Đồ án kỹ thuật điện cao áp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Thiết kế hệ thống chống sét đánh trực tiếp và hệ thống nối đất an toàn cho TBA có excel aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Thiết kế hệ thống chống sét đánh trực tiếp THIẾT KẾ hệ CUNG XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP thốngCẤP nối ĐIỆN đất anCHO tồn cho TBA 220/110kV Sinh viên thực hiện: Phạm Trung Hiếu Mã sinh viên: 18810110181 Sinh viên thực hiện: Phạm Trung Hiếu Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Anh Tuân Mã sinh viên: 18810110181 Lớp: D13H2 Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Thị Thanh Đam Khoá: 2018 Lớp: D13H2 Khoá: 2018 Hà Nội, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Họ tên sinh viên: Phạm Trung Hiếu Lớp: D13H2, N = 19 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật điện, điện tử Mã sinh viên: 18810110181 Hệ đào tạo: Chính quy Chuyên ngành: Hệ thống điện 1/ Tên đồ án: Thiết kế hệ thống chống sét đánh trực tiếp hệ thống nối đất an toàn cho TBA220/110kV 2/ Các số liệu • Trạm biến áp: Bản vẽ sơ đồ mặt kích thước trạm Độ cao xà đón dây: - Phía 220kV: 16 + X*0,1 (m) - Phía 110kV: 10 + X*0,1 (m) Độ cao xà góp: - Phía 220kV: 11 + X*0,1 (m) - Phía 110kV: + X*0,1 (m) X: Số đuôi STT SV Ví dụ: SV có STT 17 X = • Điện trở suất đất: ρđ = 85 + N (Ωm) • Đường dây: Dây pha dây AC – 400, dây chống sét dây C-70 • Chiều dài khoảng vượt: Đường dây 220kV: l = 500 + N (m) Đường dây 110kV: l = 300 + N (m) • Điện trở nối đất cột điện đường dây: - Nếu ρđ < 100 (Ωm): Rc = 10Ω - Nếu ρđ > 100 (Ωm): Rc = 12Ω 3/ Nội dung, nhiệm vụ thực Chương 1: Tình hình dơng sét ảnh hưởng tới HTĐ Việt nam Chương 2: Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho Trạm biến áp 220/110kV Chương 3: Thiết kế hệ thống nối đất cho Trạm biến áp 220/110kV Kết luận chung Yêu cầu vẽ: 03 Bản vẽ A3 PVBV phương án + Hệ thống nối đất 4/ Ngày giao đề tài: 04/01/2022 5/ Ngày nộp quyển: 25/02/2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi, Phạm Trung Hiếu, cam đoan nội dung đồ án thực hướng dẫn GV Phạm Thị Thanh Đam Các số liệu kết đồ án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các tham khảo đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian nơi cơng bố Nếu khơng nêu trên, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Người cam đoan Phạm Trung Hiếu ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM T T Nội dung Ý kiến nhận xét Nội dung: Các tính tốn báo cáo xác, hợp lý, đầy đủ nội dung đề Hình thức: Báo cáo trình bày sạch, đẹp, lỗi Trả lời câu hỏi Thái độ, tác phong (cách trả lời câu hỏi rõ ràng, trực tiếp vào nội dung câu hỏi, có sức thuyết phục) Các ý kiến khác: Hà Nội, ngày … tháng năm 2022 Giảng viên chấm Giảng viên chấm LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống điện cần cho phục vụ sản xuất sinh hoạt Cùng với phát triển xã hội đòi hỏi việc cung cấp điện phải đảm bảo liên tục chất lượng cao Xuất phát từ thực tế việc đảm bảo cho trạm biến áp đường dây truyền tải làm việc an tồn, khơng gây gián đoán cung cấp điện đặc biệt quan trọng Với đề tài: “Thiết kế hệ thống chống sét đánh trực tiếp hệ thống nối đất an toàn cho TBA220/110kV”, em cố gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành cách tốt Trong thời gian thực đề tài với cố gắng thân đồng thời em nhận giúp đỡ, hướng dẫn thầy cô đặc biệt cô giáo GV Phạm Thị Thanh Đam người trực tiếp giảng dạy môn “Kỹ thuật điện cao áp” hướng dẫn em thực đề tài Xong kiến thức cịn hạn chế nên làm em khơng thể tránh khỏi thiếu xót Do em kính mong nhận góp ý, bảo ban thầy cô với giúp đỡ bạn để em hồn thiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày… tháng năm 2022 Sinh viên Phạm Trung Hiếu MỤC LỤC Danh Mục Bảng Biểu CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH DƠNG SÉT VÀ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA VIỆT NAM 1.1 Hiện tượng dông sét 1.1.1Khái niệm chung Dông sét tượng thiên nhiên, phóng tia lửa điện khoảng cách điện cực lớn (trung bình khoảng 5km) Hiện tượng phóng điện dơng sét gồm hai loại phóng điện đám mây tích điện phóng điện đám mây tích điện với mặt đất Ở ta nghiên cứu phóng điện đám mây tích điện với mặt đất (phóng điện mây-đất) Vì tượng phóng điện gây ảnh hưởng trực tiếp tới hệ thống điện Các đám mây tích điện với mật độ điện tích lớn, tạo cường độ điện trường lớn hình thành dịng phát triển phía mặt đất Giai đoạn giai đoạn phóng điện tiên đạo Tốc độ di chuyển trung bình tia tiên đạo lần phóng điện khoảng 1,5.107cm/s, lần phóng điện sau tốc độ tăng lên khoảng 2.10 8cm/s (trong đợt sét đánh có nhiều lần phóng điện đám mây hình thành nhiều trung tâm điện tích, chúng phóng điện xuống đất) Tia tiên đạo mơi trường Plasma có điện tích lớn Đầu tia nối với trung tâm điện tích đám mây nên phần điện tích trung tâm vào tia tiên đạo Phần điện tích phân bố dọc theo chiều dài tia xuống mặt đất Dưới tác dụng điện trường tia tiên đạo, có tập trung điện tích khác dấu mặt đất mà địa điểm tập kết tùy thuộc vào tình hình dẫn điện đất Nếu vùng đất có điện dẫn đồng điểm nằm phía đầu tia tiên đạo Cịn vùng đất có điện dẫn khơng đồng (có nhiều nơi có điện dẫn khác nhau) điện tích đất tập trung nơi có điện dẫn cao.Q trình phóng điện phát triển dọc theo đường sức nối liền đầu tia tiên đạo với nơi tập trung điện tích mặt đất địa điểm sét đánh mặt đất định sẵn Do để định hướng cho phóng điện sét ta phải tạo nơi có mật độ tập trung điện diện tích lớn Nên việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho cơng trình dựa tính chọn lọc phóng điện sét Nếu tốc độ phát triển phóng điện ngược n mật độ điện trường điện tích tia tiên đạo d đơn vị thời gian điện tích đất là: is=n d Cơng thức tính tốn cho trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị số điện trở nhỏ không đáng kể) Tham số chủ yếu phóng điện sét dịng điện sét, dịng điện có biên độ độ dốc phân bố theo hàm biến thiên phạm vi rộng (từ vài kA đến vài trăm kA) dạng sóng dịng điện sét dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọt sét ứng với giai đoạn phóng điện ngược Khi sét đánh thẳng vào thiết bị phân phối trạm gây điện áp khí gây hậu nghiêm trọng như: Ngắn mạch đầu góp, cháy nổ, điện diện rộng… 1.1.2 Tình hình dơng sét Việt Nam Việt Nam nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dơng sét mạnh Theo tài liệu thống kê cho thấy miền đất nước Việt nam có đặc điểm dơng sét khác Ở miền Bắc, số ngày dông dao động từ 70÷110 ngày năm số lần dơng từ 150÷300 lần trung bình ngày xảy từ 2÷3 dơng Vùng dơng nhiều miền Bắc Móng Cái Tại hàng năm có từ 250÷300 lần dơng tập trung khoảng 100÷110 ngày Tháng nhiều dơng tháng 7, tháng Một số vùng có địa hình thuận lợi thường khu vực chuyển tiếp vùng núi vùng đồng bằng, số trường hợp dông lên tới 200 lần, số ngày dông lên đến 100 ngày năm Các vùng cịn lại có từ 150÷200 dơng năm, tập trung khoảng 90÷100 ngày Nơi dơng miền Bắc vùng Quảng Bình hàng năm có 80 ngày dơng Xét dạng diễn biến dơng năm, ta nhận thấy mùa dơng khơng hồn tồn đồng vùng Nhìn chung, Bắc Bộ mùa dơng tập chung khoảng từ tháng đến tháng Phía Nam duyên hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vào) khu vực dơng nhất, thường có tháng số ngày dơng khoảng 10 ngày/tháng Tuy Hồ 10 ngày/tháng, Nha Trang ngày/tháng, Phan Thiết 13 ngày/tháng Ở miền Nam khu vực nhiều dông đồng Nam Bộ từ 120÷140 ngày/năm, thành phố Hồ Chí Minh 138 ngày/năm, Hà Tiên 129 ngày/năm 10 -Tính tốn tương tự cho cặp cột biên cịn lại ta có kết bảng sau: Bảng 2.6 Kết tính bán kính bảo vệ cặp cột biên phương án Phía 220kV 110kV Cặp cột h(m) ho(m) h x1 ho(m) (m) rox1 (m) h x2 (m) rox2 (m) 1-2; 2-3; 3-4; 4-5 34 19,14 12,76 1,68 6,40 1-6; 5-10 33 19,29 12,86 1,79 6,62 6-11; 10-12 17 21,57 14,38 3,50 10,04 11-13 32,91 19,30 12,87 1,80 6,64 26,48 20,22 13,48 14-15 17 21,57 14,38 3,50 10,04 15-16 34 19,14 12,76 1,68 6,40 16-17 17 21,57 14,38 3,50 10,04 17-12 27,82 20,03 13,35 2,34 7,73 18-24; 23-29 22 13,86 9,24 2,22 4,10 20 14,14 9,43 30 12,71 8,48 45,23 11,29 7,53 45,04 11,32 7,54 13-14 24-25; 27-28 24 17 25-26; 26-27; 28-29 110220 kV a(m) 11-18 12-23 24 - 17 36 16,9 10,9 2,49 2,43 11,9 8,9 1,36 10,9 0,29 0,31 8,01 4,53 2,86 8,9 1,79 1,81 Phạm vi bảo vệ cột thu sét hiển thị hình sau: Hình 2.11 Phạm vi bảo vệ phương án Kết luận: Phương án bảo vệ thỏa mãn yêu cầu đặt Tổng chiều dài kim thu sét là: L220 = 8*(24 – 16,9) + 4*(24 – 16,9) + 4*(24 – 11,9) + 24 = 157,6 (m) L110 = 3*(17 – 8,9) + 9*(17 – 10,9) = 79,2 (m) 2.6 So sánh tổng kết phương án Cả hai phương án đảm bảo yêu cầu mặt kĩ thuật nên ta xét đến yêu cầu mặt kính tế để lựa chọn Phương án tối ưu phương án có tổng chiều cao cột thu sét nhỏ Ta có bảng sau: Bảng 2.7 So sánh phương án Phương án Chỉ tiêu Số lượng cột (cột) Tổng chiều dài(m) Phương án Phương án 42 316,2 29 236,8 Từ bảng so sánh ta thấy phương án có số lượng cột tổng chiều dài kim thu sét lớn phương án Do ta chọn phương án để thi công 37 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110kV 3.1 Mở đầu Nối đất nối phận kim loại có nguy tiếp xúc với dịng điện hư hỏng cách điện đến hệ thống nối đất Trong HTĐ có loại nối đất: - Nối đất an tồn có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho người cách điện thiết bị bị hư hỏng Thực nối đất an toàn cách đem nối đất phân kim loại bình thường không mang điện (vỏ máy, thùng máy biến áp, giá đỡ kim loại …) Khi cách điện bị hư hỏng phận xuất điện nối đất nên mức điện thấp Do đảm bảo an tồn cho người tiếp xúc với chúng - Nối đất làm việc có nhiệm vụ đảm bảo làm việc bình thường thiết bị số phận thiết bị theo chế độ quy định sẵn Loại nối đất bao gồm: nối đất điểm trung tính MBA HTĐ có điểm trung tính nối đất, nối đất MBA đo lường kháng điện bù ngang đường dây tải điện xa - Nối đất chống sét loại nối đất có nhiệm vụ tản dịng điện sét đất (khi có sét đánh vào cột thu sét đường dây) để giữ cho điện điểm thân cột khơng q lớn… cần hạn chế phóng điện ngược cơng trình cần bảo vệ 3.2 Các yêu cầu kĩ thuật Bộ phận nối đất có trị số điện trở tản bé tốt Tuy nhiên việc giảm thấp điện trở tản đòi hỏi phải tốn nhiều kim loại khối lượng thi công Do việc xác định tiêu chuẩn nối đất lựa chọn phương án nối đất phải cho hợp lý mặt kinh tế đảm bảo yêu cầu kĩ thuật Điện trở nối đất cho phép nối đất an toàn chọn cho trị số điện áp bước tiếp xúc trường hợp không vượt qua giới hạn cho phép Theo quy trình hành tiêu chuẩn nối đất quy định sau: Đối với thiết bị điện có điểm trung tính trực tiếp nối đất (dịng ngắn mạch chạm đất R ≤ 0,5Ω lớn) trị số điện trở nối đất cho phép là: Đối với thiết bị điện có điểm trung tính cách điện (dịng ngắn mạch chạm đất bé) thì: Nếu dùng cho thiết bị cao áp R≤ 250 ( Ω) I 38 (3 – 1) 39 Nếu dùng cho cao áp hạ áp R≤ 125 (Ω) I (3 – 2) Trong nhà máy điện trạm biến áp, nối đất làm việc nối đất an toàn cấp điện áp khác thường nối thành hệ thống chung Khi phải đạt yêu cầu loại nối đất có trị số điện trở nối đất cho phép bé Trong thực nối đất, cần tận dụng hình thức nối đất có sẵn ví dụ đường ống kết cấu kim loại cơng trình chơn đất, móng bê tơng cốt thép Việc tính tốn điện trở tản đường ống chơn đất hồn tồn giống với điện cực hình tia Do nối đất làm việc mơi trường không đồng (đất - bê tông) nên điện trở suất lớn so với điện trở suất đất t tính tốn lấy tăng lên 25% Vì khung cốt thép lưới khơng phải cực đặc nên hiệu chỉnh cách β = 1, nhân thêm hệ số hệ số chuyển từ cực lưới sang cực đặc Đối với thiết bị có dịng điện ngắn mạch chạm đất bé điện trở tản phần nối đất có sẵn đạt u cầu khơng cần nối đất bổ sung Với thiết bị có dịng ngắn mạch chạm đất lớn phải đặt thêm nối đất nhân tạo với trị số điện trở tản không Ω Nối đất chống sét thông thường nối đất cột thu sét, cột điện nối đất hệ thống thu sét trạm biến áp nhà máy điện + Do phận nối đất cột thu sét cột điện thường bố trí độc lập (khơng có liên hệ với phận khác) nên cần sử dụng hình thức nối đất tập trung để có hiệu tản dòng điện tốt ρ≤ Ω + Khi đường dây qua vùng đất ẩm ( 3.104 cm) nên tận dụng phần nối đất có sẵn móng chân cột bê tơng để bổ sung thay cho phần nối đất nhân tạo + Đối với nối đất hệ thống thu sét trạm biến áp phận thu sét đặt xà trạm phần nối đất chống sét buộc phải nối chung với mạch vòng nối đất an toàn trạm Lúc xuất nối đất phân bố dài làm Z xk lớn làm tăng điện áp giáng gây phóng điện đất Do việc nối đất chung thực với U≥ trạm biến áp có cấp điện áp 110kV Ngồi phải tiến hành số biện pháp bổ sung, khoảng cách theo mạch dẫn điện đất từ chỗ nối đất hệ thống thu sét phải từ 15m trở lên… 40 3.3 Lý thuyết tính tốn nối đất 3.3.1 Tính tốn nối đất an tồn Với cấp điện áp lớn 110kV nối đất an toàn phải thoả mãn điều kiện là: R ≤ 0,5Ω - Điện trở nối đất hệ thống có giá trị - Cho phép sử dụng nối đất an toàn nối đất làm việc thành hệ thống Điện trở nối đất hệ thống RHT = RNT / / RTN = RNT RTN ≤ 0,5(Ω) RTN + RNT (3 – 3) Trong đó: RTN: điện trở nối đất tự nhiên RNT ≤ 1Ω RNT: điện trở nối đất nhân tạo ( ) • Nối đất tự nhiên Trong phạm vi đề tài ta xét nối đất tự nhiên trạm hệ thống chống sét đường dây cột điện 110kV 220kV tới trạm Ta có cơng thức tính tốn sau: RTN = RC Rc 1 + + Rcs (3 – 4) Trong đó: Rcs: điện trở tác dụng dây chống sét khoảng vượt Rc: điện trở nối đất cột điện • Nối đất nhân tạo Xét trường hợp đơn giản trường hợp điện cực hình bán cầu Dòng điện chạm đất I qua điểm cố tạo nên điện áp giáng phận nối đất U = I.R (3 - 5) Với R điện trở tản nối đất Theo tính tốn xác định phân bố điện áp mặt đất theo công thức: Ur = I ρ 2.π r (3 – 6) ÷ Trong thực tế nối đất có hình thức cọc dài 3m sắt trịn hay sắt góc chơn ÷ thẳng đứng: dài chơn nằm ngang độ sâu 0,5 0,8m đặt theo hình tia mạch 41 vịng hình thức tổ hợp hình thức Trị số điện trở tản hình thức nối đất cọc xác định theo công thức cho trước 42 Đối với nối đất chơn nằm ngang dùng cơng thức chung để tính trị số điện trở tản xoay chiều: ρ K L2 R= ln 2.π l d t (3 – 7) Trong đó: L: chiều dài tổng điện cực t: độ chơn sâu d: đường kính điện cực điện cực dùng sắt tròn Nếu dùng sắt dẹt trị số d b thay (b - chiều rộng sắt dẹt) K: hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất (tra bảng) Khi hệ thống nối đất gồm nhiều cọc bố trí dọc theo chiều dài tia theo chu vi mạch vòng, điện trở tản hệ thống tính theo cơng thức R ht = Rt Rc Rc ηt + n.Rt η c (3 – 8) Trong đó: Rc: điện trở tản cọc Rt: điện trở tản tia mạch vòng n: số cọc ηt : hệ số sử dụng tia dài mạch vòng ηc : hệ số sử dụng cọc 3.3.2 Tính tốn nối đất chống sét Hai trình đồng thời xảy có dịng điện tản đất - Q trình q độ phân bố điện áp dọc theo chiều dài điện cực - Q trình phóng điện đất Khi chiều dài điện cực ngắn (nối đất tập trung) khơng cần xét q trình q độ mà cần xét q trình phóng điện đất Ngược lại nối đất dùng hình thức tia dài mạch vịng (phân bố dài) đồng thời phải xem xét đến hai q trình, chúng có tác dụng khác hiệu nối đất Điện trở tản xung kích nối đất tập trung: Qua nghiên cứu tính tốn người ta thấy điện trở tản xung kích khơng phụ thuộc vào kích thước hình học điện cực mà quy định biên độ dòng điện I, điện trở suất đất 43 ρ đặc tính xung kích Vì trị số điện trở tản xoay chiều nối đất tỉ lệ với ρ nên hệ số xung kích có trị số là: α xk = Rxk = R I ρ (3 – 9) Hoặc dạng tổng quát: α xk = f ( I ρ ) (3 – 10) Tính tốn nối đất phân bố dài khơng xét tới q trình phóng điện đất Sơ đồ đẳng trị nối đất thể sau: Hình 3.1 Sơ đồ đẳng trị hệ thống nối đất Trong trường hợp bỏ qua điện trở tác dụng R bé so với trị số điện trở tản, đồng thời không cần xét đến phần điện dung C trường hợp sóng xung kích, dịng điện dung nhỏ so với dịng điện qua điện trở tản Lúc sơ đồ đẳng trị có dạng thu gọn sau: Hình 3.2 Sơ đồ đẳng trị thu gọn Trong sơ đồ thay thì: L0: điện cảm điện cực đơn vị dài G0: điện dẫn điện cực đơn vị dài  l   µH  Lo = 0, ln( ) - 0, 31  ÷  r   m  (3 – 11) 44 Go = 2.l.RNTSET (3 – 12) Với: l: chiều dài cực r: bán kính cực phần trước cực thép dẹt có bề rộng b (m) b r= Do đó: 45 Gọi Z(x, t) điện trở xung kích nối đất kéo dài, hàm số không gian thời gian t Z(x, t) = U ( x, t ) I ( x, t ) (3 – 13) U(x, t); I(x, t) dòng điện điện áp xác định từ hệ phương trình vi phân: ∂I  ∂U − ∂x = Lo ∂t  − ∂I = G U o  ∂x (3 – 14) Giải (2 – 14) ta điện áp điểm thời điểm t điện cực: t ∞ −  a   k π x  T t + 2.T1.∑ 1 − e ÷cos  U ( x, t ) =  ÷ Go l  l k =1 k     (3 – 15) K Từ ta suy tổng trở xung kích đầu vào nối đất t −   2.T1 ∞  T 1 + Z ( 0, t ) = ∑ 1 − e ÷ ÷ Go l  t k =1 k    K Tk = Với: T1 = Lo Go l k π Lo Go l π2 (3 – 16) (hằng số thời gian) Tk = T1 k2 Đặt ta có: Tính tốn nối đất phân bố dài có xét q trình phóng điện đất Việc giảm điện áp mật độ dòng điện phần xa điện cực làm cho trình phóng điện đất nơi có yếu so với đầu vào nối đất Do ρ điện dẫn nối đất (trong sơ đồ đẳng trị) khơng phụ thuộc vào I, mà cịn phụ thuộc vào toạ độ Việc tính tốn tổng trở phức tạp giải phương pháp gần Ở phạm vi đề tài ta bỏ qua q trình phóng điện đất 46 3.4 Tính tốn nối đất an toàn 3.4.1 Nối đất tự nhiên Trong phạm vi đề tài ta xét nối đất tự nhiên trạm hệ thống chống sét đường dây cột điện 110kV 220kV tới trạm • Tính Rc: + Dây chống sét ta sử dụng loại C-70 có ro = 2,38 ρ Ω / km Ω.m + Điện trở suất đất = 104 + Điện trở nối đất cột đường dây: Rc = 10 Ω + Chiều dài khoảng vượt đường dây 220kV là: L220 = 519 m + Chiều dài khoảng vượt đường dây 110kV là: L110 = 319 m Trạm có n = lộ 220kV, 10 lộ 110 kV Theo công thức (3 – 4) ta có : Rc R TN = n Rc + + Rcs Trong đó: n - số lộ dây - Đối với lộ đường dây chống sét 220 kV: RCS = r0*L220kV = 2,38*0,519 = 1,235 (Ω) RTN220 = * = 0,59 (Ω) - Đối với lộ đường dây chống sét 110 kV: RCS = r0*L110kV = 2,38*0,319 = 0,759 (Ω) RTN110 = * = 0,24 (Ω) Vậy RTN = = 0,171 (Ω) Ω Nhận xét: RTN < 0,5 mặt lý thuyết đạt yêu cầu nối đất an tồn Tuy nhiên nối đất tự nhiên xảy biến động, ta cần phải nối đất nhân tạo 47 3.4.2 Nối đất nhân tạo Nối đất nhân tạo ta sử dụng hình thức nốt đất ngang dẹt 50x5mm, chôn sâu 0,8m, vòng quanh chu vi khu vực xà tường bao trạm cách tường bao 1m Kích thước Hình vẽ 3.1 Ta có: Chu vi diện tích mạch vòng nối đất trạm: L = (173+128).2 = 602 m Hình 3.3 Sơ đồ mạch vịng nhân tạo tường trạm Điện trở suất đất: ρd = 104 Ωm 48 R MV = Điện trở nối đất hệ thống mạch vòng là: ρtt K L2 ln 2.π L t.d Với: L: chu vi mạch vòng L = (l1 + l2) = 602 (m) t: độ chơn sâu làm mạch vịng, lấy t = 0,8 m ρtt : điện trở suất tính tốn đất làm mạch vịng chơn độ sâu ρtt ρ t: = Kmùa Tra bảng với ngang chôn sâu 0,8 m ta có kmùa =1,6 ⇒ ρtt Ω = 104.1,6 = 166,4 ( m) d: đường kính làm mạch vịng, thép dẹt nên: b 5.10 −2 d= = = 0,025 ( m ) 2 K: hệ số phụ thuộc hình dáng hệ thống nối đất Bảng 3.1 Hệ số K phụ thuộc vào (l1/l2) l1/l2 1,5 K 5.53 5.81 6,42 8,17 10,40 Ta có Giá trị nằm khoảng (12) Sử dụng phương pháp nội suy tuyến tính ta có: = => K = 5,727 Thay công thức vào cơng thức tính RMV ta RMV = ln = ln = 0,812 < (Ω) Vậy điện trở nối đất hệ thống là: RHT = = = 0,141 (Ω) < 0,5 (Ω) Kết luận: Hệ thống thiết kế nối đất đảm bảo an toàn cho TBA 110/220kV 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Minh Chước, Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp, Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 2002 [2] Trần Văn Tớp, Kỹ thuật điện cao áp, điện áp bảo vệ chống điện áp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 50 ... tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp, Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 2002 [2] Trần Văn Tớp, Kỹ thuật điện cao áp, điện áp bảo vệ chống điện áp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007...TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Họ tên sinh viên: Phạm Trung... dịng điện dung nhỏ so với dòng điện qua điện trở tản Lúc sơ đồ đẳng trị có dạng thu gọn sau: Hình 3.2 Sơ đồ đẳng trị thu gọn Trong sơ đồ thay thì: L0: điện cảm điện cực đơn vị dài G0: điện dẫn điện