BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM BIẾN ÁP 220110 kV

Phần BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 kV I.Lý thuyết Mở đầu: Khi thiết bị điện trạm biến áp bị sét đánh trực tiếp đưa đến hậu nghiêm trọng: gây nên hư hỏng thiết bị điện, dẫn đến việc ngừng cung cấp điện toàn thời gian dài làm ảnh hưởng đến việc sản xuất điện làm ảnh hưởng đến ngành kinh tế quốc dân khác Đối với nhà máy điện trạm biến áp việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào thiết bị điện cần phải ý bảo vệ công trình khác như: - Đoạn dây nối từ xà cuối trạm cột đường dây - Đoạn dây dẫn hay dẫn nối máy phát điện máy biến áp - Gian máy loại nhà máy điện kiểu hở, thiết bị thu đựng khí Hidro trời, thiết bị chứa dung dịch điện phân trời - Kho dầu, thùng dầu để trời, kho xăng Đối với công trình dễ cháy nổ cần bảo vệ chống sét đánh trực tiếp mà phải đề phòng phát sinh tia lửa điện áp gây nên, tiến hành thiết kế bảo vệ phần cần nghiên cứu thêm qui trình công trình dễ cháy nổ Để bảo vệ sét đánh trực tiếp nhà máy điện trạm biến áp cần dùng cột thu lôi Các cột thu lôi đặt độc lập điều kiện cho phép đặt kết cấu trạm, nhà máy Thông thường để giảm vốn đầu tư để tận dụng độ cao trạm biến áp nhà máy điện người ta cố gắng đặt cột thu lôi kết cấu trạm, cột đèn pha dùng để chiếu sáng, mái nhà … Cột thu lôi độc lập thường đắt nên dùng không tận dụng độ cao khác Nếu đặt cột thu lôi kết cấu trạm phân phối điện trời dùng dây chống sét để bảo vệ cho đoạn dây dẫn nối từ xà cuối trạm đến cột đường dây chúng nối đất chung vào hệ thống nối đất trạm Vì sét đánh vào dây thu lôi hay vào dây chống sét toàn dòng điện sét vào hệ thống nối đất trạm làm tăng thiết bị lối đất chung với hệ thống nối đất trạm Độ tăng lớn gây nên nguy hiểm cho thiết bị ấy, điều kiện cho phép đặt cột thu lôi công trình trạm dùng dây chống sét trạm Khi thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp nhà máy điện yêu cầu kỹ thuật phải ý đến mặt kinh tế mỹ thuật Các yêu cầu kỹ thuật : Đối với trạm phân phối trời từ 110 kV trở lên có mức cách điện cao nên đặt cột thu lôi kết cấu trạm phân phối Các trụ kết cấu có đặt côt thu lôi phải ngắn cho dòng điện sét I s khuếch tán vào đất theo đến hệ thống 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 trời điện áp 110 kV trở lên cuộn dây máy biến áp, dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp yêu cầu khoảng cách điểm nối vào hệ thống nối đất cột thu lôi vỏ máy biến áp theo đường điện phải lớn 15 m - Khi bố trí cột thu lôi xà trạm phân phối trời 110 kV trở lên phải thực yêu cầu sau: + Ở chỗ nối kết cấu có đặt cột thu lôi vào hệ thống nối đất cần phải có nối đất bổ xung (dùng nối đất tập trung) nhằm đảm bảo điện trở khuếch tán không Ω (ứng với dòng điện tần số công nghiệp) + Khoảng cách không khí kết cấu trạm có đặt cột thu lôi phận mang điện không bé chiều dài chuỗi sứ - Có thể nối cột thu lôi độc lập vào hệ thống nối đất trạm phân phối cấp điện áp 110 kV yêu cầu thực - Khi dùng cột thu lôi độc lập phải ý đến khoảng cách cột thu lôi đến phận trạm để tránh khả phóng điện từ cột thu lôi đến vật bảo vệ - Khi dùng cột đèn chiếu sáng để làm giá đỡ cho cột thu lôi phải cho dây dẫn điện đến đèn vào ống chì chôn vào đất - Có thể nối dây chống sét bảo vệ đoạn đến trạm vào hệ thống nối đất trạm khoảng cách từ chỗ nối đất trạm đến điểm nối đất máy biến áp lớn 15 m - Để đảm bảo mặt tính để chống ăn mòn cần phải theo qui định loại vật liệu, tiết diện dây dẫn dùng mặt đất đất: Loại vật liệu Thép mạ tròn Thép dẹt mạ kẽm Cáp thép Thanh đồng tròn Thanh đồng dẹt Dây đồng xoắn Thanh nhôm tròn Dây dẫn dòng điện sét dùng mặt đất Φ mm 20x2,5 mm Không dùng Φ mm 20x2,5 mm Không dùng Không dùng Dây dẫn dòng điện sét dùng đất Φ 10 mm 30x3,5 mm Không dùng Φ mm 20x2,5 mm Không dùng Không dùng Đặc điểm kết cấu côt thu lôi: Trong điều kiện cho phép, nói, tận dụng độ cao công trình trạm xà để làm giá đỡ cho cột thu lôi Ví dụ trạm biến áp 110 kV trở lên cột thu lôi thường đặt xà để nối cột thu lôi với hệ thống nối đất dùng xà xà sắt hay dùng cốt sắt bên cột bê tông cốt sắt Đối với cột thu lôi độc lập nếu: + Độ cao h cột thu lôi không 20 m dùng ống kim loại ghép lại + Độ cao h lớn 20 m dùng loại kết cấu kim loại kiểu mạng để làm giá đỡ phận thu sét Nhưng kinh tế dùng cột thu lôi có giá đỡ gỗ độ cao h cột thu lôi không 20 m giá đỡ cột bê tông cốt thép cột thu lôi cao 20 m, nên tận dụng cốt thép cột làm dây dẫn dòng điện sét từ phần thu sét đến hệ thống nối đất Trong trường hợp dùng giá đỡ gỗ phải dùng dây dẫn riêng đặt dọc theo giá đỡ Cột thu lôi thiết kế để làm việc trạng thái tự không làm việc trạng thái căng Khi chọn tiết diện phần tử cột thu lôi dựa phát nóng chúng trong tính toán bỏ qua tản nhiệt môi trường xung quanh Kích thước tiêu chuẩn số loại kim thu sét: + Kim thép tròn: Chiều cao có ích (mm) 200 ~ 1000 1000 ~ 2000 2000 ~ 3000 + Đường kính nhỏ (mm) 12 16 19 Kim thép ống: Chiều cao có ích (mm) 2000 ~ 3000 3000 ~ 4000 4000 ~ 5000 Đường kính nhỏ (mm) 16 22 25 Phạm vi bảo vệ cột thu lôi: 4.1 phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập: Phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập miền giới hạn mặt hình chóp tròn xoay có đường kính xác định phương trình 1,6 rx = (h − h x ) hx 1+ h (3-1) Để rễ dàng thuận tiện tính toán thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệ dạng đơn giản hóa, tính theo công thức sau: h rx = 1,5h (1 − x ) hx < h 0,8h + Nếu (3-2) h hx > h rx = 0,75h (1 − x ) h + Nếu (3-3) 0.2h h rx 2h/3 hx 0.75h 1.50h Hình 1-1 Phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập Chú ý công thức cột thu lôi cao 30 m Hiệu cột thu lôi cao 30 m có giảm sút độ cao định hướng sét giữ số Có thể dùng công thức để tính phạm vi bảo vệ phải hiệu chỉnh kết 5,5 p= h cách nhân với hệ số hiệu chỉnh hình vẽ dùng hoành độ 0,75hp 1,5hp 4.2 Phạm vi bảo vệ hai hay nhiều cột thu lôi: Phạm vi bảo vệ hai hay nhiều cột thu lôi lớn nhiều so với phạm vi bảo vệ hay nhiều cột đơn cộng lại Nhưng để hai cột thu lôi phối hợp khoảng cách a chúng phải thỏa mãn điều kiện a < 7h + Phạm vi bảo vệ cột thu lôi có độ cao: Khi hai cột thu lôi có độ cao h đặt cách khoảng cách a (a < 7h) độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu lôi h0 tính sau: a a h0 = h − h0 = h − 7 => hx 1.5h Rx ho=h-a/7 a 1.5ho Rx Hình 1-2 Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi độ cao Các phần bên giống trường hợp cột phần bên giới hạn vòng tròn qua điểm hai đỉnh cột điểm có độ cao h0, mặt cắt thẳng đứng theo mặt phẳng vuông góc đặt hai cột phạm vi bảo vệ vẽ giống cột có độ cao h 0, từ hai mặt cắt vẽ phạm vi bảo vệ mức cao khác Khi độ cao vượt qúa 30 m có hiệu chỉnh tương tự độ a h0 = h − 7p cao h0 tính theo + Phạm vi bảo vệ cột thu lôi không độ cao: Cách vẽ phạm vi bảo vệ cột thu sét có chiều cao khác trình bày hình vẽ Trước tiên ta vẽ phạm vi bảo vệ cột cao sau qua đỉnh cột thấp vẽ đường thẳng ngang gặp đường sinh phạm vi bảo vệ cột cao điểm điểm xem đỉnh cột thu sét giả định, với cột thấp hình thành đôi cột có độ cao với khoảng cách a’ h1 h2 Rx hx a Rx Hình 1-3 Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi không độ cao Cột thấp có độ cao h2 cột cao có độ cao h1 h1 - Khi h2 > thì: h − 0,75h1 (1 − ) h1 a' = a h1 - Khi h2 < thì: h2 − 1,5h1 (1 − ) 0,8 ⋅ h1 a' = a Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu lôi h0 tính sau: h0 = h2 − a' h0 = h2 − => a' Khi độ cao vượt qúa 30 m có hiệu chỉnh tương tự độ a' h0 = h2 − 7p cao h0 tính theo + Phạm vi bảo vệ nhóm cột thu lôi: Khi công trình cần bảo vệ chiếm khu vực rộng lớn, dùng vài cột thu lôi phải cao gây nhiều khó khăn cho thi công, lắp ráp Trong trường hợp dùng nhiều cột phối hợp bảo vệ Phần phạm vi bảo vệ a ≤ 7h xác định đôi cột (yêu cầu khoảng cách , không cần vẽ phạm vi bảo vệ bên đa giác hình thành cột thu lôi mà kiểm tra điều kiện an toàn Vật có độ cao h x nằm đa giác bảo vệ thỏa mãn điều kiện: D ≤ 8(h − h x ) = 8h a Trong đó: D: đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác hình thành cột thu lôi ha: độ cao hiệu dụng cột thu lôi, phần cột vượt cao so với mức cao hx Nếu độ cao vượt qua 30 m cần hiệu chỉnh theo: D ≤ 8(h − h x ) p = 8h a p II.Thực hành Trình tự hành: - Xem xét toàn cột thu lôi vị trí chọn - Tính độ cao tác dụng cột xác định đường kính D vòng tròn ngoại tiếp tam giác qua đỉnh cột (hoặc ngoại tiếp tứ giác) Để cho toàn diện tính giới hạn tam giác (hoặc tứ giác ấy) bảo vệ D ≤ 8h a Lấy chung độ cao tác dụng lớn cho toàn trạm - Tính độ cao h cột thu lôi: h = + hx , Trong : hx độ cao vật bảo vệ - Kiểm tra lại khả bảo vệ vật nằm phạm vi bảo vệ : + Nếu Tính bán kính bảo vệ cột thu lôi: hx < h hx > Nếu + h rx = 1,5h (1 − hx ) 0,8h rx = 0,75h (1 − hx ) h Tính bán kính khu vực bảo vệ cột thu lôi: Tính độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu lôi h0: h0 = h − a a khoảng cách cột thu lôi Tính rx theo độ cao h0 - Vẽ khu vực bảo vệ theo kích thước tính - Kiểm tra lại có vật bảo vệ nằm khu vực bảo vệ cần phải tăng độ cao cột thu lôi bố trí thêm cột tính toán theo trình tự 1.Các phương án bối trí hệ thống thu sét: Số liệu dùng để tính toán: Toàn trạm có diện tích là: 134 x 85,6m Trạm phân phối 220 kV có diện tích là: 29 x 61,6 Độ cao xà 17 m 11m Trạm phân phối 110 kV có diện tích là: 39,248 x 72 m Độ cao xà 11m m 1.1 Phương án bố trí cột hình vẽ 17 m 8m 11 m 11 m 11 m 11 m 17 m 17 m 17 m 16 m 11 m 11 m 11 m 11 m 17 m 17 m 10 17 m 11 17 m 17 m 11 m 13 17 m 5.5 m 11 m 17 m 12 AT1 AT2 21 m Nhà phân ph?i 10 kV 11 m 14 17 m 15 8m 11 m 8m 8m 14.5 m 11 m 16 8m 17 m 8m 17 18 15 m Phía 220 kV bố trí (cột đến cột 8) cột đặt xà bên trạm Phía 110 kV bố trí (cột đến cột 14) cột đặt xà bên trạm Xác định độ cao hiệu dụng cột thu sét: Để tính độ cao tác dụng cột chống sét mặt vẽ coi nhóm cột đa giác hình học, từ xác định bán kính đường tròn ngoại tiếp đa giác Bên phía 220 kV ta có: 8m 10 m - Xét nhóm cột (1, 4, 6), (3, 5, 8), (2, 4, 7) (2, 5, 7) có kích thước ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 39m; b =28,9m; c = 21,15m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 39 + 28,9 + 21,15 = = 44,53 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 39.28,9.21,15 44,53(44,53 − 39)( 44,53 − 28,9)( 44,53 − 21,15) = =39,76 (m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = - D 39,76 = = 4,97 8 (m) Xét nhóm cột (1, 2, 4) (2, 3, 5) có kích thước ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 30,8m; b = c =28,9m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 30,8 + 28,9 + 28,9 = = 44,3 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 30,8.28,9.28,9 44,3( 44,3 − 30,8)( 44,53 − 28,9)( 44,3 − 28,9) = =34,15 (m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = - D 34,15 = = 4,27 8 (m) Xét nhóm cột (4, 6, 7) (5, 7, 8) có kích thước ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 30,8m; b = c =21,15m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 30,8 + 21,15 + 21,15 = = 36,55 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 30,8.21,15.21,15 36,55(36,55 − 30,8)(36,55 − 21,15)(36,55 − 21,15) = =30,86 (m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = D 30,86 = = 3,86 8 (m) Bên phía 110 kV ta có: ta có: Xét nhóm cột (9, 10, 12, 13) (10, 11, 13, 14) có kích thước Nhóm cột tạo thành hình chữ nhật có đường chéo đường kính đường tròn ngoại tiếp đa giác : D= = 53,28 (m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: Ở 110 kV 220kV ta có: - Xét nhóm cột (7, 8, 10) ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 30,8m; b =42,47m ; c =51,11m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 30,8 + 42,47 + 51,11 = = 62,19 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 30,8.42,47.51,11 62,19(62,19 − 30,8)(62,19 − 42,47)( 62,19 − 51,11) = =51,18 (m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = - D 51,18 = = 6,398 8 (m) Xét nhóm cột (6, 7, 9) ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 30,8m; b = 42,62m ; c =54,19m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 30,8 + 42,62 + 54,19 = = 63,81 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 30,8.42,62.54,19 63,81(63,81 − 30,8)( 63,81 − 42,62)( 63,81 − 54,19) = =54,31(m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = - D 54,31 = = 6,788 8 (m) Xét nhóm cột (8, 10, 11) ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 43,12m; b = 35,84m ; c =51,11m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 43,12 + 35,84 + 51,11 = = 65,04 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 43,12.35,84 51,11 65,04(65,04 − 30,8)(65,04 − 35,84 )(65,04 − 51,11) = =51,88(m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = - D 51,88 = = 6,485 8 (m) Xét nhóm cột (6, 7, 9) ta có: Nhóm cột tạo thành tam giác có cạnh là: a = 36,07m; b = 42,47m ; c =54,19m Ta có nửa chu vi tam giác tạo nhóm cột là: p= a + b + c 36,07 + 42,47 + 54,19 = = 66,37 2 (m) Vậy đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c P( P − a )(P − b)(P − c) 36,07.42,47.54,19 66,37(66,37 − 36,07)(66,37 − 42,47)(66,37 − 54,19) = =54,27(m) Độ cao hiệu dụng cột thu sét để nhóm cột bảo vệ hoàn toàn diện tích chúng phải thỏa mãn: = D 54,27 = = 6,784 8 (m) Ta có bảng tổng kết sau: Nhóm cột a b c p D Nhóm đa giác Vùng bảo vệ (1, 4, 6), (3, 5, 8), (2, 4, 7) (2, 5, 7) (1, 2, 4) (2, 3, 5) 39 28,9 21,15 44,53 39,76 4,97 Tam giác 220kV 30,8 28,9 28,9 44,3 34,15 4,269 Tam giác 220kV (4, 6, 7) (5, 7, 8) 30,8 21,15 21,15 36,55 30,86 3,857 Tam giác 220kV (7, 8, 10) 30,8 42,47 51,11 62,19 51,18 6,398 Tam giác Ở (6, 7, 9) 30,8 43,1 36,0 42,62 54,19 63,81 54,31 6,788 Tam giác Ở 35,84 51,11 65,04 51,88 6,485 Tam giác Ở 42,47 54,19 66,37 54,27 6,784 Tam giác Ở 59,998 6,66 Hình chữ 110kV (8, 10, 11) (6, 7, 9) (9, 10, 12, 13) (10, 11, 13, 14) nhật Qua tính toán cụ thể độ cao tác dụng cho nhóm cột ta nhận thấy: Đối với phía 220 kV hamax = 4,97 m ta chọn ha=5 m Đối với phía 110 kV ta chọn = m Phía 220 kV cần bảo vệ cho độ cao lớn h x = 17 m độ cao cột thu sét phía 220 kV là: h = ha+hx = 17 + = 22 (m) Phía 110 kV cần bảo vệ cho độ cao lớn h x = 11 m độ cao cột thu sét là: h = ha+hx = 11 + = 18 (m) Tính bán kính bảo vệ cột thu lôi: Bên phía 220 kV bảo vệ cột thu lôi cao 22 m độ cao cần bảo vệ 17 m 11 m Ta có: - 2 h = 22 = 14,67m 3 Bán kính bảo vệ độ cao hx = 17 m > 14,67 m là: rx = 0,75h(1 − - (m) hx 17 ) = 0,75.22(1 − ) = 3,75 h 22 (m) Bán kính bảo vệ độ cao hx = 11 m < 14,67 m là: rx = 1,5h(1 − hx 11 ) = 1,5 ⋅ 22(1 − ) = 12,375 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 22 (m) Bên phía 110 kV bảo vệ cột thu lôi cao 19 m độ cao cần bảo vệ 11 m m Ta có: - 2 h = 18 = 12 3 (m) Bán kính bảo vệ độ cao hx = 11 m < 12 m là: rx = 1,5h(1 − - hx 11 ) = 1,5 ⋅18(1 − ) = 6,375 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 18 (m) Bán kính bảo vệ độ cao hx = m < 12 m là: rx = 1,5h(1 − hx ) = 1,5 ⋅ 18(1 − ) = 12 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 18 (m) Tính bán kính bảo vệ khu vực cột xung quanh trạm: Bên phía 220 kV - Xét cặp cột (1, 2) (3, 4) ta có: h1= h2 = 22 m, a = 30,8 m Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: h0 = h − a 30,8 = 22 − = 17,6 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 17 m: hx = 17 m > 2 h0 = 17,6 = 11,7 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + hx 17 ) = 0,75 ⋅ 17,6(1 − ) = 0,45 h0 17,6 (m) Độ cao 11 m: hx = 11 m < r0 x = 1,5h0 (1 − Nên - m 2 h0 = 17,6 = 11,7 3 m hx 11 ) = 1,5 ⋅ 17,6(1 − ) = 5,775 0,8h0 0,8.17,6 (m) Xét cặp cột (1, 4) (3, 5) ta có: h1= h2 = 22 m, a = 28,9 m Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: h0 = h − a 28,9 = 22 − = 17,87 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 17 m: hx = 17 m > 2 h0 = 17,87 = 11,91 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + hx 17 ) = 0,75 ⋅ 17,87 (1 − ) = 0,65 h0 17,87 (m) Độ cao 11 m: hx = 11 m < r0 x = 1,5h0 (1 − Nên - m 2 h0 = 17,87 = 11,91 3 m hx 11 ) = 1,5 ⋅ 17,87 (1 − ) = 6,18 0,8h0 0,8.17,87 (m) Xét cặp cột (6, 4) (8, 5) ta có: h1= h2 = 22 m, a = 21,15 m Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: h0 = h − a 21,15 = 22 − = 18,98 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 17 m: hx = 17 m > 2 h0 = 18,98 = 12,65 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + Độ cao 11 m: m hx 17 ) = 0,75 ⋅18,98(1 − ) = 1,49 h0 18,98 (m) hx = 11 m < r0 x = 1,5h0 (1 − Nên 2 h0 = 18,98 = 12,65 3 m hx 11 ) = 1,5 ⋅ 18,98(1 − ) = 7,85 0,8h0 0,8.18,98 (m) Bên phía 110 kV - Xét cặp cột (9, 6) ta có: h1= 22 m h2 = 18 m a = 42,62 m Hai cột có chiều cao khác h2 > − 0,75h1 (1 − a' = a h2 ) h1 h1 nên ta có : 42,62 − 0,75 ⋅ 22(1 − = 18 ) = 39,62 22 Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: h0 = h − a' 39,62 = 18 − = 12,34 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 11 m: hx = 11 m > 2 h0 = 12,34 = 8,22 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + hx 11 ) = 0,75 ⋅ 12,34(1 − ) = 1,005 h0 12,34 Độ cao m: hx =8 m < m 2 h0 = 12,34 = 8,22 3 m (m) (m) rx = 1,5h(1 − Nên - hx ) = 1,5 ⋅ 12,34(1 − ) = 3,51 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 12,34 (m) Xét cặp cột (8, 11) ta có: h1= 22 m h2 = 18 m a = 43,12 m Hai cột có chiều cao khác h2 > − 0,75h1 (1 − a' = a h2 ) h1 h1 nên ta có : 43,12 − 0,75 ⋅ 22(1 − = 18 ) = 40,12 22 Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: h0 = h − a' 40,12 = 19 − = 13,27 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 11 m: hx = 11 m > 2 h0 = 13,27 = 8,85 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + rx = 1,5h(1 − - hx 11 ) = 0,75 ⋅ 13,27(1 − ) = 1,7 h0 13,27 (m) Độ cao m: hx =8 m < Nên m 2 h0 = 13,27 = 8,85 3 m hx ) = 1,5 ⋅13,27(1 − ) = 4,91 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 13,27 (m) Xét cặp cột (9, 12) (11, 14) ta có: h1= h2 = 18 m, a =39,248 m Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: (m) h0 = h − a 39,248 = 18 − = 12,39 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 11 m: hx = 11 m > 2 h0 = 12,39 = 8,26 3 m h 11 rx = 1,5h(1 − x ) = 1,5 ⋅12,39(1 − ) = 1,04 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 12,39 Nên + Độ cao m: hx = m > rx = 1,5h(1 − Nên - 2 h0 = 12,39 = 8,26 3 (m) m hx ) = 1,5 ⋅ 12,39(1 − ) = 3,59 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 12,39 (m) Xét cặp cột (12, 13) (13, 14) ta có: h1= h2 = 18 m, a =36 m Độ cao lớn khu vực bảo vệ cột thu sét là: h0 = h − a 36 = 18 − = 12,86 7 (m) Bán kính khu vực bảo vệ cột thu sét là: + Độ cao 11 m: hx = 11 m > rx = 1,5h(1 − 2 h0 = 12,86 = 8,57 3 m hx 11 ) = 1,5 ⋅ 12,86 (1 − ) = 1,4 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 12,86 Nên + Độ cao m: hx = m < Nên 2 h0 = 12,86 = 8,57 3 (m) m h rx = 1,5h(1 − x ) = 1,5 ⋅ 12,86 (1 − ) = 4,29 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 12,86 (m) Cuối ta có bảng kết tính toán phạm vi bảo vệ cặp cột thu sét : Cặp cột (1, 2) (3, 4) (1, 4) (3, 5) (6, 4) (8, 5) (9, 6) (8, 11) h1 22 22 22 22 22 h2 22 22 22 18 18 (9, 12) (11, 14) 18 18 (12, 13) (13, 14) 18 18 a 30,8 28,9 21,15 42,62 43,12 39,24 36 h0 17,6 17,87 18,98 12,34 13,27 r017 0,45 0,65 1,49 ro11 5,775 6,18 7,85 1,005 1,7 ro8 3,51 4,91 12,39 1,04 3,59 12,86 1,4 4,29 Vậy phương án I đặt 14 cột chống sét có cột cao 22m (5 cột đặt xà cao 17m cột đặt xà cao 11m) cột cao 18m (3 đặt xà cao 11m cột đặt xà cao 8m) Tổng chiều dài: L1 = 5(22 - 17) + 3(22 - 11) + 3(18 - 11) + 3(18 – 8) = 109m Ta có phạm vi bảo vệ phương án sau: x = 16,1 m 8m 11 m 17 m rox = 8,8 m rox = 8,8 m rox =5,2 m rx = 5,6 m rox =0,15 m 11 m rox =1,95 m 11 m 11 m rox =1,95 m 17 m rox =3,75 m 17 m rox =12,4 m 17 m 16 m 11 m 11 m 11 m 11 m rox =5,5 m rox =0,3 m 17 m 17 m 10 17 m 11 17 m 17 m 12 11 m 13 17 m 5.5 m 11 m 17 m AT1 AT2 21 m Nhà phân ph?i 10 kV 11 m 14 17 m 15 8m 11 m 20 8m rox =6 m 8m 14.5 m 11 m 16 8m 19 rox =3,2 m 17 18 rox =7,9 m 17 m 8m 8m 10 m 15 m - _ Phạm vi bảo vệ cột chống sét độ cao 17 m - Phạm vi bảo vệ cột chống sét độ cao 11 m - rox =11,7 m Phạm vi bảo vệ cột chống sét độ cao m rx = 11,6 m rx = 17,25 m [...]... độ cao tác dụng cho từng nhóm cột ta nhận thấy: Đối với phía 220 kV thì hamax = 4,97 m vì vậy ta chọn ha=5 m Đối với phía 110 kV và ở giữa thì ta chọn ha = 7 m Phía 220 kV cần bảo vệ cho độ cao lớn nhất là h x = 17 m cho nên độ cao của cột thu sét phía 220 kV là: h = ha+hx = 17 + 5 = 22 (m) Phía 110 kV và ở giữa cần bảo vệ cho độ cao lớn nhất là h x = 11 m cho nên độ cao của cột thu sét là: h = ha+hx... kính bảo vệ của 1 cột thu lôi: Bên phía 220 kV bảo vệ bằng cột thu lôi cao 22 m và các độ cao cần bảo vệ là 17 m và 11 m Ta có: - 2 2 h = 22 = 14,67m 3 3 Bán kính bảo vệ ở độ cao hx = 17 m > 14,67 m là: rx = 0,75h(1 − - (m) hx 17 ) = 0,75.22(1 − ) = 3,75 h 22 (m) Bán kính bảo vệ ở độ cao hx = 11 m < 14,67 m là: rx = 1,5h(1 − hx 11 ) = 1,5 ⋅ 22(1 − ) = 12,375 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 22 (m) Bên phía 110 kV bảo vệ. .. 10 kV 11 m 9 14 17 m 15 8m 11 m 20 8m rox =6 m 8m 14.5 m 11 m 16 8m 19 rox =3,2 m 17 18 rox =7,9 m 17 m 8m 8m 10 m 15 m - _ Phạm vi bảo vệ của cột chống sét ở độ cao 17 m - Phạm vi bảo vệ của cột chống sét ở độ cao 11 m - rox =11,7 m Phạm vi bảo vệ của cột chống sét ở độ cao 8 m rx = 11,6 m rx = 17,25 m ... cao 19 m và các độ cao cần bảo vệ là 11 m và 8 m Ta có: - 2 2 h = 18 = 12 3 3 (m) Bán kính bảo vệ ở độ cao hx = 11 m < 12 m là: rx = 1,5h(1 − - hx 11 ) = 1,5 ⋅18(1 − ) = 6,375 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 18 (m) Bán kính bảo vệ ở độ cao hx = 8 m < 12 m là: rx = 1,5h(1 − hx 8 ) = 1,5 ⋅ 18(1 − ) = 12 0,8 ⋅ h 0,8 ⋅ 18 (m) Tính bán kính bảo vệ ở khu vực giữa 2 cột xung quanh trạm: Bên phía 220 kV - Xét cặp cột (1, 2) và... vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: h0 = h − a 21,15 = 22 − = 18,98 7 7 (m) Bán kính của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: + Độ cao 17 m: hx = 17 m > 2 2 h0 = 18,98 = 12,65 3 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + Độ cao 11 m: m hx 17 ) = 0,75 ⋅18,98(1 − ) = 1,49 h0 18,98 (m) hx = 11 m < r0 x = 1,5h0 (1 − Nên 2 2 h0 = 18,98 = 12,65 3 3 m hx 11 ) = 1,5 ⋅ 18,98(1 − ) = 7,85 0,8h0 0,8.18,98 (m) Bên phía 110 kV và... ở khu vực giữa 2 cột xung quanh trạm: Bên phía 220 kV - Xét cặp cột (1, 2) và (3, 4) ta có: h1= h2 = 22 m, a = 30,8 m Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: h0 = h − a 30,8 = 22 − = 17,6 7 7 (m) Bán kính của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: + Độ cao 17 m: hx = 17 m > 2 2 h0 = 17,6 = 11,7 3 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + hx 17 ) = 0,75 ⋅ 17,6(1 − ) = 0,45 h0 17,6 (m) Độ cao 11 m:... hx 11 ) = 1,5 ⋅ 17,6(1 − ) = 5,775 0,8h0 0,8.17,6 (m) Xét cặp cột (1, 4) và (3, 5) ta có: h1= h2 = 22 m, a = 28,9 m Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: h0 = h − a 28,9 = 22 − = 17,87 7 7 (m) Bán kính của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: + Độ cao 17 m: hx = 17 m > 2 2 h0 = 17,87 = 11,91 3 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + hx 17 ) = 0,75 ⋅ 17,87 (1 − ) = 0,65 h0 17,87 (m) Độ cao 11... kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác là: D= a.b.c 2 P( P − a )(P − b)(P − c) 36,07.42,47.54,19 2 66,37(66,37 − 36,07)(66,37 − 42,47)(66,37 − 54,19) = =54,27(m) Độ cao hiệu dụng của cột thu sét ha để nhóm 3 cột trên bảo vệ được hoàn toàn diện tích của chúng phải thỏa mãn: ha = D 54,27 = = 6,784 8 8 (m) Ta có bảng tổng kết như sau: Nhóm cột a b c p D ha Nhóm đa giác Vùng bảo vệ (1, 4, 6), (3, 5, 8),... chiều cao khác nhau và h2 > − 0,75h1 (1 − a' = a h2 ) h1 2 3 h1 nên ta có : 42,62 − 0,75 ⋅ 22(1 − = 18 ) = 39,62 22 Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: h0 = h − a' 39,62 = 18 − = 12,34 7 7 (m) Bán kính của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: + Độ cao 11 m: hx = 11 m > 2 2 h0 = 12,34 = 8,22 3 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + hx 11 ) = 0,75 ⋅ 12,34(1 − ) = 1,005 h0 12,34 Độ cao 8 m:... chiều cao khác nhau và h2 > − 0,75h1 (1 − a' = a h2 ) h1 2 3 h1 nên ta có : 43,12 − 0,75 ⋅ 22(1 − = 18 ) = 40,12 22 Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: h0 = h − a' 40,12 = 19 − = 13,27 7 7 (m) Bán kính của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét là: + Độ cao 11 m: hx = 11 m > 2 2 h0 = 13,27 = 8,85 3 3 r0 x = 0,75h0 (1 − Nên + rx = 1,5h(1 − - hx 11 ) = 0,75 ⋅ 13,27(1 − ) = 1,7 h0 13,27