Đề tài đồ án môn học kỹ thuật điện cao áp tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220110 kv

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN  ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Sinh viên thực : TRIỆU ĐẠT Mã sinh viên : 18810110079 Giáo viên hướng dẫn : T.S TRẦN HOÀNG HIỆP Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : D13H1 Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Họ tên sinh viên: Mã sinh viên: Lớp: D13H1 Hệ đào tạo: Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Chuyên ngành: Hệ thống điện 1/ Tên đồ án mơn học TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 KV 2/ Các số liệu  Trạm biến áp: Bản vẽ sơ đồ mặt kích thước trạm  Điện trở suất đất: đ = (76) m; N số thứ tự sinh viên danh sách  Đường dây: Dây dẫn: AC - 120 Dây chống sét: C - 70  Chiều dài khoảng vượt đường dây 220 kV: 220 m  Khi tính nối đất: Rc = 10 Ω 3/ Nội dung, nhiệm vụ thực Chương 1: Hiện tượng dông sét ảnh hưởng đến hệ thống điện Việt Nam Chương 2: Tính tốn bảo vệ sét đánh trực tiếp cho Trạm biến áp 220/110 kV Chương 3: Tính toán hệ thống nối đất cho Trạm biến áp 220/110 kV Kết luận chung Yêu cầu vẽ: vẽ A3 Phạm vi bảo vệ cột thu sét, phương án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Phạm vi bảo vệ cột thu sét Các kết tính tốn nối đất an toàn nối đất chống sét cho trạm biến áp Hà Nội, ngày tháng năm 2021 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Trần Hoàng Hiệp LỜI MỞ ĐẦU Là sinh viên học tập rèn luyện trường đại học Điện Lực Hà Nội, em cảm thấy niềm tự hào động lực to lớn cho phát triển thân tương lai Sau năm năm học đại học, bảo, quan tâm thầy cô, nỗ lực thân, em thu học bổ ích, đựơc tiếp cận kiến thức khoa học kĩ thuật tiên tiến phục vụ cho lĩnh vực chuyên mơn theo đuổi Có thể nói, đồ án môn học, tập lớn hay nghiên cứu khoa học mà sinh viên thực cách thể mức độ tiếp thu kiến thức vận dụng dạy bảo quan tâm thầy cô Chính em dành thời gian cơng sức để hồn thành đồ mơn học “ Thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220/110kV” cố gắng đền đáp công ơn thầy cô tổng kết lại kiến thức thu sau trình học tập rèn luyện trường đại học Điện Lực Trong thời gian học tập thời gian thực đề tài em nhận bảo, động viên tận tình thầy cơ, gia đình bạn, đặc biệt hướng dẫn Thầy Trần Hoàng Hiệp giúp em hoàn thành tốt đồ án Đồ án em gồm chương: Chương 1: Tình hình giơng 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 Sinh viên thực Triệu Đạt 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 MỤC LỤC Chương 1: SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1 Khái quát chung 1.2 Ảnh hưởng dông sét đến hệ thống điện Chương II THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 kv 2.1 Mở đầu 2.2 Các yêu cầu kỹ thuật hệ thống chống sét đánh thẳng 2.3 Phạm vi bảo vệ cột thu sét dây chống sét 10 2.3.1 Phạm vi bảo vệ cột thu sét: 10 2.3.2 Phạm vi bảo vệ dây thu sét: 12 2.4 Mô tả trạm biến áp cần bảo vệ 14 2.5 Đề xuất phương án bố trí cột dây chống sét cho trạm biến áp 14 2.5.1 Phương án 1: Cột thu sét đặt vị trí đầu xà 15 2.5.2 Phương án 2: ta thay đổi số lượng cột thu sét 20 Chương III THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 24 3.1 Mở đầu 24 3.2 Các yêu cầu kĩ thuật 24 3.3 Lý thuyết tính tốn nối đất 25 3.4 Tính tốn nối đất an tồn 28 3.4.1 Nối đất tự nhiên 28 3.4.2 Nối đất nhân tạo 29 3.5 Nối đất chống sét 30 Hình 3.4 Sơ đồ nối đất toàn trạm biến áp 34 Tài liệu tham khảo 35 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 CHƯƠNG 1: SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DÔNG SÉT ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1 Khái quát chung Dông sét tượng thiên nhiên, phóng tia lửa điện khoảng cách điện cực lớn (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 Trong phạm vi đồ án ta nghiên cứu phóng điện đám mây tích điện với mặt đất (phóng điện mây đất) Với tượng phóng điện gây nhiều trở ngại cho đời sống người 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 1,5.10 cm/s, lần phóng điện sau tốc độ tăng lên khoảng 2.10 cm/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 Tham số phóng điện sét Is = a T (1.1) a: tốc độ đầu sóng Is: biên độ dịng điện sét T:thời gian đầu sóng 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Cơng thức tính tốn cho trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị số điện trở nhỏ khơng đáng kể) Tham số chủ yếu phóng điện sét dịng điện sét, dịng điện có biên độ độ dốc phân bố theo hàng biến thiên phạm vi rộng (t vài k đến vài trăm k ) dạng sóng dịng điện sét dạng sóng xung kích, chỗ tăng vọt sét ứng với giai đoạn phóng điện ngược (hình M-1) - Khi sét đánh thẳng vào thiết bị phân phối trạm gây điện áp khí gây hậu nghiêm trọng trình bày Hình 1.1: biến thiên dòng điện theo thời gian 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 dông từ 150  300 lần trung bình ngày xảy từ  dông + Vùng dông nhiều miền Bắc Móng Cái Tại hàng năm có từ 250  300 lần dông tập trung khoảng 100  110 ngày Tháng nhiều dông 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 t 150  200 dông 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 dông tập chung khoảng từ tháng đến tháng Trên vùng Duyên Hải Trung Bộ, phần phía Bắc (đến Quảng Ngãi) khu vực tương đối nhiều dông tháng 4, từ tháng đến tháng số ngày dông khoảng 10 Recommandé pour toi Suite du document ci-dessous 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 10 PET Speaking visuals Hình thi nói PET part D15qlmtcn 13 Life A2B1 Wordlist tiếng anh đại học điện lực D15qlmtcn 100% (10) Dap an multiple choise - tiếng anh D15qlmtcn 14 100% (1) 100% (1) FRS Sample fastval D15qlmtcn 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 100% (1) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 ngày/ tháng, tháng nhiều dông (tháng 5) quan sát 12  15 ngày (Đà Nẵng 14 ngày/ tháng, Bồng Sơn 16 ngày/tháng ), tháng đầu mùa (tháng 4) tháng cuối mùa (tháng 10) dơng cịn ít, tháng ch gặp t  ngày dơng Phía Nam dun hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vào) khu vực dơng nhất, thường ch 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 Mùa dông miền Nam dài mùa dông miền Bắc t tháng đến tháng 11 tr tháng đầu mùa (tháng 4) tháng cuối mùa (tháng 11) có số ngày dơng quan sát trung bình có t 15  20 ngày/tháng, tháng tháng nhiều dơng trung bình gặp 20 ngày dơng/tháng thành phố Hồ Chí Minh 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày Ở khu vực Tây Nguyên mùa dơng ngắn số lần dơng hơn, tháng nhiều dông tháng ch quan sát khoảng 15 ngày dông Bắc Tây Nguyên, 10  12 Nam Tây Nguyên, on Tum 14 ngày, Đà Lạt 10 ngày, PLâycu 17 ngày Ta thấy Việt Nam nước phải chịu nhiều ảnh hưởng dông sét, điều bất lợi cho H.T.Đ Việt nam, đòi hỏi ngành điện phải đầu tư nhiều vào thiết bị chống sét Đặc biệt địi hỏi nhà thiết kế phải trọng tính tốn thiết kế cơng trình điện cho HTĐ vận hành kinh tế, hiệu quả, đảm bảo cung cấp điện liên tục tin cậy 1.2 Ảnh hưởng dông sét đến hệ thống điện Như trình bày phần trước biên độ dịng sét đạt tới hàng trăm kA, nguồn sinh nhiệt vơ lớn dịng điện sét qua vật Thực tế có dây tiếp địa phần nối đất khơng tốt, bị dịng điện sét tác dụng bị nóng chảy đứt, chí có cách điện sứ bị dòng điện sét tác dụng bị vỡ chảy nhũ thạch, phóng điện sét cịn kèm theo việc di chuyển khơng gian lượng điện tích lớn, tạo điện từ trường mạnh, nguồn gây nhiễu loạn vô tuyến thiết bị điện tử, ảnh hưởng rộng, nơi cách xa hàng trăm km Khi sét đánh thẳng vào đường dây xuống mặt đất gần đường dây sinh sóng điện từ truyền theo dọc đường dây, gây nên điện áp tác dụng lên cách điện đường dây Khi cách điện đường dây bị phá hỏng gây nên ngắn mạch pha - đất ngắn mạch pha – pha buộc thiết bị bảo vệ đầu đường dây phải làm việc Với đường dây truyền tải công suất lớn, máy cắt nhảy gây ổn định cho hệ thống, hệ thống tự động nhà máy điện làm việc khơng nhanh dẫn đến rã lưới Sóng sét cịn truyền từ đường dây vào trạm biến áp sét đánh thẳng vào trạm biến áp gây nên phóng điện cách điện trạm biến áp, điều nguy hiểm tương 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 đương với việc ngắn mạch góp dẫn đến cố trầm trọng Mặt khác, có phóng điện sét vào trạm biến áp, chống sét van đầu cực máy biến áp làm việc khơng hiệu cách điện máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vơ lớn Qua ta thấy cố sét gây lớn, chiếm chủ yếu cố lưới điện, dơng sét mối nguy hiểm lớn đe doạ hoạt động lưới điện Kết luận: Sau nghiên cứu tình hình dơng sét Việt Nam ảnh hưởng dông sét tới hoạt động lưới điện Ta thấy việc tính tốn chống sét cho lưới điện trạm biến áp cần thiết để nâng cao độ tin cậy vận hành lưới điện 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 CHƯƠNG II THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 KV 2.1 Mở đầu Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện đường dây trạm biến áp thể thống Trong trạm biến áp phần tử quan trọng, thực nhiệm vụ truyền tải phân phối điện Do thiết bị trạm bị sét đánh trực tiếp dẫn đến hậu nghiêm trọng làm hỏng đến thiết bị trạm mà dẫn đến việc ngừng cung cấp điện tồn thời gian dài làm ảnh hưởng đến việc sản suất điện ngành kinh tế quốc dân khác Do việc tính tốn bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp đặt ngồi trời quan trọng Qua ta đưa phương án bảo vệ trạm cách an toàn kinh tế Nhằm đảm bảo toàn thiết bị trạm bảo vệ an toàn chống sét đánh trực tiếp Ngoài việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào thiết bị trạm ta phải ý đến việc bảo vệ cho đoạn đường dây gần trạm đoạn dãn nối từ xà cuối trạm cột đường dây Do tùy trạm cụ thể mà ta thiết kế hệ thống chống sét phù hợp đáp ứng nhu cầu kỹ thuật kinh tế trạm 2.2 Các yêu cầu kỹ thuật hệ thống chống sét đánh thẳng a) Tất thiết bị bảo vệ cần phải nằm trọn phạm vi an toàn hệ thống bảo vệ Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt trạm cấp điện áp mà hệ thống cột thu sét đặt độ cao có sẵn cơng trình xà, cột đèn chiếu sáng đặt độc lập - Khi đặt hệ thống cột thu sét thân cơng trình, tận dụng độ cao vốn có cơng trình nên giảm độ cao hệ thống thu sét Tuy nhiên điều kiện đặt hệ thống thu sét cơng trình mang điện phải đảm bảo mức cách điện cao trị số điện trở tản phận nối đất bé + Đối với trạm biến áp trời từ 110 kV trở lên có cách điện cao (khoảng cách thiết bị đủ lớn độ dài chuỗi sứ lớn) nên đặt cột thu sét kết cấu trạm Tuy nhiên 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 is khuyếch tán vào đất theo 3- cọc nối đất Ngoài trụ kết cấu phải có nối đất bổ sung để cải thiện trị số điện trở nối đất nhằm đảm bảo điện trở không 4 + Nơi yếu trạm biến áp trời điện áp 110 kV trở lên cuộn dây MBA Vì dùng chống sét van để bảo vệ MBA yêu cầu khoảng cách hai điểm nối đất vào hệ thống nối đất hệ thống thu sét vỏ MBA theo đường điện phải lớn 15m - Khi đặt cách ly hệ thống thu sét cơng trình phải có khoảng cách định, khoảng cách q bé có phóng điện khơng khí đất 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Phía 220 kV Chiều dài (a) Chiều rộng(b) Cạnh huyền (c) Nửa chu vi D ha max 1-2-8-7 2-3-9-8 3-4-10-9 4-5-11-10 5-6-12-11 7-8-14-13 8-9-15-14 9-10-16-15 10-11-17-16 11-12-18-17 13-14-20-19 14-15-21-20 15-16-22-21 16-17-23-22 17-18-24-23 34,0 34,0 17,0 34,0 68,0 34,0 34,0 17,0 34,0 68,0 34,0 34,0 17,0 34,0 68,0 17,0 17,0 17,0 17,0 17,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 34,0 34,0 34,0 34,0 34,0 - - 38,01 38,01 38,01 38,01 70,09 39,96 39,96 27,02 39,96 71,17 48,08 48,08 38,01 48,08 76,03 4,75 4,75 4,75 4,75 8,76 5,00 5,00 3,38 5,00 8,90 6,01 6,01 4,75 6,01 9,50 9,50 Chọn độ cao tác dụng cho tồn trạm biến áp Sau tính tốn độ cao tác dụng chung cho nhóm cột thu sét, ta chọn độ cao tác dụng cho toàn trạm sau: - Phía 220kV có hamax = 9,5 m Độ cao lớn cần bảo vệ hx = 16,5 m Do đó, độ cao cột thu sét phía 220kV là: h = + hx = 16,5 + 9,5= 26( m) Vậy ta chọn h = 26,5 m + Bước 3: Tính tốn phạm vi bảo vệ cột thu lôi Ta xét phạm vi bảo vệ cặp cột biên dọc theo đa giác đỉnh phần diện tích bên bảo vệ Chiều cao cột thu sét nhỏ 30m nên cơng thức tính ta khơng cần nhân với hệ số hiệu chỉnh p 21 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Tương tự phương án ta có phạm vi bảo vệ cột thu sét sau: Phía 220kV Cột a ho 2/3ho 34 34 17 34 68 17 17 34 34 34 21,64 21,64 24,07 21,64 16,79 24,07 24,07 21,64 21,64 21,64 14,43 14,43 16,05 14,43 11,19 16,05 16,05 14,43 14,43 14,43 20-21 34 21,64 14,43 3,86 21 22 22-23 23-24 13 12 18 17 34 68 21 21 24,07 21,64 16,79 23,50 23,50 16,05 14,43 11,19 15,67 15,67 5,68 3,86 0,21 5,25 5,25 2 3 4 5 12 13-19 18-24 19-20 h 26,5 hx1 16,5 rox1 3,86 3,86 5,68 3,86 0,21 5,68 5,68 3,86 3,86 3,86 Ta có phạm vi bảo vệ phương án hình vẽ: Qua tính tốn ta thấy, sơ đồ bố trí cọc đảm bảo yêu cầu bảo vệ hết hệ thống góp cho trạm phía 220 kV 22 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Tổng chiều dài kim thu sét là: 𝐿1 = 24.(26,5-16,5) = 240 m 2.6 So sánh tổng kết phương án Về mặt kỹ thuật: + Phương án đảm bảo yêu cầu kỹ thuật , đảm bảo yêu cầu bảo vệ cho thiết bị trạm + Phương án đảm bảo yêu cầu kỹ thuật , đảm bảo yêu cầu bảo vệ cho thiết bị trạm So sánh phương án ta có bảng nhận xét: Phương án Yêu cầu kỹ thuật Số cột Chiều dài thép I Đạt yêu cầu 30 315 II Đạt yêu cầu 24 240 Do phương án có sử dụng số lượng thép làm cột nên ta chọn phương án làm phương án tính tốn thiết kế chống sét cho trạm biến áp 23 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 3.1 Mở đầu Nối đất có nghĩa nối phận kim loại có nguy tiếp xúc với dòng điện hư hỏng cách điện đến hệ thống nối đất Trong HTĐ có loại nối đất khác nhau: Nối đất an toàn: Nối đất an toàn có nhiệm vụ đảm bảo an tồn cho người cách điện thiết bị bị hư hỏng Thực nối đất an toàn cách đem nối đất phân kim loại bình thường khơng 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 toàn cho người tiếp xúc với chúng Nối đất làm việc: Nối đất làm việc có nhiệm vụ đảm bảo làm việc bình thường thiết bị số phận thiết bị làm việc 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: Nhiệm vụ nối đất chống sét tản dòng 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 cơng 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 * Trị số 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 (dòng ngắn mạch chạm đất lớn) trị số điện trở nối đất cho phép là:𝑅 ≤ 0,5 Ω - Đối với thiết bị điện có điểm trung tính cách điện (dịng ngắn mạch chạm đất bé) thì: 250 (3 – 1) 𝑅 ≤ (𝛺) 𝐼𝑡𝑡 Nếu dùng cho thiết bị cao áp 125 𝑅 ≤ (𝛺) 𝐼𝑡𝑡 (3 – 2) Nếu dùng cho cao áp hạ áp -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 nối thành hệ thống chung phải đạt yêu cầu loại nối đất có trỉ 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 24 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 thép Việc tính tốn điện trở tản đường ống chơn đất hồn tồn giống với điện cực hình tia - Do nối đất làm việc môi trường không đồng (đất - bê tơng) nên điện trở suất lớn so với điện trở suất đất tuý tính tốn lấy tăng lên 25% - Vì khung cốt thép lưới cực đặc nên hiệu chỉnh cách nhân thêm hệ số 𝛽 = 1,4 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 không 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 1𝛺 * 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 dịng điện tốt Hiện tiêu chuẩn nối đất cột điện quy định theo điện trở suất đất cho bảng: - Khi đường dây qua vùng đất ẩm ( 𝜌 ≤3 104 𝛺 cm) nên tận dụng phần nối đất có sẵn móng chân cột bê tông 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 vịng nối đất an tồn trạm Lúc xuất nối đất phân bố dài làm Zxk lớn làm tăng điện áp giáng gây phóng điện đất Do việc nối đất chung thực với trạm biến áp có cấp điện áp ≥110kV Ngồi cịn 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… 3.3 Lý thuyết tính tốn nối đất Tính tốn nối đất an tồn Với cấp điện áp l ớn 110kV nối đất an toàn phải thoả mãn điều kiện là: - Điện trở nối đất c hệ thống có giá trị R≤0,5𝛺 - Cho phép sử dụng nối đất an toàn nối đất làm việc thành hệ thống Điện trở nối đất hệ thống 𝑅 𝑅 𝑅𝐻𝑇 = 𝑅𝑁𝑇 //𝑅 𝑇𝑁 = 𝑁𝑇 𝑇𝑁 ≤ 0,5(𝛺) (3 – 3) 𝑅𝑇𝑁 +𝑅𝑁𝑇 Trong đó: RTN: điện trở nối đất tự nhiên RNT: điện trở nối đất nhân tạo RNT ≤ 1𝛺 - 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 25 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 RTN=1 𝑅𝑐 𝑅 +√ 𝑐 + 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 Dịng điện trạm đất I qua nơi cố tạo nên điện áp giáng phận nối đất U=I R (3 – 5) R: điện trở tản nối đất Theo tính tốn xác định phân bố điện áp mặt đất theo công thức: 𝐼.𝜌 (3 – 6) 𝑈𝑟 = 2.𝜋.𝑟 Trong thực tế nối đất có hình thức cọc dài ÷3m sắt trịn hay sắt góc chôn thẳng đứng: dài chôn nằm ngang độ sâu 0,5÷0,8m đặt theo hình tia mạch vịng hình thức tổ hợp hình thức Trị số điện trở tản hình thức nối đất cọc xác định theo công thức cho trước Đối với nối đất chơn nằm ngang dùng cơng thức chung để tính trị số điện trở tản xoay chiều: 𝑅= 𝜌 2.𝜋.𝑙 𝑙𝑛 𝐾.𝐿2 𝑑.𝑡 (3 – 7) Trong đó: L: chiều dài tổng điện cực d: đường kính điệ n cực điện cực dùng sắt trịn.với thép góc d= 0.95 b Nếu 𝑏 dùng sắt dẹt trị số d thay (b - chiều rộng sắt dẹt) t: độ chôn sâu 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 vịng, điện trở tản hệ thống tính theo công thức 𝑅𝑡 𝑅𝑐 𝑅ht = (3 – 8) 𝑅𝑐 𝜂𝑡 +𝑛.𝑅𝑡 𝜂𝑐 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 Tính tốn nối đất chống sét phải đề cập tới hai q 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: 26 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 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 𝜌 đặc tính xung kích đất Vì trị số điện trở tản xoay chiều nối đất tỉ lệ với 𝜌 nên hệ số xung kích có trị số 𝑅 = 𝛼𝑥𝑘 = 𝑥𝑘 (3 – 9) 𝑅 √𝐼.𝜌 dạng tổng quát: 𝛼𝑥𝑘 =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 dòng điện qua điện trở tản Sơ đồ đẳng trị lúc có dạng: Hình – 2: Sơ đồ đẳng trị thu gọn Trong sơ đồ thay thì: Lo: Điện cảm điện cực đơn vị dài Go: Điện dẫn điện cực đơn vị dài 𝑙 L𝑜 = 0, 2[ln( )-0, 31] (𝜇H/m) 𝐺𝑜 = 𝑟 (3 – 11) 2.𝑙.𝑅𝑁𝑇𝑆𝐸𝑇 (3 – 12) Trong đó: l: Chiều dài cực r: Bán kính cực phần trước cực thép dẹt có bề rộng b (m) Do đó: r =b/4 27 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Gọi Z (x, t) điện trở xung kích nối đất kéo dài, hàm số không gian thời gian t 𝑈(𝑥,𝑡) (3 – 13) Z (x, t) = 𝐼(𝑥,𝑡) Trong U(x, t), I(x, t) dịng điện điện áp xác định từ hệ phương trình vi phân: { − 𝜕𝑈 𝜕𝑥 𝜕𝐼 = 𝐿𝑜 𝜕𝐼 𝜕𝑡 − 𝜕𝑥 = 𝐺𝑜 𝑈 (3 – 14) Giải hệ phương trình ta điện áp điểm thời điểm t điện cực: 𝑎 𝑈(𝑥, 𝑡 ) = 𝐺 𝑙 [𝑡 + 𝑇1 ∑ ∞𝑘=1 𝑘2 (1 − 𝑒 𝑜 − 𝑡 𝑇𝐾 ) 𝑐𝑜𝑠 𝑘.𝜋.𝑥 𝑙 Từ ta suy tổng tr xung kích đầu vào nối đất 𝑍(0, 𝑡 ) = Với: 𝑇𝑘 = 2.𝐺𝑜 𝑙 [1 + 𝐿𝑜 𝐺𝑜 𝑙 𝑘 𝜋 𝐿𝑜 𝐺𝑜 𝑙 2.𝑇1 𝑡 ∑ ∞ 𝑘=1 𝑘2 (1 − 𝑒 − 𝑡 𝑇𝐾 ] )] (3– 15) (3 – 16) (hằng số thời gian) 𝑇1 = 𝜋2 ; 𝑇𝑘 = 𝑘12 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 q trình phóng điện đất nơi có yếu so với đầu vào nối đất Do điện dẫn nối đất (trong sơ đồ đẳng trị) phụ thu ộc vào I, 𝜌 mà phụ thuộc vào toạ độ Việc tính tốn tổng trở phức tạp giải phương pháp gần phạm vi đề tài ta bỏ qua q trình phóng điện đất 𝑇 3.4 Tính tốn nối đất an tồn 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 c ột điện 220kV t ới trạm -Tính Rc: Dây chống sét ta sử d ụng loại C-70 có ro =2,38 𝛺/𝑘𝑚 Ta có điện trở suất đất 𝜌 = 76 𝛺 cm Theo cơng thức ta có: 𝑅𝑐 𝑅TN = 𝑛 1 𝑅 + √𝑅𝑐 + 𝑐𝑠 Trong đó: n- số lộ dây -Đối với lộ đường dây chống sét 220 KV: Rcs220 = Ro * Lkv = 2,38.0,22= 0,524 () 28 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 𝑅𝑇𝑁220 = 10 1+√ 10 +1 0,524 = 0,408 () Nhận xét: Ta thấy RTN < 0,5 , nhiên thực tế điều kiện đất thay đổi nên ta cần phải nối đất nhân tạo 3.4.2 Nối đất nhân t ạo Nối đất nhân tạo ta sử dụng hình thức nốt đất ngang dẹt 50x5mm, chơn sâu 0,8m, vịng quanh chu vi khu vực xà tường bao trạm cách tường bao 3m Chu vi diện tích mạch vịng nối đất trạm: L = 600 m S = 18180m2 3000 198000 88000 102000 144000 14000 54000 Biến đổi mạch vịng hình chữ nhật tương đương có kích thước l1, l sau 215700 84270 Trong đó: l1 ,l2 nghiệm hệ phương trình: (l1 + l2 ) = 600m l = 215,72 m => { { l2 = 84,27 m l1 l2 = 18180m2 Điện trở mạch vòng trạm : 𝑅MV = 𝜌𝑡𝑡 𝐾 𝐿2 𝑙𝑛 𝑡 𝑑 𝜋 𝐿 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 29 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Trong đó: L: chu vi mạch vịng 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 t  tt =  kmùa Tra bảng với ngang chôn sâu 0,8 m ta có k mùa =1,6 ⇒ 𝜌𝑡𝑡 = 76 1,6 = 121,6 (𝛺 m) d: đường kính làm mạch vòng : 0,5.b = 0,5 * 0,05 = 0,025 m K: hệ số phụ thuộc hình dáng h ệ thống nối đất Bảng – 1: Hệ số K phụ thuộc vào (l1/l2) 𝑙1 𝑙2 K 1.5 5,53 5,81 6,42 8,17 10,4 Ta có : l1/l2 = 2,56 Nội suy ta xác định : K = 6,42+ (8,17-6,42)(2,56-2) (3-2) = 7,4 Như điện trở mạch vòng : 𝑅𝑀𝑉 = 𝜌 2𝜋𝐿 ∗ 𝑙𝑛 𝐾∗𝑙2 𝑑∗𝑡 = 121,6 2𝜋 600 𝑙𝑛 7,4.6002 0,8∗0,025 = 0,603 (𝛺) ( Lấy U50%MBA = 900kV Kiểm tra điều kiện ta thấy: Uđ=I ZXK(0, đs) = 150 4,37 = 655,5 kV < U50% MBA = 900 kV Ta thấy tiến hành nối đất bổ sung để đảm bảo khơng có phóng điện ngược 33 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Như phương án đóng cọc kết hợp với làm thành mạch vòng cọc đạt yêu cầu tiêu chuẩn chống sét Ta có sơ đồ nối đất tồn trạm biến áp hình vẽ: Hình 3.4 Sơ đồ nối đất tồn trạm biến áp 34 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99