tính toán bảo vệ chống sét cho trạm biến áp chống sét đánh trực tiếp, tính nối đất

Ch­¬ng 2: TÝnh to¸n b¶o vÖ chèng sÐt cho tr¹m biÕn ¸p : chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp, tÝnh nèi ®Êt I - Kh¸i niÖm chung : 1 . §Æt vÊn ®Ò: Tr¹m biÕn ¸p lµ phÇn tö rÊt quan träng trong hÖ thèng ®iÖn, nã thùc hiÖn viÖc truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng. Khi tr¹m biÕn ¸p bÞ sÐt ®¸nh trùc tiÕp sÏ g©y ra nh÷ng hËu qu¶ rÊt nghiªm träng nh­ lµm h­ háng c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, lµm gi¸n ®o¹n cung cÊp ®iÖn, ®ång thêi lµm ¶nh h­ëng nghiªm träng tíi c¸c nghµnh kinh tÕ quèc d©n kh¸c.

Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Chơng 2: Tính toán bảo vệ chống sét cho trạm biến ¸p : chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp, tÝnh nèi ®Êt I - Khái niệm chung : Đặt vấn đề: Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện, thực việc truyền tải phân phối điện Khi trạm biến áp bị sét đánh trực tiếp gây hậu nghiêm trọng nh làm h hỏng thiết bị điện, làm gián đoạn cung cấp điện, đồng thời làm ảnh hởng nghiêm trọng tới nghành kinh tế quốc dân khác Chính việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp trời quan trọng Để bảo vệ chống sét đánh trùc tiÕp ta sư dơng cét thu l«i ViƯc lùa chọn cột thu lôi nh bố trí phụ thuộc chủ yếu vào sơ đồ trạm, kết cấu trạm củng nh độ cao công trình cần bảo vệ Việc bố trí cột thu lôi cần đợc ý tới việc tận dụng độ cao có sẵn trạm nh : cột đèn chiếu sáng, xà đỡ Bên cạnh phơng án bảo vệ chống sét cho trạm cần đợc đảm bảo mặt kỷ thuật nh thoả mÃn vỊ kinh tÕ vµ hµi hoµ vỊ mü tht II ) yêu cầu kỷ thuật lý thuyết bảo vệ : 1) yêu cầu kỷ thuật: Khi sử dụng cột thu lôi cần đặc biệt lu ý yếu cầu sau: + Khoảng cách không khí kết cấu trạm có đặt cột thu lôi phận mang điện không đợc bế độ dài chuổi sứ + Có thể nối đất cột thu lôi độc lập vào hệ thống nối đất trạm phân phôi từ 110 kV trở lên + Không đựơc đặt cột thu lôi lên két cấu 35 kV, 22 kV ,và không đợc nối cột thu lôi vào hệ thống nối đất an toàn 22 kV + Khi sử dụng cột đèn chiếu sáng làm giá đỡ cột thu lôi cần ý cho dây dẫn điện ( cáp chì ) vào ống kim loại chôn sâu vào đất + Phần dẩn điện hệ thống thu sét ( dây nối đất phận nhận sét ) phải đủ tiết diện để thoả mÃo điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt có dòng sét chạy qua + Có thể nối dây chống sét bảo vệ đoạn đến trạm vào hệ thống nối đất trạm nh khoảng cách từ chổ nối đất đến điểm nối đất máy biến áp lớn 15 m Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp + trạm phân phối trời từ 110 kV trở lên mức cách điện cao nên đặt cột thu lôi lên kết cấu xà đỡ + chổ nối kết cấu có đặt cột thu lôi vào hệ thống nói đất cần phải có nói ®Êt bæ sung (dïng nèi ®Êt tËp trung ) nh»m đảm bảo diện trở khuếch tán không 4() + Khi dùng cột thu lôi độc lập cần phải ý đến khoảng cách giửa cột thu lôi đến phận trạm để tránh khả phóng điện từ cột thu lôi đến vật cần đợc bảo vệ 2) Lý thuyết tính toán phạm vi bảo vệ cột thu lôi: 2-1) Phạm vi bảo vệ cột thu lôi: phạm vi bảo vệ thu lôi miền đợc giới hạn mặt hình nón tròn xoay có đờng sinh xác định phơng trình: rx = 1,6 (h hx ) hx 1+ h (2-1) Trong : h : Độ cao cột thu sét hx : Độ cao vật cần bảo vệ rx : Bán kính phạm vi bảo vƯ ë møc hx h-hx : §é cao hiƯu dơng cột thu lôi Tuy nhiên đẻ dễ dàng, thuận tiện thiêt kế tính toán ngời ta thờng dùng phạm vi bảo vệ dạng đơi giản hoá có hình nh: Hình (2-1) dới Các đờng sinh hình nón dà đợc thay cách gần đờng thẳng qua đỉnh cột thu lôi tạo với mặt đáy hai đoạn có độ dài tơng ứng 0,75h 1,5h Với đờng sinh thay gần nh ta có đợc phạm vi bảo vệ cột thu lôi đợc tính theo (2-2), công thức (2-3): 0,2h 2/3h 0,75h Sinh viên : Nguyễn Anh Đức hx Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp 1,5h rx Hình vẽ (2-1) : Phạm vi bảo vệ cột thu lôi Trong bán kính bảo vệ độ cao hx đợc tính theo công thức sau: hx ) 0,8h (2-2) hx ) h (2-3) Khi hx ≤ h : rx = 1,5h ( − Khi hx > h : rx = 0,75h (1 2-2) Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi có độ cao : Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi có độ cao đợc thể nh hình (2-2) dới : Khi hai cột thu lôi đặt cách bmột đoạn a = 2R =7h điêmt mặt đất khoảng cách hai cột không bị sét đánh Vì nên hai cột thu lôi đặt cách khoảng a < 7h bảo vệ đợc độ cao h0 : h0 = h Sinh viên : Nguyễn Anh Đức a Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Hình vẽ(2-2) : Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi cao Trong hình vẽ : rx : Bán kính bảo vệ vật độ cao hx rox: Bán kính bảo vệ cột thu lôi có chiều cao h0 bảo vệ cho vật có độ cao hx hx ) 0,8h0 (2- 4) hx ) h0 (2- 5) Khi hx ≤ h0 : rx =1,5h0 (1 − Khi hx > h0 : rx = 0,75h0 (1 2-3) Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi có độ cao khác nhau: Hai cột thu lôi có độ cao khác có phạm vi bảo vệ gần giống nh hai cột thu lôi có độ cao nhau, khác chổ lúc ta phảit hay khoảng cách a hai cột khoảng cách a cột thu lôi có độ cao thấp với cột thu lôi giả tởng Điều đợc thể cụ thể hình vẽ dới đây: Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Từ hình vÏ ta thÊy : + NÕu h ≤ h’ DE = 1,5h đồng thời AE = 0,8h ,nhờ tam giác đoòng dạng ta dễ dàng tính ®ỵc BC , tõ ®ã ®i tÝnh a’ = a BC Lúc phạm vi bảo vệ cột thu lôi có chiều cao h h đợc quy đổi phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi có chiều cao h cách đoạn a Bán lính bảo vệ cặp cột đợc tính theo công thức (2-4) hay (2-5) + Nếu h > h DE = 0,75h đồng thời AE =h Nhờ tam giác đồng dạng ta dễ dàng tính đợc BC, từ đố ta tính a = a BC Lúc phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi có chiều cao h h đợc quy đổi phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi có chiều cao h cách đoạn a Bán kính bảo vệ cặp cột đợc tính theo công thøc (2- 4) hay(2- 5) Sinh viªn : Ngun Anh §øc Líp HT§1-K43 Bé M«n HƯ Thèng §iƯn §å án tốt nghiệp 2-4) Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu lôi : Khi công trình cần bảo vệ cã diƯn tÝch lín, ta ph¶i sư dơng nhiỊu cét thu lôi để phối hợp bảo vệ Phần bao phạm vi bảo vệ đợc xác định theo tong đôi cột nh ta đà xét Khi ba hay bốn cột thu lôi đợc sđặt gần miền bảo vệ lúc vòng tròn noại tiếp tam giác ( tứ giác) qua đỉnh cột thu lôi Lúc ta cần kiểm tra điều kiện an toàn theo tiêu sau : D ≤ 8( h – hx ) = 8ha (2 – 6) Với : D : Đờng kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác hình thành cột thu sét = h – hx : §é cao hiƯu dơng cột thu lôi 2-5 ) Chú ý : Cần lu ý trờng hợp cột thu sét cao 30 m hiệu chúng giảm sút lúc độ cao định hớng sét đợc giữ số Lúc công thức phải nhân thêm với hệ sè hiƯu chØnh p : p= lµ: 5,5 h (2 -7 ) Và hoành độ 0,75ph 1,5ph nh điều kiện bảo vệ an toàn lúc D ≤ 8ha.p (2 – 8) 2-6 ) Ph¹m vi bảo vệ dây thu sét : a) Phạm vi bảo vệ dây thu sét : Khi hx ≤ h : rx = 1,2h (1 − hx ) 0,8h Khi hx > h : rx = 0,6h (1 − hx ) 0,8h Sinh viªn : Ngun Anh §øc (2- 9) (2- 10) Líp HT§1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Hình vẽ(2-4) : Phạm vi bảo vệ dây chống sét b) phạm vi bảo vệ hai dây thu sét: Hai dây cách khoảng a = 4h độ cao mắt đất đợc bảo vệ a từ tính đợc r0x a < 4h bảo vệ đợc độ cao h0 = h Khi hx ≤ h : rox =1,2h0 (1 − hx ) 0,8h0 (2- 11) Khi hx > h : rox = 0,6h0 (1 − hx ) h0 (2- 12) Khoảng cách an toàn không khí đất : Điện áp điểm thân cột cách phận nối đất đoạn dài S K đợc tính công thức : Ua = Is.Rd + Lhx d is dt (2 - 13) Trong ®ã : Is biên độ dòng điện sét Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Rd điện trở phận nối đất Lhxlà điện cảm đến độ cao hx cột Lhx = I0 hx ( I0 điện cảm đơn vị cột ) Ta có yêu cÇu : UA < UPd = DkPd Sk VËy: Sk < I s Rd + Lhx d is dt K E Pd Hình vẽ (2-5) : Khoảng cách an toàn không khí đất Vậy Sd > I s Rd E dpd Iii B¶o vƯ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp 1) Mặt trạm: Trạm biến áp có cấp điện áp 220/110(kV) víi kÝch cë 109*111 m2 Víi : Mét lé vào từ nhà máy Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tèt nghiƯp Hai lé 220(kV) cã ®é cao cùc đại cần bảo vệ 17 m Ba lộ 110(kV) có độ cao cực đại cần bảo vệ 11 m 2) Phơng áp 1: Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Sơ đồ bố trí nh hình(1-7) phơng án ta bố trí cột thu lôi ë phÝa 110(kV) Ýt h¬n nhiỊu so víi phÝa 220(kV) nên hài hoà mỹ thuật ta cã thĨ chän cét thu l«i phÝa 110(kV) cao b»ng cột thu lôi phía 220(kV) Sinh viên : Nguyễn Anh §øc Líp HT§1-K43 10 Bé M«n HƯ Thèng §iƯn §å ¸n tèt nghiÖp *) Nhãm cét 10- 17- 18 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh lµ : L10,18 = 20,56 m L17,18 = 16 m L10,17 = 19,37 m VËy nưa chu vi tam gi¸c lµ : p= (20,56 + 16 + 19,37) = 28 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 20,56 16 19,37 = 21,7 m 28(28 -19,37)(28 -16)(28 - 20,56) Do ®ã ®é cao hiƯu dơng cđa cét thu lôi : D 21,7 = = 2,7m 8 *) Nhãm cét 10- 11- 17 : Nhãm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L10,11 = 24 m L11,17 = 20 m L10,17 = 28,86 m Vậy nửa chu vi tam giác : p= (24 + 20 + 28,86) = 36,43 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 24 20 28,86 = 29,2 m 36,43(36,43 - 24)(36,43 - 20)(36,43 - 28,86) Do ®ã ®é cao hiƯu dơng cột thu lôi : Sinh viên : Ngun Anh §øc D 29,2 = = 3,65m 8 Lớp HTĐ1-K43 47 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ ¸n tèt nghiÖp *) Nhãm cét 11- 12- 17 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh lµ : L11,17 = 20 m L11,12 = 35 m L12,17 = 22,67 m VËy nưa chu vi tam gi¸c lµ : p= (35 + 20 + 22,67) = 38,8 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 35 20 22,67 = 37,5 m 38,8(38,8 - 35)(38,8 - 20)(38,8 - 22,67) Do ®ã ®é cao hiƯu dụng cột thu lôi : D 37,5 = = 4,7m 8 *) Nhãm cét 12- 13- 17 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L17,12 = 22,67 m L12,13 = 17,2 m L17,13 = 27,9 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (22,67 + 17,2 + 27,9) = 33,9 m Theo c«ng thøc Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 22,67 17,2 27,9 = 27,8 m 33,9(33,9 - 22,67)(33,9 -17,2)(33,9 - 27,9) Do ®ã ®é cao hiệu dụng cột thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức D 27,8 = = 3,48m 8 Lớp HTĐ1-K43 48 Bộ Môn Hệ Thống §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp *) Nhãm cét 13- 16- 17 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L16,17 = 34 m L13,16 = 24,2 m L13,17 = 27,9 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (34 + 24,2 + 27,9) = 43,05 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 34 24,2 27,9 = 34,4 m 43,05(43,05 - 34)(43,05 - 24,2)(43,05 - 27,9) Do ®ã ®é cao hiệu dụng cột thu lôi : ≥ D 34,4 = = 4,3m 8 *) Nhãm cột 16- 17- 18 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L16,17 = 34 m L17,18 = 16 m L16,18 = 32 m VËy nửa chu vi tam giác : p= (34 + 16 + 32) = 41 m Theo c«ng thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 34 16 32 = 34,25 m 41(41 - 34)(41 -16)( 41 - 32) Do độ cao hiệu dụng cột thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức D 34,25 = = 4,28m 8 Líp HT§1-K43 49 Bé Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp *) Nhóm cột 13- 14- 16 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L14,16 = 35,77 m L13,16 = 24,2 m L13,14 = 35,7 m VËy nửa chu vi tam giác : p= (35,77 + 24,2 + 35,7) = 47,8 m Theo c«ng thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 35,77 24,2 35,7 = 38 m 47,8(47,8 - 35,77)(47,8 - 24,2)(47,8 - 35,7) Do độ cao hiệu dụng cột thu lôi lµ : ≥ D 38 = = 4,75m 8 *) Nhãm cét 14- 15- 16 : Nhãm cét tạo thành tam giác có ba cạnh : L14,16 = 35,77 m L15,16 = 32 m L14,15 = 16 m Vậy nửa chu vi tam giác : p= (35,77 + 32 + 16) = 41,8 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 35,77 32 16 = 36,3 m 41,8( 41,8 - 35,77)(41,8 - 32)(41,8 -16) Do ®ã ®é cao hiƯu dơng cđa cét thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh §øc D 36,3 = = 4,54 m 8 Lớp HTĐ1-K43 50 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tèt nghiÖp *) Nhãm cét 15- 16- 20 : Nhãm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L15, 20 = 21,2 m L16, 20 = 21,3 m L15 , 16 = 32 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (32 + 21,3 + 21,3) = 37,3 m Theo c«ng thøc Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 32 21,3 21,3 = 32,2 m 37,3(37,3 - 32)(37,3 - 21,3)(37,3 - 21,3) Do ®ã độ cao hiệu dụng cột thu lôi : ≥ D 32,2 = = 4,025m 8 *) Nhóm cột 15- 20- 21 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L20, 21 = 21,3 m L15, 20 = 21,3 m L15 , 21 = 29 m VËy nưa chu vi tam gi¸c lµ : p= (29 + 21,3 + 21,3) = 35,75 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 29 21,3 21,3 = 29,3 m 35,75(35,75 - 29)(35,75 - 21,3)(35,75 - 21,3) Do ®ã ®é cao hiƯu dụng cột thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức D 29,3 = = 3,7m 8 Lớp HTĐ1-K43 51 Bộ Môn Hệ Thống Điện §å ¸n tèt nghiƯp *) Nhãm cét 20- 21- 22 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L21, 20 = 21,2 m L22, 20 = 21,3 m L21, 22 = 32 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (32 + 21,3 + 21,3) = 37,3 m Theo c«ng thøc Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác lµ : D= 32 21,3 21,3 = 32,2 m 37,3(37,3 - 32)(37,3 - 21,3)(37,3 - 21,3) Do độ cao hiệu dụng cột thu lôi : ≥ D 32,2 = = 4,025m 8 *) Nhãm cét 16- 20- 22 : Nhãm cét nµy tạo thành tam giác có ba cạnh : L16, 20 = 21,3 m L22, 20 = 21,3 m L16 , 22 = 29 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (29 + 21,3 + 21,3) = 35,75 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 29 21,3 21,3 = 29,3 m 35,75(35,75 - 29)(35,75 - 21,3)(35,75 - 21,3) Do ®ã ®é cao hiệu dụng cột thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức D 29,3 = = 3,7m 8 Lớp HTĐ1-K43 52 Bộ Môn Hệ Thống §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp *) Nhãm cét 16- 19- 22 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L19, 22 = 21,3 m L16, 19 = 21,3 m L16 , 22 = 29 m Vậy nửa chu vi tam giác : p= (29 + 21,3 + 21,3) = 35,75 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 29 21,3 21,3 = 29,3 m 35,75(35,75 - 29)(35,75 - 21,3)(35,75 - 21,3) Do ®ã ®é cao hiƯu dơng cđa cét thu lôi : D 29,3 = = 3,7m 8 *) Nhãm cét 19- 22- 23 : Nhãm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L22, 23 = 21,3 m L19, 22 = 21,3 m L23, 22 = 32 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (32 + 21,3 + 21,3) = 37,3 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 32 21,3 21,3 = 32,2 m 37,3(37,3 - 32)(37,3 - 21,3)(37,3 - 21,3) Do ®ã ®é cao hiệu dụng cột thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức D 32,2 = = 4,025m 8 Lớp HTĐ1-K43 53 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp *) Nhóm cột 18- 19- 23 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh : L19, 18 = 21,3 m L23, 19 = 21,3 m L18 , 23 = 29 m Vậy nửa chu vi tam giác : p= (29 + 21,3 + 21,3) = 35,75 m Theo công thức Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 29 21,3 21,3 = 29,3 m 35,75(35,75 - 29)(35,75 - 21,3)(35,75 - 21,3) Do ®ã ®é cao hiƯu dơng cđa cét thu lôi : D 29,3 = = 3,7m 8 *) Nhãm cét 16- 18- 19 : Nhóm cột tạo thành tam giác có ba cạnh lµ : L16, 19 = 21,3 m L18, 19 = 21,3 m L16, 18 = 32 m VËy nöa chu vi tam giác : p= (32 + 21,3 + 21,3) = 37,3 m Theo c«ng thøc Heprong đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác : D= 32 21,3 21,3 = 32,2 m 37,3(37,3 - 32)(37,3 - 21,3)(37,3 - 21,3) Do ®ã độ cao hiệu dụng cột thu lôi : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức D 32,2 = = 4,025m 8 Lớp HTĐ1-K43 54 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp *) Nhận xét : Sau tính toán ta có kết bảng (2-1) Bảng 2-1: Độ cao hiệu dụng cột thu lôi Nhóm cột Đờng kính D (m) Độ cao hiƯu dơng ha(m) 1-2-3 28,28 3,5 3-4-21 40,12 5,02 4-5-21 41,85 5,25 4-5-6 40,3 5,04 5-22-21 33 4,125 5-6-22 30,7 3,84 6-22-23 32,09 41,01 6-7- 23 25 3,125 7- 8- 23 23,5 2,94 8-9-23 30,03 3,75 9-18-23 30,03 3,7 9-10-18 24 10-17-18 21,7 2,7 10-11-17 29,2 3,65 11-12-17 37,5 4,7 12-13-17 27,8 3,48 13-16-17 34,4 4,3 16-17-18 34,25 4,28 13-14-16 38 4,75 14-15-16 36,3 4,54 15-16-20 32,2 4,025 15-20-21 29,3 3,7 Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 55 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiÖp 20-21-22 32,2 4,025 16-20-22 29,3 3,7 16-19-22 29,3 3,7 19-22-23 32,2 4,025 18-19-23 29,3 3,7 16-18-19 32,2 4,025 Nh×n vào bảng ta thấy hamax= 5,25m Vậy ta chọn độ cao cho trạm ha= 6m Do độ cao thực cột thu lôi h = + 17 = 23m 2-2) Phạm vi bảo vệ biên cho phơng án 3: a)phạm vi bảo vệ cột : *) phạm vi bảo vệ cột thu lôi phía 220(kV): Các cột phía 220(kV) có h = 23 m, bảo vệ cho vật có độ cao h x = 17m, vËy h x ≥ h nên theo (2-3) bán kính bảo vệ cột thu lôi phía 220(kV) là: 17 h rx = 0,75h ( - x ) = 0,75 23 ( ) = 4,5 m h 23 *) Ph¹m vi bảo vệ cột thu lôi phía 110(kV Các cột phía 110(kV) có độ cao h = 23m, bảo vệ vật có độ cao h x=11m, h x h nên theo công thức (2-4) bán kính bảo vệ cột thu lôi phÝa 110(kV) lµ: rx = 1,5h ( - 11 hx ) = 1,5 23 ( ) = 13,875 m 0,8h 0,8.23 b) Phạm vi bảo vệ cặp cột biên : #) Các cắp cột phía 220(kV) Để tính phạm vi bảo vệ cặp cột biên phía 220(kV) (Các cặp cột 1-2, 23, 3-4, 4-6, 6-7, 1-21, 21-15, 15-14, 14-13) ta ®i tÝnh : Sinh viên : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 56 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp h0 = h - a Trong ®ã : h: chiỊu cao cột thu lôi, h = 23m a: Khoảng cách hai cột thu lôi Sau ta tính bán kính bảo vệ cặp cột theo công thức (2-4) (2-5): hx ) 0,8h Khi hx ≤ h0 : rx = 1,5h ( - Khi hx > h0 : rx = 0,75h ( - hx ) h0 Ta cã kÕt qu¶ thĨ nh sau : *) Cặp cột 1-2 : Cặp cột có độ cao b»ng h = 23 m, b¶o vƯ vËt có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giưa hai cét lµ a = 20m VËy ta cã : a 20 h = h - = 23 - = 20,14 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cđa cét nµy lµ : ro 1-2 = 0,75 20,14 (1 - 17 20,14 ) = 2,36 m *) Cặp cột 2-3 : Cặp cột có ®é cao b»ng h = 23 m, b¶o vƯ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 20m Vậy ta cã : a 20 h = h - = 23 - = 20,14 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vƯ cđa cét nµy lµ : ro 2-3 = 0,75 20,14 ( Sinh viªn : Ngun Anh §øc 17 20,14 ) = 2,36 m Líp HT§1-K43 57 Bộ Môn Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp *) Cặp cột 3-4 : Cặp cột có độ cao b»ng h = 23 m, b¶o vƯ vËt có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giưa hai cét lµ a = 15,8m VËy ta cã : a 15,8 h = h - = 23 = 20,74 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cét nµy lµ : ro 3-4 = 0,75 20,74 ( - 17 20,74 ) = 2,8 m *) Cặp cột 4- : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 40,3m Vậy ta cã : a 40,3 h = h - = 23 = 17,3 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vƯ cđa cét nµy lµ : ro 4-6 = 0,75 17,3 ( - 17 17,3 ) = 0,225 m *) Cặp cột 6- : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 15m VËy ta cã : a 15 h = h - = 23 - = 20,9 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 6-7 = 0,75 20,9 ( - 17 20,9 ) = 2,9 m *) CỈp cét 1-21 : CỈp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 29m VËy ta cã : Sinh viªn : Ngun Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 58 Bộ Môn Hệ Thống Điện §å ¸n tèt nghiƯp a 29 h = h - = 23 - = 18,9 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 1-21 = 0,75 18,9 ( - 17 18,9 ) =1,45 m *) Cặp cột 21-15 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 29m VËy ta cã : a 29 h = h - = 23 - = 18,9 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 21-15 = 0,75 18,9 (1 - 17 18,9 ) =1,425 m *) Cặp cột 14-15 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 16m Vậy ta cã : a 16 h = h - = 23 - = 20,7 m 7 V× hx > h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 14-15 = 0,75 20,7 (1 - 17 20,7 ) = 2,78 m *) Cặp cột 13-14 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 35,7m VËy ta cã : a 35,7 h = h - = 23 =17,9 m 7 Sinh viªn : Nguyễn Anh Đức Lớp HTĐ1-K43 59 Bộ Môn Hệ Thống Điện Vì hx > Đồ án tốt nghiệp h0 nên theo (2-5) ta có bán kính bảo vệ cét nµy lµ : ro 13-14 = 0,75 17,9 ( - 17 17,9 ) = 0,38 m #) Các Cặp cột biên phía 110(kV) : Với cặp cột biên phía 110(kV) (Các cặp cột 8-9, 9-10, 10-11,11-12) hoàn toàn tơng tự nh với cặp cột biên phÝa 220(kV) ta cã : *) CỈp cét 8- : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 11m, khoảng cách giửa hai cột lµ a = 29m VËy ta cã : a 29 h = h - = 23 - =18,86 m 7 Vì hx < h0 nên theo (2-4) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 8-9 =1,5 18,86 ( - 11 ) = 7,67 m 0,8 18,86 *) CỈp cét 9- 10 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 11m, khoảng cách giửa hai cét lµ a = 21m VËy ta cã : a 21 h = h - = 23 - = 20 m 7 Vì hx < h0 nên theo (2-4) ta có bán kính bảo vệ cột nµy lµ : ro 9-10 = 1,5 20 ( - 11 ) = 9,37 m 0,8 20 *) Cặp cột 10- 11 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 11m, khoảng cách giửa hai cột a = 24 m VËy ta cã : Sinh viªn : Ngun Anh §øc Líp HT§1-K43 60 Bé M«n HƯ Thèng §iƯn §å ¸n tèt nghiÖp a 24 h = h - = 23 - =19,57 m 7 V× hx < h0 nên theo (2-4) ta có bán kính bảo vƯ cđa cét nµy lµ : ro 10-11 =1,5 19,57 ( - 11 ) = 8,73 m 0,8 19,57 *) Cặp cột 11- 12 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 11m, khoảng cách giửa hai cột a = 35m VËy ta cã : a 35 h = h - = 23 - = 18 m 7 V× hx < h0 nên theo (2-4) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 11-12 =1,5 18 ( - 11 ) = 6,38 m 0,8 18 #) Những cặp cột phía 110(kV) Và phía 220(kV) Đối với phơng án nµy ta chän cét phÝa 110(kV) vµ phÝa 220(kV) cã độ cao nh nhau, nên tính toán ta lấy độ cao cực đại vật cần bảo vệ 17 m (Phơng an có hai cặp cột 6-7, 13-14) *) Cặp cột 7-8 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 20,56 m VËy ta cã : a 20,56 h = h - = 23 = 20,06 m 7 Vì hx > h0 nên theo (2-4) ta có bán kính bảo vệ cột : ro 7-8 = 0,75 20,06 (1 - 17 ) = 2,3 m 20,06 *) CỈp cét 12-13 : Cặp cột có độ cao h = 23 m, bảo vệ vật có độ cao cực đại hx = 17m, khoảng cách giửa hai cột a = 17,2m VËy ta cã : Sinh viªn : Ngun Anh §øc Líp HT§1-K43 61 ... H×nh vẽ (2-5) : Khoảng cách an toàn không khí đất Vậy Sd > I s Rd E dpd Iii Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp 1) Mặt trạm: Trạm biến ¸p cã cÊp ®iƯn ¸p 220/110(kV) víi kÝch cë... nghiệp Hình vẽ(2-4) : Phạm vi bảo vệ dây chống sét b) phạm vi bảo vệ hai dây thu sét: Hai dây cách khoảng a = 4h độ cao mắt đất đợc bảo vệ a từ tính đợc r0x a < 4h bảo vệ đợc độ cao h0 = h − Khi... thu lôi đến phận trạm để tránh khả phóng điện từ cột thu lôi đến vật cần đợc bảo vệ 2) Lý thuyết tính toán phạm vi bảo vệ cột thu lôi: 2-1) Phạm vi bảo vệ cột thu lôi: phạm vi bảo vệ thu lôi miền