Đồ án tốt nghiệp môn cao áp 220kv

Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Chươngl: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp 1.1 KhâuMỏ’ yếuđầu trạm phân phổi trời cuộn dây máy biến áp, Trạm biến áp đường dây truyền tải phận quan trọng hệ thống dùng cột thu lôi để bảo vệ máy biến áp yêu cầu khoảng cách điểm nối vào cột thu truyền tải phân phối điện Đối với áp đất cáccủa thiết phân lớn trạmhơn thường lôi điểm nối trạm vào hệbiến thống vỏ bị máy biếnphối áp phải 15m đặt trời, nên bị sét đánh trục tiếp gây nhung hậu nặng nề (phong điện, phá Tiết điện, diện dẫn dòng sét phải đảm hủy cách gây dây cắt điện ) nếuđiện không đủ bảolớnvệ.đểSự cố bảo mấttính điệnốnở định trạm nhiệt ảnh hưởng đến ngành công nghiệp khác hậu việc điện Do trạm biến có dòng sét chạy qua áp có yêu cầu bảo vệ cao Đổi với vệ cácchổng dây chống sét ta đuờng dây bảo vệ Đe bảo sét đánh trụctreo tiếpdọc chotheo trạmchiều biếndài áp người ta dùng cột thu lôi đặt dây chống sét dùng đảm bảo mặt kinh tế mỹ thuật Tác dụng cao đượcđiện bảo tích vệ đế định hướng cho phóng điện sét tập trung vào hệ thống nàyđường tậpdây trung tạo khu an toàn bênvệdưới 1.3 vực Phạm vi bảo củahệ cộtthống thu sét dây chống sét Hệ thống thu sét phải gồm dây tiếp địa để dãn dòng sét từ kim thu sét vào công dụngtácđêdụng tính toán: thống a, nốiCác đất Đethức nângsửcao hệ thống trị số điện trở nối đất phận thu sét phải nhỏ đế tản dòng điện cách nhanh nhất, đảm bảo cho có - Độ cao cột thu lôi: dòng điện sét qua thi điện áp phận thu sét không đủ lớn để gây phóng điện (1.1) ngược đến thiết bị gần h=hx+ha Ngoài thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm ta cần phải Trong : hx: Độ cao vật bảo vệ quan tâm đến tiêu kinh tế cho hợp lí đảm bảo mặt kĩ thuật, mỹ thuật ĐỘ kĩcao tác đối dụng cột thu lôi, sét xácthẳng định theo nhóm cột 1.2 Các yêuha;cầu thuật vóicủa hệ thống chông đánh đường giác đỉnhbiến a > D/8 Yêu cầu đối(hvới bảom, vệDchống sét tròn đánhngoại trực tiếp tiếpđa trạm áp chân tấtcột) thiết bị cần-Phạm bảo vệvi phải nằm trọn phạm vi bảo vệ an toàn hệ thống bảo vệ Đối với bảo vệ cột thu lôi độc lập là: trạm biến áp 220kV ta dùng cột thu lôi, đổi với đường dây 220kV ta dùng dây chổng sét r x =-^—(h-h x ) (1.2) Đối với trạm biến áp 220kV nẠcó mức cách điện cao, dó đặt thiết bị thu lôi kết cấu trạm Các kếth cấu phải gắn vào hệ thống nối đất trạm theo đường- ngắn thì: cho dòng điện sét khuyếch tán vào hệ thống nối đất theo đến Nếu hx < 2/3h nối đất với hệ thống, mặt khác phải có nối đất bố sung đế cải thiện trị số điện r, =1,5A.(1-—) 0,8 h (1.3) /-,=0,75/1.0 -%) h (1.4) - Nếu hx > 2/3h thì: - Phạm vi bảo vệ nhiều cột lớn tùng cột cộng lại Nhưng đế phối hơp bảo vệ cột khoảng cách hai cột phải thoả mãn a < 7h Khi có cột thu lôi đặt gần phạm vi bảo vệ độ cao lớn cột la ho xác định theo công thức: Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 21 r xo=-^T-( h ~ K ) 0-6) Đồ án tốt nghiệp môn cao áp h=h-Khoảng cách nhỏ từ biên phạm vi bảo vệ tới đường nối hai chân cột r xo xác định sau: 1-3K Hình 1.1: Tncờng hợp cột thu lôi có chiều cao -Trường hợp hai cột thu lôi có độ cao khác việc xác định phạm vi bảo vệ sau: -Khi cột thu lôi A B có độ cao li! h2 hình vẽ đây: Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page Đồ án tốt nghiệp môn cao áp -Bằng cách giả sử vị trí X có đặt cột thu lôi c có độ cao h2, khoảng cách AB=a, BC=a’ Khi xác định khoảng cách X a’ sau: X = l’6h •(/?! - h ) 1+^ K a'= a - X = a ——.(/?, h2) \ + !± — b, Phạm vi bảo vệ chống sét Phạm vi bảo vệ dây chống sét hình vẽ: Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page h x x Đồ án tốt nghiệp môn cao áp h Dây chống sét =0,6h(l x=l,2h(l-0,8*) Hình b1.3: Phạm-h) vi bảo vệ dây chống sét Chiều rộng phạm vi bảo vệ tính theo công thức sau: Chiều dài phạm vi bảo vệ dọc theo chiều dài đường dây hình vẽ: > 2/3 h (1 ) Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Hình 1.4: Góc bảo vệ dây chổng Có thể tính toán góc giới hạn a a 30° thực tế thường lấy khoảng sét 1.4 Mô tả đối tượng bảo vệ -Trạm biến áp 220kV/l lOkV Bắc Ninh, gồm hai máy biến áp ATI AT2 -Chiều rộng trạm 136m -Chiều dài trạm 133m -Các xà ngang phía lOkV cao 8m xà dọc cao lm, xà ngang phía 220kV cao 11 m, xà dọc cao 17m -Mặt trạm hình vẽ : Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page Đồ án tốt nghiệp môn cao áp -133.000D- 0000—t—8.0000— A TI A T2 Hình 1.5: Mặt trạm 220kVBắc Ninh 1.5 Tính toán phương án bảo vệ chống sét đánh thắng cho trạm biến áp 1.5.1 Phương án 1: 1.5.1.1 Bổ trí cột thu lôi: Phương án bố trí cột thu sét hình vẽ 1.6 : Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page Đồ án tốt nghiệp môn cao áp -17.0000 17.0000ỉ.oooo—(—8.0000—1 X k _X 10 11 £= 14 A TI /X 12 X 15 A T2 £= 16 ỳ _L Hình 1.6: Bổ trí cột thu lôi phương ủn + Phía 11 OkV bố trí cột xà cao 11 m + Phía 220kV bố trí 10 cột cột 8; 10; 11; 14; 15 đặt xà cao 17m, cột 9; 12; 13; 16 đặt cột cao lm 1.5.1.2 Tính toán cho phưong án 1: a) Tính độ cao tác dụng cột thu sét Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page Cặp Độ cao cột ho rox cột (m) 1-2 2-3 20 (m) (m) (m) Đồ án tốt nghiệp môn cao áp hx=8m 60 11,43 7,62 3,23 0,35 taphía lấy tác dụng chung 9mxác định đường kính +Như cộtđược 220kV ĐểCác tính độ cao độ táccao dụng cột cho thu sét cột ta phải 20 60 11,43 7,62 3,23 0,35 Độ cao cột thu lôi phía 220kV là: h=h +h =17+9=26(m) đường tròn ngoại tiếp đa giác qua chânx cộta D Độ cao tác dụng thoả mãn điều kiện: 20 22,5 11,19 9,52 5,59 b) Phạm vi bảo vệ 16,79 cột: D 20 22,5các cột 16,79 5,59 bl) Phạm vi bảo vệ phía 111,19 lOkV cao 9,52 20m 3-4 1-6 Cặp (m) Độ cao cột Bán kínhHOkV: bảo vệ độacao 8mho +) Phía l"0x cột (m) ngoại(m) (m) Đường kínhhđường tròn tiếp hình rchữ nhật (1; 2; 5; 6) là: x=8[...]... tínhcao bán kỉnhnhau bảo vệ giữa các110 cột kV thétvà liền kề 220kV Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 15 Đồ án tốt nghiệp môn cao áp \ \ \ \ / \ Nhận xét: Như vậy toàn bộ các thiết bị của trạm đều được bảo vệ Tổng số cột là 20 Tổng chiều dài các cột là: L=10.5+2.7+7.13+24=179(m) 1.5.2.3 Phạm vi bảo vệ của phương án 2: 1.6 So sánh và lựa chọn phương án Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 17 16 Đồ án tốt nghiệp môn cao áp. .. ho Độ cao cột cột (m) 1-2 2-3 16 3-4 16 (m) (m) (m) Đồ Đ án ántốt tốtnghiệp nghiệpmôn môn cao p áp hxcao =8m 30 + Các cột phía llOkV 30 39,45(m) 30 16 l"0x 0 (m) 11,71 7,81 D = V342 11,71 7,81 11,71 7,81 3,53 + 202 3,53 3,53 0,59 = 0,59 0,59 Độ cao tác dụng tối thiểu các cột 11; 17; 20 là: 30 của11,71 7,81 3,53 0,59 h — — = 16 5-6 16 22,5 12,78 8,52 4,71 1,53 Như vậy phía 220kV ta có thế lấy độ cao tác... phương án ta thấy cả 2 phương án đều bảo vệ được các thiết bị trong trạm Tổng chiều dài các cột của phương án 2 nhỏ hơn phương án 1 như vậy về mặt kinh tế có lợi hơn, hơn nữa phạm vi bảo vệ của phương án 2 cũng rộng hơn nên ta lựa chọn phương án 2 làm phương án thiết kế Chương2: Tính toán nối đất cho trạm Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 18 Đồ án tốt nghiệp môn cao áp 2.1 Yêu cầu nối đất cho trạm biến áp Nhiệm... thường Ta có thế giải gần đúng bằng phương pháp đồ thị: Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 33 k xk 11,5 cos(Xk) -0,85689 11,361918 cos2 Xk 1,521918 1 1 R-MVS 14,5 17,6 án tốt nghiệp -0,51929 0,70867 0,483305 Đồ Đồ án tốt nghiệp mônmôn caocao áp áp -0,35492 0,315744 3,708364 4,281124 7,93832 10,03068 1,991188 _, ,, , , X / D _ 'V NT (sel) Bảng 2.3/ Bủng tính toán chuôi sô o - 2^ -: -•e 2,151188... lần sét đánh Nji (15,6 + 23,4).«,./, -a* Trong đó ns: số ngày sét trong một h : độ treo cao trung bình của dây dẫn Với U|v : điện áp iện pha áp làm việc.điện 50% của chuỗi sứ u50%: phóng Lcs :số chiều dài chuồi Như vậy lần đường dâysứbị cắt điện do quá điện áp cảm ứng Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 38 39 n cdcu = N pdcu-n (3-13) Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Đường dây 1 lOkV trở lên do mức cách điện cao (U... Page3536 II n 50 0,6 30 0,45 20 10 0,25 0,1 Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Trong Để tínhđótoán hc: sốchiều lần có caophóng của cột điện(m) xuống đất cần biết về số lần có sét đánh trên diện tích lkm2 mặt ađất : góc ứng bảo với vệ (độ) một ngày sét, nó có trị số khoảng m s= 0,1 -ỉ- 0,15 lần/km-2.ngày Sét đánh sét.vào Từđiếm đó sẽ giữatính khoảng đượcvượt: số lần sét đánh vào các công trình hoặc lên đường Nk,... X7=20,7>20,69 nên ta lấy 6 giá trị Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 34 Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Chương3: Bảo vệ chống sét cho đường dây 220kV 3.1 Mỏ’ đầu Đường dây là phần tử dài nhất trên hệ thống điện nên thường bị sét đánh gây nên quá điện áp quá trình này có thể dẫn tới cắt máy cắt đường dây làm ảnh hưởng tới cung cấp điện Mặt khác khi sét đánh vào đoạn dây gần trạm thì sẽ tạo nên sóng truyền vào trạm... lấy giá trị k từ 1-7: = 6,58 Bảng 2.2: Bảng tính toán chuỗi số 2^—T* k=\ k Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 29 R c= Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Nối đất được tính toán cho chống sét nên ta lấy hệ số k mùa như sau: Đối với thanh ngang chôn sâu t = 0,8(m); kmùa = 1,2 Đối với cọc dài 3m chôn sâu t = 0,8(m); kmùa = 1,15 Điện trở thanh Công thức sử dụng để tính toán: = P«J Ink.r-T 2 71 lj t.d T Trong đó: 1: chiều... + RNT(sel) R NT(sel) | Đồ án tốt nghiệp môn cao áp 1 2.3 1 ,„4.2,3+3 ln——+-.ln— — 0,04 2 4.2,3-3 R bs COs2 XK Rc = 2.7Ĩ.3 Điện trở bổ sung Công thức sử dụng đế tính toán: 5,69 + 0,928 _ Rr A R bs+RNT{se0 R bs cos 2 ’ ( X bs K Trong đó: n: số cọc r|T,r|c: hệ số sử dụng của thanh và cọc Với n=5; lcọc = 3(m); a=3(m); a/l=l(m) Tra bảng 3 phần phụ lục sách hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp ta được: r|c=0,87... điện trở tản õx (2.11) Giải hệ phương trình này ta được điện áp tại điếm bất kỳ và tại thời điếm t trên điện ư(x,t) = Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 G.Ỉ (2.12) Page 25 26 Đồ án tốt nghiệp môn cao áp Tổng trở xung kích ở đầu vào của nối đất: Với: L.G.Í- _ L.G.Í- T Tính toán nối đất phân bổ dài khi có xét quả trình phóng điện trong đất Việc giảm điện áp và mật độ dòng điện ở các phần xa của điện cực làm cho quá ... Ucd(a,t) tác dụng lên chuôi sứ Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 50 Đ án ántôt tốtnghiệp nghiệpmôn môncao cao p áp Đô Đồ án tốt nghiệp môn cao áp 0,00004 0,00002 0,00004 0,00014 0,00018 0,00010 0,00008... 3.5 Đồ thị I=f(a) xác định miền nguy Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 53 PagePage 51 52 = = a(kA / ps) Đồ Đ án ántốt tốtnghiệp nghiệpmôn môncao cao p áp Đô án. .. (11; 17; 12) Vũ Đức Ngọc-HTD2-K50 Page 14 Cặp ho Độ cao cột cột (m) 1-2 2-3 16 3-4 16 (m) (m) (m) Đồ Đ án ántốt tốtnghiệp nghiệpmôn môn cao p áp hxcao =8m 30 + Các cột phía llOkV 30 39,45(m) 30 16