Bảo vệ chống sét trạm biến áp và đường dây

Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Khoa : ĐIỆN Ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : Hệ Thống Điện K1 Hải Dương 1- ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ Bảo vệ chống sét trạm biến áp đường dây TRẠM BIẾN ÁP + Sơ đồ 110kV 2TG+TGV 220kV 2TG+TGV + Độ cao cần bảo vệ 110kV 11 m 220kV + Mặt bằng: 16.5m …………………………… + Mặt cắt : …………………………… + Máy biến áp 2AT 110/220kV + Đường dây vào trạm 110kV 220kV + Điện trở suất đất 80.m ĐƯỜNG DÂY + Cấp điện áp 220kV + Cột Loi ct St Chiu cao ct 26,8m -1- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp treo cao dây dẫn pha A………………20,8m Độ treo cao dây dẫn pha B………………16,8m Độ treo cao dây dẫn pha C………………16,8m 250 Góc bảo vệ pha A Góc bảo vệ pha B 15,60 Góc bảo vệ pha C 15,60 + Dây dẫn Loại dây Độ võng dây dẫn + Dây chống sét Loại dây Số dây chống sét Độ võng dây chống sét + Cách điện Loại cách điện Đặc tính + Khoảng vượt + Điện trở nối đất cột điện + Vùng ô nhiễm + Số ngày giông sét 2- NỘI DUNG CÁC PHẦN TÍNH TỐN AC-240 …6m…… C70 …4m…… Treo 14 Phía 220 kV: 290m 9; 16; 23 II 80 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp Tính tốn nối đất cho trạm biến áp Tính tốn tiếu chống sét đường dây 220kV Bảo vệ chống sóng truyền vào trạm biến áp từ phía đường dây 220 kV 3- CÁC BẢN VẼ - - Phạm vi bảo vệ cột thu sét, phương án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp - Các kết tính tốn nối đất an tồn nối đất chống sét trạm - Phương pháp kết tính tốn tiêu bảo vệ chống sét ca ng dõy -2- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật ®iƯn cao ¸p - Các kết tính tốn bảo vệ trạm biến áp chống sóng truyền 4- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : 5- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ THIẾT KẾ : 6- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ Nộp Bảo vệ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ họ tên ký tên) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Ngành: Hệ Thống Điện Khoá: Hải Dương Giáo viên hướng dẫn: Giáo viên duyệt : Nội dung thiết kế tốt nghiệp: -3- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp Nhận xét giáo viên : Ngày tháng năm Giáo viên duyệt ( Ký, ghi rõ họ tên ) Lời núi u * * * -4- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp t nc ang bc vo thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hố, ngành điện giữ vai trũ quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống điện cần cho phục vụ sản xuất sinh hoạt Cùng với phát triển xó hội đũi hỏi việc cung cấp điện phải đảm bảo liên tục có chất luợng cao Xuất phát từ thực tế việc đảm bảo cho trạm biến áp đường dây truyền tải làm việc an tồn, khơng gặp cố, không gây gián đoạn cung cấp điện đặc biệt quan trọng Nhằm hồn thiện kiến thức học bước đầu làm quen với thực tế em khoa Điện môn Hệ Thống Điện trường đại học Bách Khoa Hà Nội giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp với đề tài: ”Bảo vệ chống sét cho đường dây trạm biến áp 110/220kV” Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ hướng dẫn tận tỡnh thầy, cô giáo môn đặc biệt suốt quỏ trỡnh hoàn thành đồ ỏn Hà nội tháng 6-2007 Sinh viên -5- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp MC LC T VẤN ĐỀ .7 CHƯƠNG I BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP .8 1.1 Các yêu cầu: 1.2 Phạm vi bảo vệ hệ thống thu sét: .9 1.2.1 Phạm vi bảo vệ cột thu sét 1.2.1 Phạm vi bảo vệ dây thu sét 14 1.3 Phương án bảo vệ hệ thống thu sét: 15 1.3.1 Phương án .15 1.3.2 Phương án .19 1.3.3 Phương án .22 CHƯƠNG II 27 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM 27 2.1 Yêu cầu kỹ thuật nối đất trạm biến áp 27 2.2- Các số liệu dùng để tính tốn nối đất .29 2.2.1 Nối đất an toàn 30 2.2.2 Nối đất chống sét 34 2.2.3 Nối đất bổ sung 40 CHƯƠNG III 44 BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐƯỜNG DÂY 44 3.1 Mở đầu 44 3.2 Các tiêu bảo vệ chống sét đường dây .45 3.2.1.Cường độ hoạt động sét 45 3.2.2 Số lần sét đánh vào đường dây 45 3.2.3 Số lần phóng điện sét đánh vào đường dây 46 -6- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao ¸p 3.2.4 Số lần cắt điện sét đánh vào đường dây 47 3.2.5 Số lần cắt điện điện áp cảm ứng 48 3.3 Tính tốn tiêu bảo vệ chống sét đường dây 48 3.3.1 Mô tả đường dây cần bảo vệ 48 3.3.2 Độ võng, độ treo cao trung bình, tổng trở, hệ số ngẫu hợp đường dây 50 3.3.3 Tính số lần sét đánh vào đường dây 53 3.3.4 Suất cắt sét đánh vào đường dây 54 CHƯƠNG IV 78 BẢO VỆ CHỐNG SÓNG QUÁ ĐIỆN ÁP TRUYỀN TỪ ĐƯỜNG DÂY VÀO TRẠM 78 4.1 Mở đầu 78 4.2 Phương pháp tính tốn q điện áp cách điện thiết bị có sóng truyền vào trạm 79 4.2.1 Tác dụng sóng lên điện trở phi tuyến đặt cuối đường dây 82 4.2.2 Sóng tác dụng lên chống sét van đặt cuối đường dây 84 4.2.3 Sóng tác dụng lên điện dung đặt cuối đường dây (phương pháp tiếp tuyến) 84 4.3.Tính tốn bảo vệ có sóng q điện áp truyền 86 4.3.1.Mơ tả trạm cần bảo vệ .86 4.3.2 Lập sơ đồ thay tính tốn trạng thái sóng trạm .86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC 99 -7- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao ¸p ĐẶT VẤN ĐỀ Trong hệ thống điện trạm biến áp dùng rộng rãi, làm nhiệm vụ truyền tải điện từ lưới điện có điện áp U1 sang lưới điện có điện áp U2 phục vụ cho việc truyền tải phân phối lượng điện Do trình vận hành trạm biến áp ảnh hưởng lớn tới việc cung cấp chất lượng điện Bảo vệ chống sét trạm biến áp bao gồm phần: + Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp: trạm biến áp bảo vệ dây chống sét (treo thiết bị xà đỡ dây, cái) cột chống sét kiểu Franklin + Mạng lưới nối đất: để tản dòng điện sét đất hạn chế phóng điện ngược cơng trình cần bảo vệ + Bảo vệ chống sóng điện áp truyền từ đường dây vào trạm Yêu cầu đề thiết kế chống sét cho trạm 110/220kV với số liệu sau : Sơ đồ: 110kV Sơ đồ hai góp có góp vịng 220kV Sơ đồ hai góp có góp vịng Độ cao cần bảo vệ: 220kV 110kV Máy biến áp: 2AT 110/220 kV -8- là 16,5 m 11 m §å ¸n tèt nghiƯp kü tht ®iƯn cao ¸p Đường dây vào trạm: 110kV 220kV Điện trở suất đất: 80 Ù.m Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt kèm CHƯƠNG I BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP 1.1 CÁC YÊU CẦU: Tất thiết bị cần bảo vệ phải nằm trọn phạm vi bảo vệ an toàn hệ thống bảo vệ Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt trạm yêu cầu cụ thể, hệ thống cột thu sét đặt độ cao có sẵn xà, cột đèn chiếu sáng đặt độc lập Khi đặt hệ thống cột thu sét kết cấu trạm tận dụng độ cao vốn có cơng trình nên giảm độ cao cột thu sét Tuy nhiên đặt hệ thống thu sét xà trạm có sét đánh gây nên điện áp giáng điện trở nối đất phần điện cảm cột Phần điện áp lớn gây phóng điện ngược từ hệ thống thu sét sang cỏc phn t mang in -9- Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp cỏch in khụng lớn Do điều kiện để đặt cột thu sét hệ thống xà trạm mức cách điện cao điện trở tản phận nối đất nhỏ Đối với trạm trời từ 110kV trở lên có cách điện cao nên đặt cột thu sét kết cấu trạm phân phối Các trụ kết cấu có đặt cột thu sét phải nối đất vào hệ thống nối đất trạm phân phối theo đường ngắn cho dòng điện I S khuyếch tán vào đất theo - cọc nối đất Ngoài trụ kết cấu phải có nối đất bổ sung để cải thiện trị số điện trở nối đất Nơi yếu trạm phân phối ngài trời điện áp 110kV trở lên cuộn dây máy biến áp Vì dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp yêu cầu khoảng cách hai điểm nối đất hệ thống nối đất cột thu sét vỏ máy biến áp theo đường điện phải lớn 15m Khi bố trí cột thu sét xà trạm trời 110kV trở lên cần ý nối đất bổ sung chỗ nối kết cấu có đặt cột thu sét vào hệ thống nối đất nhằm đảm bảo điện trở khuếch tán không 4Ù Khi dùng cột thu sét độc lập phải ý đến khoảng cách cột thu sét đến phận trạm để tránh khả phóng điện từ cột thu sét đến vật bảo vệ Việc lắp đặt cột thu sét làm tăng xác suất sét đánh vào diện tích cơng trình cần bảo vệ, cần chọn vị trí lắp đặt cột thu sét cách hợp lý -10-