bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào TBA

chống sét cho trạm biến áp

Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 1 Chng 1: BO V CHNG SẫT NH TRC TIP VO TRM BIN P 1.1. Khỏi nim chung: Trong h thng in trm bin ỏp l mt phn t ht sc quan trng. Nú thc hin nhim v truyn ti v phõn phi in nng. Do ú khi cỏc thit b ca trm b sột ỏnh trc tip thỡ s dn n nhng hu qu rt nghiờm trng khụng nhng ch lm hng n cỏc thit b trong trm m cũn cú th dn n vic ngng cung cp in ton b trong mt thi gian di lm nh hng n vic sn sut in nng v cỏc ngnh kinh t quc dõn khỏc Do ú vic tớnh toỏn bo v chng sột ỏnh trc tip vo trm bin ỏp t ngoi tri l rt quan trng. Qua ú ta cú th a ra nhng phng ỏn bo v trm mt cỏch an ton v kinh t. Nhm m bo ton b thit b trong trm c bo v an ton chng sột ỏnh trc tip . Ngoi vic bo v chng sột ỏnh trc tip vo cỏc thit b trong trm ta cng phi chỳ ý n vic bo v cho cỏc on ng dõy gn trm v on õy dón ni t x cui cựng ca trm ra ct u tiờn ca ng dõy . bo v chng sột ỏnh trc tip vo trm bin ỏp, ngi ta dựng h thng ct thu lụi, dõy thu lụi.Cỏc ct thu lụi cú th t c lp hoc trong nhng iu kin cho phộp cú th t trờn cỏc kt cu ca trm v nh mỏy,cỏc ct ốn chiu sỏng V bo v cho on ng dõy ni t x cui cựng ca trm n ct u tiờn ca ng dõy ta dựng dõy chng sột . Tỏc dng ca h thng ny l tp trung in tớch nh hng cho cỏc phúng in sột tp trung vo ú, to ra khu vc an ton bờn di h thng ny. Chiu cao ca ct v cỏch b trớ cỏc ct thu lụi tu thuc vo tng mt bng trm, cỏch b trớ cỏc thit b trong trm, cao bo v theo yờu cu . H thng thu sột phi gm cỏc dõy tip a dn dũng sột t kim thu sột vo h ni t. nõng cao tỏc dng ca h thng ny thỡ tr s in tr ni t ca b phn thu sột phi nh tn dũng in mt cỏch nhanh nht, m bo sao Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 2 cho khi cú dũng in sột i qua thỡ in ỏp trờn b phn thu sột s khụng ln gõy phúng in ngc n cỏc thit b khỏc gn ú. in tr ni t ca h thng thu sột ca cỏc trm bin ỏp cú cp in ỏp khỏc nhau l khụng ging nhau. Vi trm bin ỏp cú cp in ỏp t 110KV tr nờn thỡ h thng ni t chng sột v h thng ni t an ton cú th ghộp chung. Ngoi ra khi thit k h thng bo v chng sột ỏnh trc tip vo trm bờn cnh nhng vn m bo v yờu cu v k thut ta cn phi quan tõm n cỏc ch tiờu kinh t v m thut ca h thng ni t. Thụng thng gim vn u t v cng tn dng cỏc cao cỏc trm bin ỏp v cỏc nh mỏy in ta c gng t cỏc ct thu lụi trờn cỏc ct ốn chiu sỏng, trờn cỏc kt cu ca trm, trờn mỏi nh .Ct thu lụi c lp t hn nờn ch dựng khi khụng th tn dng c cỏc chiu cao khỏc. 1.2- Cỏc yờu cu k thut khi tớnh toỏn bo v chng sột ỏnh trc tip vo trm bin ỏp. *Phi m bo tt c cỏc thit b cn bo v phi c nm trn trong phm vi bo v an ton ca h thng bo v. * i vi trm phõn phi ngoi tri cú in ỏp t 110KV tr nờn do cú mc cỏch in khỏ cao nờn cú th t cỏc ct thu lụi trờn cỏc kt cu ca trm.Tuy nhiờn cỏc tr ca kt cu trờn ú cú t ct thu lụi thỡ phi ni vo h thng ni t ca trm theo ng ngn nht sao cho dũng in sột i S khuch tỏn vo t theo 3 z 4 cc ni t. Ngoi ra mi tr ca kt cu ú phi cú ni t b xung ci thin tr s in tr ni t . * Khõu yu nht ca trm phõn phi ngoi tri in ỏp t 110KV tr nờn l cun õy mỏy bin ỏp .Vỡ vy khi dựng chng sột van bo v mỏy bi n ỏp thỡ yờu cu khong cỏch gia hai im ni vo h thng ni t ca ct thu lụi v im ni vo h thng ni t ca v mỏy bin ỏp l phi ln hn 15m theo ng in. Tuy nhiờn nu ta s dng h thng ni t chung thỡ ta cú th b qua yờu cu ny. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 3 * Khong cỏch trong khụng khớ gia kt cu ca trm cú t ct thu lụi v b phn mang in khụng c bộ hn di ca chui s . * Khi t h thng thu sột trờn bn thõn cụng trỡnh s tn dng c cao ca phm vi bo v v s gim c cao ca c t. Nhng mc cỏch in ca trm phi m bo an ton trong iu kin phúng in ngc t h thng thu sột sang thit b. Do ú iu kin t ct thu lụi trờn h thng cỏc thanh x ca trm l mc cỏch in cao v tr s in tr tn ca b phn ni t nh. * Khi b trớ ct thu lụi trờn x ca trm phõn phi ngoi tri 110 kV tr lờn thỡ phi thc hin yờu cu : ch ni cỏc kt cu trờn cú t ct thu lụi vo h thng ni t cn phi cú ni t b xung (dựng ni t tp trung) nhm m bo in tr ni t khụng c quỏ 4; (ng vi dũng in tn s cụng nghip). * Khi dựng ct thu lụi c lp thỡ phi thỡ phi chỳ ý n khong cỏch gia ct thu lụi n cỏc b phn ca trm trỏnh kh nng phúng in t ct thu lụi n thit b c bo v . * Tit din cỏc dõy dn dũng in sột phi ln m bo tớnh n nh nhit khi cú dũng in sột chy qua. * Khi s dng ct ốn chiu sỏng lm giỏ cho ct thu lụi thỡ cỏc dõy dn in phi c cho vo ng chỡ v c chụn trong t. 1.3. Cỏc phng thc s dng tớnh toỏn chiu cao ct v phm vi bo v . 1.3.1. Cụng thc tớnh chiu cao ca ct thu lụi . h = h x + h a Trong ú : . h-L chiu cao ct thu lụi . . h x -L cao cn c bo v . . h a -L cao tỏc dng ca ct thu lụi . h a :Xỏc nh theo nhúm ct vi iu kin l h a u D/8. . D-L ng kớnh ng trũn ngoi tip a giỏc to bi cỏc ct . Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 4 1.3.2. Phm vi bo v ca mt ct thu lụi c lp Phm vi bo v ca mt ct thu lụi c lp l min gii hn bi mt ngo i ca hỡnh chúp trũn xoay cú ng sinh xỏc nh bi phng trỡnh : r x = x x hh h h 1 6,1 Trong ú : r x -L phm vi bo v mc cao hx ca ct thu lụi . d dng thun tin trong vic tớnh toỏn thit k thng dựng phm vi bo v dng n gin hoỏ. c tớnh toỏn theo cụng thc : - Nu h x h 3 2 e thỡ ) h.8,0 h 1.(h.5,1r x x ! - Nu h x h. 3 2 " thỡ ) h h 1.(h.75,0r x x ! * Cỏc cụng thc trờn ch ỳng vi nhng ct thu lụi cao di 30 m. Hiu qu ca ct thu lụi hn 30 m s gim do cao nh hng ca sột l hng s . h r x h x 2/3h ,75 h 1,5h ,75 h 1,5h ,2h Hỡnh 1.1Phm vi bo v ca mt ct thu lụi Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 5 Khi ct cú chiu cao trờn 30m thỡ ta vn dựng cụng thc trờn nhng phi nhõn thờm vi h s hiu chnh p = h 5,5 V trờn hỡnh v ta s dng cỏc honh 0,75.h.p 1,5.h.p 1.3.3. Phm vi bo v ca hai hay nhiu ct thu lụi Phm vi bo v ca hai hay nhiu ct thu lụi thỡ ln hn nhiu so vi tng s phm vi bo v ca hai hay nhiu ct n .Nhng hai ct thu lụi cú th phi hp bo v c khong gia chỳng thỡ khong cỏch a gia hai ct phi tho món iu kin a e 7.h a) Phm vi bo v ca hai ct thu lụi cú cựng cao . Khi hai ct thu lụi cú cựng cao h t cỏch nhau mt khonh a(a e 7.h) thỡ cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct thu lụi l h 0 c xỏc nh : h 0 = h - 7 a Bỏn kớnh phm vi bo v ti khong gia hai ct c tớnh n hu sau : - Nu h x 0 h 3 2 e thỡ r 0x = ) h.8,0 h 1.(h.5,1 0 x 0 - Nu h x 0 h 3 2 " thỡ r 0x = ) h h 1.(h.75,0 0 x 0 Trong ú : . h 0 -L cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct thu lụi . r 0x -L bỏn kớnh phm vi bo v ti khong gia hai ct thu lụi Khi cao ca ct thu lụi ln hn 30 m thỡ ta cng phi thờm h s hiu chnh p nh mc 1.3.2 v tớnh h 0 theo h 0 = h - p.7 a ; p = h 5,5 §å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p NguyÔn §Æng Hång Chinh H8A Trang 6 0 H×nh 1.2. Tr- êng hî p hai cét thu l«i cã chiÒu cao b»ng nhau . r x 0,2h h 1,5h 0,75h r xo r x R h x a b) Phҥm vi bҧo vӋ cӫa hai cӝt thu lôi có đӝ cao khác nhau . Đưӧc xác đӏnh như sau : Giҧ sӱ có hai cӝt thu lôi : Cӝt 1 có đӝ cao h 1 Cӝt 2 có đӝ cao h 2 Khoҧng cách giӳa hai cӝt la a và h 1 > h 2 Trưӟc tiên ta vӁ phҥm vi bҧo vӋ cӫa cӝt cao h 1 sau đó tӯ đӍnh cӫa cӝt thҩp h 2 gióng đưӡng thҷng ngang sang cӝt h 1 . Cҳt đưӡng sinh cӫa phҥm vi bҧo vӋ cӫa cӝt 1 tҥi điӇm 3 ĐiӇm này đưӧc coi là đӍnh cӫa cӝt thu lôi giҧ đӏnh (cӝt 3) Cӝt thu lôi giҧ đӏnh này có cùng đӝ cao vӟi cӝt 2 và hình thành đôi cӝt có chiӅu cao bҵng nhau, cách nhau mӝt khoҧng a , 1,5h 0 0,75h 0 h 0 0,2h 0 Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 7 D dng nhn thy khong cỏch x t h 1 (ct 1) n ct gi tng (ct 3) chớnh l bỏn kớnh bo v ca ct cao h 1 i vi chiu cao cn bo v bng h 2 Do ú tớnh khong cỏch x theo : Nu : ạ á â ê ă !e 8,0 h h5,1xh3/2h 2 112 2112 hh75,0xh3/2h !" T ú ta tớnh c aả = a - x v h 0 = h 2 - aả/7 T ú ta tớnh c bỏn kớnh bo v r 0x Nu ạ ạ á â â ê ă !e 0 x 0x00x h8,0 h 1h.5,1rh3/2h ạ ạ á â â ê ă !" 0 x 0x00x h h 1h.75,0rh3/2h h 0 a ' 2 h 2 1 h 1 3 R a r 0x r 1x r 2x h x 1,5h 2 0,75h 2 0,75h 1 1,5h 1 Hỡnh 1.3. Phm vi bo v ca hai ct thu lụi cú cao khỏc nhau x Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 8 c) Phm vi bo v ca nhiu ct thu sột Khi cụng trỡnh cn c bo v chim mt khu vc rng ln nu ch dựng mt vi ct thỡ ct phi rt cao gõy nhiu khú khn cho vic thi cụng v lp rỏp. Trong trng hp ny ta dựng phi hp nhiu ct vi nhau bo v. Phn ngoi ca phm vi bo v s c xỏc nh cho tng ụi ct mt ( vi yờu cu khong cỏch l a e 7h ). Cũn phn bờn trong a giỏc s c kim tra theo iu kin an ton. Vt cú cao h x nm trong a giỏc s c bo v nu tho món iu kin: D e 8.(h - h x ) = 8.h a Trong ú : D - ng kớnh vũng trũn ngoi tip a giỏc hỡnh thnh bi cỏc ct thu sột h a = h - h x l cao hiu dng ca ct thu sột. Nu cao ct vt quỏ 30 m thỡ iu kin an ton s c hiu chnh l D e 8.(h - h x ).p = 8.h a .p ; p = h 5,5 1.4- Cỏc s liu dựng tớnh toỏn thit k ct thu lụi bo v trm bin ỏp 110kV. Vi yờu cu ca ti. Thit k bo v chng sột ỏnh trc tip vo trm. - Trm cú din tớch l: 140 x 92m 2 v bao gm: + Hai mỏy bin ỏp T 1 v T 2 + 4 l dõy vo110 kV + S u dõy ca trm l s hai thanh gúp cú thanh gúp ng vũng. - cao cỏc thanh x l 11 m v 7,5m. - cao nh iu khin : 5 m Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 9 1.5. Cỏc phng ỏn b trớ ct thu lụi bo v 1.5.1. Phng ỏn 1. S mt bng trm v cỏch b trớ cỏc ct thu lụi nh hỡnh v , phng ỏn ny ta b trớ 5 ct thu lụi (1) ; (3) ; (4) ; (5) ; (6) trờn x ca trm cú chiu cao 11 m v 1 ct thu lụi ct (2) t trờn x cao 7,5 m .ng thi s dng cỏc c t ốn chiu sỏng (7) ; (8) ; (9) ; (vi chiu cao ca cỏc ct ốn l 21m ) bo v.Ta tin hnh tớnh toỏn chiu cao ca cỏc ct v phm vi bo v ca h thng. 1.5.1.1. cao tỏc dng ca cỏc ct thu lụi . tớnh c cao tỏc dng ha ca cỏc ct thu lụi Trc ht ta cn xỏc nh ng kớnh D ca ng trũn ngoi tip tam giỏc (hoc t giỏc) i qua 3 (hoc 4) nh ct . cho ton b phn din tớch gii hn bi tam giỏc (hoc t giỏc ) ú c bo v thỡ : D e 8.h a hay h a u 8 D T s b trớ cỏc ct ca phng ỏn 1 ta thy cỏc nhúm ct b trớ hỡnh thnh nờn nhng hỡnh ch nht bng nhau nh : HCN (4),(5),(8),(7) = HCN (5), (6),(8),(9) V cỏc cp tam giỏc bng nhau nh : TG(1),(2),(4) = TG(2),(3),(6) TG(2),(4),(5) = TG(2),(5),(6) T ú ta ch cn xỏc nh ng kớnh ng trũn ngoi tip ca mt trong cỏc HCN ,TG bng nhau ny : a) Xột nhúm ct (1),(2),(4): Nhúm 3 ct ny hỡnh thnh mt tam giỏc thng cú di cỏc cnh l : a 12 = 55,1m ; a 14 = 27m ; a 42 = 66,03m Bỏn kớnh ng trũn ngoi tip tam giỏc i qua 3 chõn ct bt kỡ c xỏc nh bi cụng thc Hờ rụng: )cp)(bp)(ap.(p. c.b.a r ! 4 Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp Nguyễn Đặng Hồng Chinh H8A Trang 10 2 cba p ! : l na chu vi ca tam giỏc. - a,b,c: l di cỏc cnh ca tam giỏc. 2 cba p ! = m05,74 2 03,271,55 2 aaa 421412 ! ! T ú : )cp)(bp)(ap.(p. c.b.a r ! 4 = m67,33 03,6605,74.2705,74.1,5505,74.05,74.4 03,66.27.1,55 ! Suy ra ; D = 2.R = 2.33,67= 67,34m cao tỏc dng nhúm ct (1),(2),(4) bo v c hon ton phn din tớch gii hn bi 3 nh ct phi tho món iu kin : h a u D/8 = 8 34,67 =8,42 m b)Xột nhúm ct (2),(4),(5) Nhúm 3 ct ny hỡnh thnh mt tam giỏc vuụng cú cỏc cnh l Ta cú: a 25 = 38 m ; a 45 =54 m ng kớnh ng trũn ngoi tip tam giỏc vuụng ny chớnh l cnh huyn ca tam giỏc v bng a 24 c xỏc nh D = m03,665438aa 22 2 45 25 2 !! cao tỏc dng nhúm ct (2),(4),(5) bo v c hon ton din tớch gii hn bi chỳng phi tho món iu kin h a u D/8 = m25,8 8 03,66 ! c) Xột nhúm ct (4),(5),(7),(8) Nhúm ct ny hỡnh thnh mt hỡnh ch nht cú di cỏc cnh a 45 = 54 m ; a 47 = 44 m ng kớnh ng trũn ngoi tip hỡnh ch nht ny chớnh l di ng chộo ca hỡnh ch nht :