Bài tập dài môn Cao Áp trong hệ thống điện

Bi di mụn Cao p Li núi u Sột l hin tng phúng in khớ quyn gia cỏc ỏm mõy v t hay gia cỏc ỏm mõy mang cỏc in tớch trỏi du Sột khụng nhng mang n hu qu nghiờm trng i vi ngi b sột tỏc ng m vi cỏc thit b phõn phi cng vy H thng in l mt b phn ca h thng nng lng bao gm NM - ng dõy - TBA v cỏc h tiờu th in Trong ú cú phn t cú s lng ln v khỏ quan trng ú l cỏc TBA, ng dõy Trong quỏ trỡnh hnh cỏc phn t ny chu nh hng rt nhiu s tỏc ng ca thiờn nhiờn nh ma, giú, bóo v c bit nguy him b nh hng ca sột Khi cú s c sột ỏnh vo TBA, hoc ng dõy nú s gõy h hng cho cỏc thit b trm dn ti vic ngng cung cp in v gõy thit hi ln ti nn kinh t quc dõn nõng cao mc cung cp in, gim chi phớ thit hi v nõng cao an ton hnh chỳng ta phi tớnh toỏn v b trớ bo v chng sột cho HT Vỡ vy vic thit k bo v chng sột l mt vic rt quan trng i vi nhng sinh viờn nghnh h thng in.Di s hng dn ca thy Trn Hong Hip thỡ em ó hon thnh bi di Cao ỏp Tuy nhiờn em khụng th trỏnh nhng sai sút, vy em mong c s úng gúp cho em v bi di ny Mt ln na em xin chõn thnh cm n thy ó hng dn cho em hon thnh bi di ny Lc Sinh viờn : Nguyn1ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p CHNG I BO V CHNG SẫT NH TRC TIP TRM BIN P A Lý thuyt chung 1.1 t : Trm bin ỏp l mt b phn quan trng h thng truyn ti v phõn phi in i vi trm bin ỏp 220/110kV thỡ cỏc thit b in ca trm c t ngoi tri nờn cú sột ỏnh trc tip vo trm s xy nhng hu qu nng n khụng nhng ch lm hng n cỏc thit b trm m cũn gõy nờn nhng hu qu cho nhng ngnh cụng nghip khỏc b ngng cung cp in Do vy trm bin ỏp thng cú yờu cu bo v cao Hin bo v chng sột ỏnh trc tip cho trm bin ỏp ngi ta dựng h thng ct thu lụi, dõy thu lụi Tỏc dng cu h thng ny l trung in tớch nh hng cho cỏc phúng in sột trung vo ú, to khu vc an ton bờn di h thng ny 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 cho 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 Ngoi thit k h thng bo v chng sột ỏnh trc tip vo trm ta cn phi quan tõm n cỏc ch tiờu kinh t cho hp lý v m bo v yờu cu v k thut, m thut 1.2 Yờu cu k thut i vi h thng thu sột: + Cụng trỡnh cn bo v an ton phi c nm gn phm vi bo v ca h thng thu sột.H thng ny cú th t trờn bn thõn cụng trỡnh hoc t cỏch ly tựy thuc vo hon cnh v iu kin c th 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 ct thu lụi Nhng mc cỏch in ca trm phi m bo an ton iu kin phúng in ngc t h thng thu sột sang thit b Vỡ t kim thu sột trờn cỏc x ca trm thỡ cú phúng in sột, dũng in sột s gõy nờn mt in ỏp giỏng trờn in tr ni t v trờn mt phn in cm ca ct, phn in ỏp ny khỏ ln v cú th gõy phúng in ngc t h thng thu sột n cỏc phn t mang in trm Lc Sinh viờn : Nguyn2ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p m mc cỏch in khụng ln Do ú iu kin t ct thu lụi trờn h thng cỏc x ca trm l mc cỏch in cao v tr s in tr tn ca b phn ni t nh i vi trm phõn phi cú in ỏp t 110kV tr lờn cú mc cỏch in khỏ cao (c th khong cỏch gia cỏc thit b ln v di chui s ln) ú cú th t cỏc ct thu lụi trờn cỏc kt cu ca trm v cỏc kt cu trờn ú cú t ct thu lụi thỡ phi ni t vo h thng ni t ca trm theo ng ngn nht cho dũng in sột khuych tỏn vo t theo n cc ni t, mt khỏc mi tr phi cú ni t b xung ci thin tr s in tr ni t Khõu yu nht trm phõn phi ngoi tri in ỏp t 110kV tr lờn l cun dõy mỏy bin ỏp vỡ vy dựng ct thu lụi bo v mỏy bin ỏp thỡ yờu cu khong cỏch gia im ni vo h thng 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 +Tit din cỏc dõy dn dũng in sột phi ln m bo tớnh n nh nhit cú dũng in sột chy qua. chng n mũn phn dn in cn phi sn hoc km v khụng nờn dựng loi dõy xon.Cỏc mi ni dc theo mch in ca h thng thu sột phi m bo cú tip xỳc tt ,nu khụng ti cỏc ni ny cú th quỏ núng hoc cú phúng in tia la 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 chụn t 1.3 Phm vi bo v ca ct thu sột v b trớ ct thu sột Ct thu sột l thit b khụng phi trỏnh sột m ngc li dựng thu hỳt phúng in sột v phớa nú bng cỏch s dng cỏc mi nhn nhõn to sau ú dn dũng in sột xung t S dng cỏc ct thu sột vi mc ớch l sột ỏnh chớnh xỏc vo mt im nh sn trờn mt t ch khụng phi l vo im bt k no trờn cụng trỡnh Ct thu sột to mt khong khụng gian gn ct thu sột (trong ú cú vt cn bo v), ớt cú kh nng b sột ỏnh gi l phm vi bo v 1.3.1 Phm vi bo v ca mt ct thu sột c lp Phm vi bo v ca mt ct thu sột c lp l c gii hn bi mt ngoi ca hỡnh chúp trũn xoay cú ng kớnh xỏc nh bi phng trỡnh: rx = 1, 6h h hx h + hx Trong ú: h: cao ct thu sột Sinh viờn : Nguyn3ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Lc Bi di mụn Cao p hx: cao cn bo v h-hx = ha: cao hiu dng ct thu sột, c xỏc nh theo tng nhúm ct ( D/8m ) ( Vi D l ng kớnh ngoi tip vũng trũn a giỏc to bi cỏc chõn ct) rx: bỏn kớnh ca phm vi bo v d dng v thun tin tớnh toỏn thit k thng dựng phm vi bo v dng dng n gin hoỏ ng sinh ca hỡnh chúp cú dng ng gy khỳc nh hỡnh sau: a 0,2h h b 0,8h c a' 0,75h 1,5h R Hỡnh 1.1 Phm vi bo v ca mt ct thu sột Bỏn kớnh c tớnh toỏn theo cụng thc sau: Nu Nu hx h rx = 1,5h(1 x ) h 0,8h thỡ hx > h h rx = 0, 75h(1 x ) thỡ h Cỏc cụng thc trờn ch ỳng ct thu sột cao di 30m Hiu qu ca ct thu sột cao trờn 30m gim i cao nh hng ca sột gi hng s Cú th dựng cỏc cụng thc trờn tớnh toỏn phm vi bo v nhng phi nhõn Lc Sinh viờn : Nguyn4ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p thờm h s hiu chnh 1,5h.p P= 5,5 h v trờn hỡnh v dựng honh 0,75h.p v Phm vi bo v ca hai hoc nhiu ct thu sột thỡ ln hn tng phm vi bo v cỏc ct n cng li Nhng cỏc ct thu lụi cú th phi hp c thỡ khong cỏch a gia hai ct phi tho a 7h (trong ú h l cao ca ct thu sột) 1.3.2 Phm vi bo v ca hai hay nhiu ct thu sột a Phm vi bo v ca hai ct thu sột cú cựng cao Phn bờn ngoi khong cỏch gia hai ct cú phm vi bo v ging nh ca mt ct Phn bờn c gii hn bi vũng cung i qua im l hai nh ct v im cú cao h0 - phm vi bo v cao ln nht gia hai ct c xỏc nh theo cụng thc: h0 = h a R 0,2h h ho 0,75h hx 1,5h a rx r0x Hỡnh 1.2 Phm vi bo v ca hai ct thu sột cú cao ging Khong cỏch nh nht t biờn ca phm vi bo v ti ng ni hai chõn ct l r0x v c xỏc nh nh sau: Nu Nu hx hx > Lc h r0 x = 1,5h0 (1 x ) h0 0,8h0 thỡ h0 thỡ r0 x = 0, 75h0 (1 hx ) h0 Sinh viờn : Nguyn5ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p Khi cao ca ct thu sột vt quỏ 30m thỡ cú cỏc hiu chnh h s 5,5 P= h , trờn honh ly cỏc giỏ tr 0,75h.p v 1,5h.p; ú h0 ly theo cụng thc: h0 = h a 7p b Phm vi bo v ca hai ct thu sột cú cao khỏc Trng hp hai ct thu sột cú cao h1 v h2 khỏc thỡ vic xỏc nh phm vi bo v c xỏc nh nh sau: V phm vi bo v ca ct cao (ct 1) cú cao h1 v ct thp (ct 2) cú cao h2 riờng r Qua nh ct thp (ct 2) v ng thng ngang gp ng sinh ca phm vi bo v ct cao im im ny c xem l nh ca mt ct thu sột gi nh Ct v ct hỡnh thnh ụi ct cú cao bng v bng h2 vi khong cỏch a Bng cỏch gi s v trớ x cú t ct thu lụi cú cao h2 im ny c xem nh nh ca mt ct thu sột gi nh Ta xỏc nh c cỏc khong cỏch gia hai ct cú cựng cao h2 l a v x nh sau: 0,2h2 h1 h2 1,6h2 ho a' 0,75h2 x 0,75h1 1,6h1 a Hỡnh 1.3 Phm vi bo v ca hai ct thu sột cú cao khỏc Nu Nu h2 h x = 1,5h1 (1 ) h1 0,8h1 thỡ h2 > h x = 0, 75h1 (1 ) h1 h1 thỡ a' = a x Phn cũn li ging phm vi bo v ca hai ct cú cao bng h2 c Phm vi bo v ca mt nhúm ct thu sột ( s ct > ) Khi cụng trỡnh cn bo v chim mt din tớch rng ln thỡ ngi ta thng dựng mt h thng nhiu ct thu sột bo v xỏc nh phm vi Lc Sinh viờn : Nguyn6ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p bo v, ta chia h thng ct thu sột thnh tng nhúm ba hoc bn ct thu sột gn Bờn ngoi din tớch ca a giỏc i qua chõn cỏc ct thu sột, phm vi bo v c xỏc nh nh gia hai ct thu sột vi Hỡnh1.4: Phm vi bo v ca nhúm ct to thnh tam giỏc v ch nht bo v c mt din tớch gii hn bi mt a giỏc thỡ cao ca ct thu lụi phi tho món: D p = 8(h hx ) p Trong ú: D l ng kớnh vũng trũn ngoi tip a giỏc to bi cỏc chõn ct Nhúm ct tam giỏc cú ba cnh l a, b,c cú: D = R = abc abc = p ( p a )( p b)( p c) p ( p a )( p b)( p c) Vi p l na chu vi: p= a+b+c Nhúm ct to thnh hỡnh ch nht: D = a + b2 Vi a, b l di hai cnh hỡnh ch nht Chiu cao tỏc dng ca ct thu sột phi tho iu kin: D B Tớnh toỏn 1.1 B trớ ct thu sột Theo s kt cu ca trm thỡ ta bit c mt bng m cha bit c th v trớ t cỏc thit b trm Vi thụng tin ny ta ch cn b trớ ct chng sột cho cỏc ct cú th bo v c phn din tớch mt bng ca trm vi cao hX l c.Vi hx l chiu cao ca trm cn c bo v i vi trm 220 kV x cao: 16,5m v 11,5m nờn chn cao cn bo v hx = 16,5m i vi trm 110 kV x cao: 11m v 7,5m nờn chn cao cn bo v hx = 11m Lc Sinh viờn : Nguyn7ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p Din tớch mt bng: l1 =80+75 = 155 m l2 = 121 m in tr sut ca t 85 .cm Vi kt cu ca trm ta cú phng ỏn b trớ cỏc ct cú khong cỏch gia cỏc ct nh hỡnh v sau Lc Sinh viờn : Nguyn8ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p Phng ỏn Trm 220 kV ng kớnh ca vũng trũn qua nh ca cỏc nhúm ct 1, 2, 6, l: D = 402 + 60,52 = 72,53m Chiu cao cn bo v hx = 16,5 m Nờn chiu cao ti thiu ca ct chng sột l: h1,2,6,7 D 72,53 + hx = + 16,5 = 25,57m 8 Trm 110 kV ng kớnh ca vũng trũn qua nh ca cỏc nhúm ct 3, 4, 9, l: D = 37,52 + 60,52 = 71,18m Chiu cao cn bo v hx = 11 m Nờn chiu cao ti thiu ca ct chng sột l: h3,4,9,8 D 71,14 + hx = + 11 = 19,89m 8 Vy phng ỏn cú: Ct 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13 cao 26 m Cũn cỏc ct cũn li cao 20 m Ct h(m) 2 Tn g 20 20 6 20 354 m 10 20 11 26 12 26 13 26 14 20 15 20 Phng ỏn Trm 220 kV ng kớnh ca vũng trũn qua nh ca cỏc nhúm ct 1, 2, 6,7 l: Sinh viờn : Nguyn9ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Lc Bi di mụn Cao p D = 40,332 + 402 = 56,80m Chiu cao cn bo v hx = 16,5 m Nờn chiu cao ti thiu ca ct chng sột l: h1,2,7,8 D 56,80 + hx = + 16,5 = 23, 6m 8 Trm 110 kV ng kớnh ca vũng trũn qua nh ca cỏc nhúm ct 3,4,8,9 l: D = 40,332 + 37,52 = 55, 07 m Chiu cao cn bo v hx = 11 m Nờn chiu cao ti thiu ca ct chng sột l: h4,5.10,11 D 55,07 + hx = + 11 = 17,88m 8 Vy phng ỏn cú: Ct 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 h(m) 24 24 24 18 18 24 24 24 18 18 24 24 24 18 18 24 24 24 18 18 Tng 432 1.2 Tớnh toỏn v v phm vi bo v ca cỏc ct thu sột 2.1 Phng ỏn Phm vi bo v ca cỏc ct phớa 220kv cao 26m + Bỏn kớnh bo v ca tng ct cao 16,5m: 2 h = 26 = 17,33 Do hx=16,5 m Bỏn kớnh bo v ca tng ct c lp phớa 220kv l: h 16,5 rx = 1,5 h.(1 x ) 1,5.26.(1 ) 0,8.26 =8,06( m) 0,8h = + Bỏn kớnh bo v ca cỏc cp ct Tớnh toỏn cho cp ct (1,6) Bỏn kớnh bo v ca tng ct c lp l 8,06m Chiu cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct (1,6) cao hx=16,5m a 60,5 h0 h = 26 = 17,36 (m) = 2 h0 = 17,36 = 11,57 Do hx=16,5 m Bỏn kớnh bo v ca khu vc bo v gia hai ct thu lụi (1,6) cao hx=16,5m l: r0 x = 0,75.h0 (1 hx 16,5 ) 0, 75.17,36.(1 ) h0 = 17,36 =0,65( m) cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct thu lụi cao hX = 16,5 m a 40 h = 26 = 20, 29m h0 7 = gm nhúm hai ct (1, 2) : 10 Sinh viờn : Nguyn10 ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Lc Bi di mụn Cao p Nu s dung cựng mt loi vt liu thỡ tớnh kinh t ca phng ỏn hn phng ỏn 2, vỡ vy ta chn phng ỏn lm phng ỏn thi cụng bo v cho trm bin ỏp 16 Lc Sinh viờn : Nguyn16 ỡnh Trung- Lp D1H3- Trng i Hc in Bi di mụn Cao p Bi di mụn Cao p Bi di mụn Cao p CHNG II TNH TON NI T CHO TRM BIN P A Lý thuyt chung 2.1 t Nhim v ca ni t l tn dũng in xung t m bo cho in th trờn vt ni t cú tr s bộ.H thng ni t l mt phn quan trng vic bo v quỏ in ỏp,do ú vic ni t ca trm bip ỏp,cỏc ct thu lụi,cỏc ng dõy,cỏc thit b chng sột phi c tớnh toỏn c th thit k.Tựy theo nhim v v hiu qu m h thng ni t c chia lm loi: I Ni t lm vic Nhim v chớnh l m bo s lm vic bỡnh thng ca thit b hoc mt s b phn ca thit b yờu cu phi lm vic ch ni t trc tip.Thng l ni t im trung tớnh ca mỏy bin ỏp,trong h thng in cú im trung tớnh trc tip ni t, ni t ca mỏy bin ỏp o lng v cỏc khỏng in dựng bự ngang trờn cỏc ng dõy cao ỏp truyn ti in II Ni t chng sột Cú tỏc dng lm tn dũng in sột vo t sột ỏnh vo ct thu lụi hay ng dõy Hn ch hỡnh thnh v lan truyn ca súng quỏ in ỏp phúng in sột gõy nờn Ni t chng sột cũn cú nhim v hn ch hiu in th gia hai im bt k trờn ct in v t Nu khụng, mi cú sột ỏnh vo ct chng sột hoc trờn ng dõy, súng in ỏp cú kh nng phúng in ngc ti cỏc thit b v cụng trỡnh cn bo v, phỏ hu cỏc thit b in v mỏy bin ỏp V nguyờn tc l phi tỏch ri cỏc h thng ni t núi trờn nhng thc t ta ch dựng mt h thng ni t chung cho cỏc nhim v Song h thng ni t chung phi m bo yờu cu ca cỏc thit b cú dũng ngn mch chm t ln vy yờu cu in tr ni t phi nh Khi in tr ni t cng nh thỡ cú th tn dũng in vi mt ln, tỏc dng ca ni t tt hn an ton hn Nhng t c tr s in tr ni t nh thỡ rt tn kộm vy tớnh toỏn ta phi thit k cho kt hp c c hai yu t l m bo v k thut v hp lý v kinh t III Ni t an ton Cú nhim v m bo an ton cho ngi cỏch in b h hng Thc hin ni t an ton bng cỏch ni t cỏc b phn kim loi khụng mang in nh v mỏy, thựng du mỏy bin ỏp, cỏc giỏ kim loi Khi cỏch in b h hng lóo hoỏ thỡ trờn cỏc b phn kim loi s cú mt in th nhng ni t nờn in th ny cú giỏ tr nh khụng nguy him cho ngi tip xỳc Bi di mụn Cao p 2.2 Mt s yờu cu k thut in tr ni t Tr s in tr ni t ca ni t an ton c chn cho cỏc tr s in ỏp bc v tip xỳc mi trng hp u khụng vt quỏ gii hn cho phộp - i vi cỏc thit b in cú im trung tớnh trc tip ni t yờu cu in tr ni t phi tho món: R 0,5 - i vi cỏc thit b cú im trung tớnh cỏch in thỡ: R 250 I tt - i vi h thng cú im trung tớnh cỏch in vi t v ch cú mt h thng ni t dựng chung cho c thit b cao ỏp v h ỏp thỡ: R 125 I tt - Khi dựng ni t t nhiờn nu in tr ni t t nhiờn ó tho yờu cu ca cỏc thit b cú dũng ngn mch chm t thỡ khụng cn ni t nhõn to na Cũn nu in tr ni t t nhiờn khụng tho i vi cỏc thit b cao ỏp cú dũng ngn mch chm t ln thỡ ta phi tin hnh ni t nhõn to v yờu cu tr s ca in tr ni t nhõn to l: R Thc t dự RTN 0,5 thỡ ta phi ni t nhõn to vỡ RTN cú th xy bin ng nh t õy chng sột ti khong vt gn trm - Trong thc hin ni t cú th tn dng cỏc hỡnh thc ni t sn cú nh cỏc ng ng v cỏc kt cu kim loi ca cụng trỡnh chụn t Vic tớnh toỏn in tr tn ca cỏc ng ng chụn t hon ton ging vi in cc hỡnh tia - Vỡ t l mụi trng khụng ng nht, khỏ phc ú in tr sut ca t ph thuc vo nhiu yu t: thnh phn ca t nh cỏc loi mui, a xớt cha t, m, nhit v iu kin khớ hu Vit Nam khớ hu thay i theo tng m ca t cng thay i theo dn n in tr sut cu t cng bin i phm vi rng Do vy tớnh toỏn thit k v ni t thỡ tr s in tr sut ca t da theo kt qu o lng thc a v sau ú phi hiu chnh theo h s mựa, mc ớch l tng cng an ton Cụng thc hiu chnh nh sau: TT = K m Trong ú: tt: l in tr sut tớnh toỏn ca t o: in tr sut o c ca t Km: h s ca t H s Km ph thuc vo dng in cc v chụn sõu ca in cc Bi di mụn Cao p i vi cỏc thit b cú dũng ngn mch chm t in tr tn ca cỏc phn ni t cú sn t yờu cu thỡ khụng cn ni t b xung Vi cỏc thit b cú dũng ngn mch chm t ln thỡ phi t thờm ni t nhõn to vi tr s in tr tn khụng quỏ Ni t chng sột thụng thng l ni t ca ct thu sột, ct in v ni t ca h thng thu sột ca trm bin ỏp v nh mỏy in Do b phn ni t ca ct thu sột v ct in thng b trớ c lp (khụng cú liờn h b phn khỏc) nờn cn s dng ni t trung cú hiu qu tn dũng in ln nht Hin tiờu chun ni t ct in c quy nh theo in tr sut ca t v cho bng: Bảng Điện trở nối đất cột điện Điện trở suất đất ( cm) Rc( )