải chủ yếu sản xuất sau: o ca Tmax = 2400 – 3000 giờ/năm o ca Tmax = 3000 - 4000 giờ/năm o ca Tmax = 4000 – 7000 giờ/năm Ngoài theo phát triển sản suất hệ thống điện mà việc xác định Tmax phải xét cách toàn diện liên quan đến quy luật phát triển phụ tải Cơng suất phụ tải dùng để tính tốn thiết kế tổng công suất đặt thiết bị xí nghiệp, nhà máy, thiết bị gia dụng mà phải kể đến hệ số sử dụng khơng phải tất máy móc sử dụng lúc mà phụ thuộc vào q trình cơng nghệ Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán qua hệ số dựa vào kinh nghiệm hay dựa vào thống kê đưa nhằm có số liệu tin cậy ban đầu dùng cho thiết kế Phụ tải tiêu thụ điện thay đổi theo đồ thị phụ tải số liệu dùng cho tính tốn phụ tải cực đại Pmax coi phụ tải tính tốn Ptt, vào thời gian thấp điểm phụ tải co trị số Pmin Ngoài phụ tải cực đại phụ tải vùng có phân tán nghĩa xảy không đồng thời nên xác định phụ tải tổng toàn mạng điện phải xét đến hệ số đồng thời từ ước tính khả nguồn cung cấp Phân tích nguồn cung cấp điện Trong đồ án thiết kế cho nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải yêu cầu thiết kế từ góp cao áp trạm tăng áp nhà máy điện trở đi, nen khơng cần phân tích nguồn cung cấp điện Tuy giả thuyết loại nguồn cung cấp để giới thiệu cho đồ án Nguồn lưới điện quốc gia : nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện SVTH: PHAN TRUNG TẤT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Nguồn điện giả thuyết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu phụ tải với hệ số công suất qui định Điều cho thấy nguồn không đủ cung cấp theo yêu cầu công suất kháng đảm bảo nhu cầu điện phản kháng thực trình thiết kế cách bù cơng suất kháng phụ tải mà không cần phải tải từ nguồn SVTH: PHAN TRUNG TẤT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Nếu độ cao hiệu dụng nhỏ Δh (ha < Δh ) cột thu sét khơng cịn phạm vi bảo vệ Trong thiết kế, để đơn giản, người ta thường thay đường sinh dạng hyperbol giới hạn khu vực bảo vệ hai đoạn thẳng: Nếu vật bảo vệ có độ cao hx ≤ 2h/3 phạm vi bảo vệ xác định : hx ⎞ ⎛ rx = 1.5 * h * p * ⎜1 − ⎟ ⎝ 0.8 * h ⎠ ⎛ Nếu hx > 2h/3 rx = 0.75 * h * p * ⎜1 − ⎝ hx ⎞ ⎟ h⎠ Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét : 2.1 Hai cột thu sét có độ cao nhau: Hai cột thu sét có độ cao h, đặt cách đoạn a < 7h chúng bảo vệ vật có độ cao h0 đặt chúng , với h0 xác định theo: h – h0 = a a hay h0 = h – 7* p 7* p Hoặc nói cách khác, để bảo vệ độ cao h0 hai cột thu sét khoảng cách a hai cột thu sét phải thỏa điều kiện: a ≤ 7*p*( h – h0 ) Bề rộng bé r0x hai cột xác định có cột thu sét có độ cao h0 đặt khoảng cách a, bảo vệ cho vật có độ cao hx , bán kính bảo vệ r0 x = 1.6 * h0 * h0 − hx *p h0 + hx Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có độ cao xác định sau : SVTH: PHAN TRUNG TẤT 160 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG 2.2 Hai cột thu sét có độ cao khác nhau: Phạm vi bảo vệ cột thu sét có độ cao khác xác định hình sau : Phạm vi bảo vệ phía ngồi hai cột thu sét giống phạm vi bảo vệ cột riêng lẻ Phạm vi bảo vệ hai cột có cách qua đỉnh cột thấp ( h2 ) vẽ đường thẳng ngang, cắt đường sinh phạm vi bảo vệ cột h1 điểm 3, điểm xem đỉnh cột thu sét giả tưởng h1’ = h2 khu vực bảo vệ hai cột thấp h2 h1’ cách a’ hai cột có độ cao SVTH: PHAN TRUNG TẤT 161 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét : Khi công trình cần bảo vệ chiếm diện tích lớn người ta thường dùng hệ thống nhiều kim thu sét để bảo vệ Để xác định phạm vi bảo vệ, người ta thường chia hệ thống thu sét thành nhóm ba bốn cột gần Mặt phạm vi bảo vệ ba cột thu sét không nằm đường thẳng bốn cột thu sét đặt bốn góc hình chữ nhật Bên đa giác ( tam giác hay hình chữ nhật ) qua chân cột thu sét phạm vi bảo vệ xác định đơi cột thu sét với Cịn tất thiết bị có độ cao hx đặt diện tích tam giác hay diện tích hình chữ nhật bảo vệ an toàn điều kiện sau thỏa mãn : D ≤ 8*p*(h – hx) Với p = p= h ≤ 30m 30 = 5.5 / h 30m < h ≤ 60m h D: đường kính đường trịn ngoại tiếp tam giác hay hình chữ nhật chạy qua đỉnh kim thu sét 11.1.3 Ap dụng tính toán chống sét trạm 110 kv Dựa theo sơ đồ mặt trạm 110 KV ( “ sách hướng dẫn thiết kế chống sét “ trường ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ) SVTH: PHAN TRUNG TẤT 162 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG 30m 18m 18m 18m 20 17 21 11m 45.25m 7.5m 7.5m 11m 7.5m 7.5m 18m 19 18 11m 22 18m 18m 60m Phạm vi bảo vệ độ cao 11m Phạm vi bảo vệ độ cao 7.5m Phạm vi bảo vệ khu vực trạm 110kV Bảo vệ khu vực traïm 110kV: a/Các độ cao cần bảo vệ: • Xà đỡ dây MBA dây vượt có độ cao 11m • Xà đỡ góp góp có độ cao 7.5m • Các phần dẫn điện lấy trung bình theo chiều cao máy cắt 5.65m Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm ta dùng hệ thống kim thu sét đặt xà đỡ dây vượt số cột độc lập Chia khu vực thành nhiều khu vực nhỏ để tiện cho việc tính tốn b/ tính toán phạm vi bảo vệ • chọn chiều cao cột thu sét Bảo vệ trạm 110kV , đặt sáu cột thu sét số 17-18-19-20-21-22 Các cột số 17-18-19-20 bảo vệ độ cao 11m phải thỏa điều kiện : D ≤ 8(h-hx)p SVTH: PHAN TRUNG TẤT 163 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Với D = 45.252 + 302 = 54.29m Suy D ≤ 8(h-hx)p =>54.29 = 8(h-hx)p => h ≥ 17.78 m Các cột số 19-20-21-22 bảo vệ độ cao 7.5 phải thỏa điều kiệân D ≤ 8(h-hx)p Với D = 45.252 + 602 = 75.15m Suy D ≤ ( h – hx ) p =>75.15 = 8(h-hx)p => h ≥ 16.89 m Từ ta chọn chiều cao cột thu sét 18m Đặt lên trụ vượt kim có độ cao 18 – 14 = 4m Nếu trụ vượt sẵn ta xây thêm cột thu sét • Tính toán bảo vệ -Phạm vi bảo vệ cột độ cao 11m r = 1.6hp h − hx 18 − 11 = 1.6 x18 x1x = 6.95m 18 + 11 h + hx -Phạm vi bảo vệ cột độ cao 7.5m r = 1.6hp h − hx 18 − 7.5 = 1.6 x18 x1x = 11.86m 18 + 7.54 h + hx -Phaïm vi bảo vệ bên cột 18-17 độ cao 11m ho =h -a/7= 18 – 45.25/7 = 11.54m ro = 1.6ho p ho − hx 11.54 − 11 = 1.6 x11.54 x1x = 0.44m 11.54 + 11 ho + hx -Phạm vi bảo vệ bên cột 18-19 độ cao 11m ho =h -a/7= 18 – 30/7 = 13.71m ro = 1.6ho p ho − hx 13.71 − 11 = 1.6 x13.71x1x = 2.41m 13.71 + 11 ho + hx -Phạm vi bảo vệ bên cột 19-22 độ cao 7.5m ho =h -a/7= 18 – 60/7 = 9.43m ro = 1.6ho p ho − hx 9.43 − 7.5 = 1.6 x9.43 x1x = 1.72m 9.43 + 7.5 ho + hx SVTH: PHAN TRUNG TẤT 164 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG -Phạm vi bảo vệ bên cột 21-22 độ cao 7.5m ho =h -a/7= 18 – 45.25/7 = 11.54m ro = 1.6ho p ho − hx 11.54 − 7.5 = 1.6 x11.54 x1x = 3.92m 11.54 + 7.5 ho + hx Trạm 110kV bảo vệ hoàn toàn độ cao 11m 7.5m , ta không cần kiểm tra độ cao phần dẫn điện cao 5.65m 11.2 Thiết kế hệ thống nối đất Tác dụng nối đất tản dòng điện cố ( rò cách điện, ngắn mạch, chạm đất dòng sét ) vào đất giữ cho điện phần tử nối đất thấp Theo chức nó, nối đất hệ thống điện chia làm ba loại : Nối đất làm việc: có nhiệm vụ bảo đảm làm việc trang thiết bị điện điều kiện bình thường cố theo điều kiện quy định Đó điểm nối đất trung tính cuộn dây máy phát, máy biến áp công suất máy bù, nối đất máy biến áp đo lường, nối đất hệ thống pha đất (đất dùng dây dẫn) Nối đất an toàn: hay nối đất bảo vệ có nhiệm vụ đảm bảo an tồn cho người phục vụ cách điện trang thiết bị điện bị hư hỏng gây rị điện Đó nối đất vỏ máy phát, máy biến áp, vỏ thiết bị điện, vỏ cáp, nối đất kết cấu kim loại trang thiết bị phân phối điện Nói chung, nối đất phận kim loại bình thường có điện không, cách điện bi hư hỏng phóng điện xuyên thủng hay phóng điện mặt có điện khác khơng Nối đất chống sét: nhằm tản dòng điện sét vào đất, giữ cho điện phần tử nối đất không cao để hạn chế phóng điện ngược từ phần tử đến phần tử mang điện trang thiết bị điện khác Đó nối đất cột thu sét, dây chống sét, thiết bị chống sét, nối đất kết cấu kim loại bị sét đánh Trong nhiều trường hợp, hệ thống nối đất thực đồng thời hai ba nhiệm vụ nói Nối đất hệ thống thu sét (HTTS) đóng vai trị quan trọng việc phát huy tác dụng bảo vệ HTTS Nếu nối đất khơng đạt u cầu nhiều hậu cịn xấu khơng đặt HTTS Bởi HTTS với độ cao vượt hẳn độ cao công SVTH: PHAN TRUNG TẤT 165 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG trình, có tác dụng câu sét vào cơng trình (xác suất sét đánh phụ thuộc vào độ cao), tổng trở tản xung (điện trở xung kích) hệ thống nối đất (HTNĐ) tản dòng sét cao, điện áp giáng xung HTNĐ lớn gây nguy hiểm, làm phóng điện xuyên thủng cách điện trang thiết bị trạm gây phóng điện ngược đến phận mang điện Phóng điện ngược trạm (và đường dây gần trạm) tạo nên dạng sóng sét có biên độ độ dốc lớn, nguy hiểm cho cách điện dọc máy biến áp Áp dụng tính tốn thiết kế hệ thống nối đất: Tính tốn nối đất tự nhiên: Đối với trạm biến áp đường dây 110kV 220KV: Điện trở nối đất an toàn trang thiết bị điện trường hợp điều kiện thời tiết không vượt 0.5Ω (R≤0.5Ω) Chọn R =0.5Ω - Điện trở suất đất đo vào lúc khô ; ρđo = 200: ta lấy trị số trung bình đất cát đất thịt - Các cọc ta dùng loại cọc có d = 2cm = 0.02m - Chiều dài cọc lc = 3m - to = 0.8m : độ chôn sâu Km =1.45 : Hệ số mùa , phụ thuộc vào loại nối đất , loại điện cực , độ chôn sâu Tra bảng “Kỹ thuật điện cao áp “ –Hoàng Việt loại nối đất chống sét Suy điện trở tính toán ρtt = ρđo x Km =200x1.45=290 Ωm Trạm 110kV có bốn mạch đường dây đến phụ tải có đặt dây chống sét (DCS) toàn tuyến , nên ; RCS −C = RC RC 1 + + RCS Do ρtt < 500 Ωm , nên chọn Rc = 10 Ω Đường dây 110kV sử dụng dây chống sét KT-50 có ro = 3.7 Ω/km SVTH: PHAN TRUNG TẤT 166 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Chiều dài trung bình khoảng vượt : Lkv = 50m Đường dây 110kV treo dây chống sét nên k =1 Từ ta ; Rcs = k *ro* Lkv =1*3.7*50*10-3 = 0.185 Ω RCS −C = RC 10 = = 1.27Ω 10 RC 1 + + + + 0.185 RCS Điện trở tự nhiên toàn trạm : Rtn110 kV = Rcs −c 1.27 = = 0.32Ω n n -số đường dây nối vào trạm điện trở nối đất tự nhiên Rtn =0.32 T1 = L.G π = 121.5*1.33 π2 = 16.4 μ s Chuỗi biểu thức cần tính đến số hạng thứ i cho: ⎛ X i ⎞ τ đs ≤3 ⎜ ⎟ * ⎝ π ⎠ T1 ⇒ Xi ≤ π * 3* T1 τ đs =π * 3*16.4 = 15.6rad ⎛ X i ⎞ τ ds ⎟ ⎠ T1 −⎜ ⎛X ⎞ τ Vì ⎜ i ⎟ * đs > e ⎝ π ⎝ π ⎠ T1 < 0.05 bỏ qua Tổng trở xung mạch vòng nối đất xác định từ hệ phương trình truyền sóng tia tương ứng : ⎧ ⎪⎪ − (I ) ⎨ ⎪− ⎪⎩ ∂u ∂i = L' ∂x ∂t ∂i = G ' u ∂x Lấy đạo hàm u i theo x t, có hệ phương trình vi phân bậc hai tương đương : SVTH: PHAN TRUNG TẤT 171 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG ⎧ ∂ 2u ' ' ⎪⎪ ∂ x = L G ( II ) ⎨ ⎪ ∂ i = L' G ' ⎩⎪ ∂ x ∂u ∂t ∂i ∂t => Z Σ = ( 0,τ ds ) = ⎛X ⎞ τ − ⎜ k ⎟ ds ⎝ π ⎠ T / n Rbs/ Rmv e / + Rmv ∑ / / / Rmv Rbs + Rmv k =1 + / Rbs cos X k Xi – nghiệm phương trình siêu việt : / Rmv 0.75 tgx + / x = tgx + x=0 Rbs 15.4 tgx + 0,048x = giaûi phương trình tgx + 0,048x = phường trình Matlab cho nghieäm : X1= 3.0561 ; X2=6.1133 ; X3=9.1729 ; X4=12.235 ; X5=15.3024 B ⎛X ⎞ τ Đặt : A = ⎜ i ⎟ đs , B = e − A , C = cos X i , D = , F = ' Rmv C ⎝ π ⎠ T1 +D Rbs' Ta thiết lập giá trị sau : i Xi A B C D F 3.0533 0.0744 0.9283 -0.9961 1.0078 0.8956 6.1079 0.2976 0.7426 0.9847 1.0314 0.7005 9.1650 0.6700 0.5117 -0.9664 1.0707 0.4654 12.2257 1.1923 0.3035 0.9425 1.1257 0.2629 15.2906 1.8650 0.1549 -0.9141 1.1967 0.1264 ∑ F = 2,5026 i =1 Vậy tổng trở xung hệ thống nối đất có nối đất bổ xung là: Z Σ (0,τ đs ) = ' n Rbs' Rmv 22.715 * 0.653 ' * + R + * 0.653 * 2.5026 = 3,903(Ω) mv ∑ F = ' ' 23.715 + 0.653 Rbs + Rmv i =1 Kiểm tra hệ thống nối đất thiết kế theo điều kiện chống sét: Theo yêu cầu cần kiểm tra dòng sét có thơng số: SVTH: PHAN TRUNG TẤT 172 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG I s = 150kA ⎫ ⎬ ⇒ τ đs = 5μs a = 30kA / μs ⎭ ta có: Is*ZΣ(0,τđs) = 150*3,903 = 585,47kV < U0.5(110) = 660 kV Vậy hệ thống nối đất thiết kế thỏa yêu cầu chống sét SVTH: PHAN TRUNG TẤT 173 ... a Khoảng cách trung bình hình học tự thân đường dây lộ đơn có hốn vị pha : Ds = r = 6, (mm) SVTH: PHAN TRUNG TẤT 29 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG b Khoảng cách trung bình hình... đơn: Khoảng cách trung bình hình học tự thân đường dây lộ đơn có hốn vị pha : Ds = r = 9.2 (mm) SVTH: PHAN TRUNG TẤT 30 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG b Khoảng cách trung bình hình... cách trung bình hình học tự thân đường dây lộ đơn có hoán vị pha: SVTH: PHAN TRUNG TẤT 31 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƯƠNG Ds = DsA × DsB × DsC = r = 7.6(mm) b Khoảng cách trung