Theo số liệu đo đạc thực tế về hệ thống tiếp địa tại nhiều vị trí cột trên đường dây 500kV Hà Tĩnh Đà Nẵng nhiều vị trí cột có điện trở tản của hệ thống tiếp địa không đạt yêu cầu theo quy định do sự xuống cấp của hệ thống tiếp địa theo thời gian Vì vậy trong luận văn này tác giả đã nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo hệ thống nối đất cho đường dây 500kV Hà Tĩnh Đà Nẵng Biện pháp cải tạo đưa ra trong luận văn là thiết kế một hệ thống tiếp địa bổ sung hệ thống tiếp địa bổ sung này được nối song song với hệ thống tiếp địa hiện tại Hệ thống tiếp địa bổ sung này phải đảm bảo điện trở tản đạt yêu cầu và tiết kiệm chi phí nhất Trong luận văn này tác giả sẽ xem xét đến các kiểu nối đất gồm nối đất kiểu tia nối đất kiểu tia cọc nối đất kiểu giếng cọc nối đất kiểu lưới và nối đất sử dụng GEM Để thuận tiện cho việc chọn lựa loại nối đất tác giả đã xây dựng 1 chương trình tính toán điện trở tản và chi phí thực hiện hệ thống nối đất trên Excel cho các dạng nối đất ở trên Dựa vào chương trình tính này tác giả có thể đề xuất hệ thống tiếp địa bổ sung phù hợp nhất cho từng vị trí cột Do đường dây 500kV Hà Tĩnh –Đà Nẵng có rất nhiều vị trí cột ở đây tác giả chỉ đề xuất cải tạo cho 02 vị trí cột 5906 và 6013 Các vị trí cột khác có thể thực hiện tương tự dựa vào chương trình tính toán này Kết quả tính chọn cho thấy vị trí cột 5906 sử dụng loại nối đất bổ sung kiểu tia cọc sử dụng GEM TĐE2x10 2 có chi phí tính toán tiết kiệm nhất và hệ thống nối đất sau cải tạo đạt được 13 81 Ω vị trí cột 6013 sử dụng loại nối đất bổ sung kiểu hình tia TĐ2x10 4 có chi phí tính toán tiết kiệm nhất và hệ thống nối đất sau cải tạo đạt được 7 16 Ω
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN TRƯỜNG ĐỨC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO ĐƯỜNG DÂY 500KV HÀ TĨNH – ĐÀ NẴNG NHẰM GIẢM ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Đà Nẵng, Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Trường Đức MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài: Mục tiêu nghiên cứu: Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học thực tiễn: Bố cục đề tài: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NỐI ĐẤT CHÂN CỘT ĐƯỜNG DÂY 500KV ĐÀ NẴNG - HÀ TĨNH 1.1 Tổng quan đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng 1.2 Yêu cầu điện trở nối đất đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng: 1.3 Hiện trạng hệ thống nối đất đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng: CHƯƠNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT BẰNG EXCEL 10 2.1 Yêu cầu Điện trở nối đất bổ sung: 10 2.2 Cơ sở lý thuyết tính điện trở nối đất 11 2.2.1 Nối đất kiểu hình tia 11 2.2.2 Nối đất kiểu tia cọc: 13 2.2.3 Nối đất kiểu tia cọc sử dụng GEM: 15 2.2.4 Nối đất giếng cọc 19 2.3 Tính tốn chi phí trực tiếp cho hệ thống: 24 2.3.1 Chi phí cho nguyên vật liệu (VL): 24 2.3.2 Chi phí cho máy móc (M): 26 2.4 Chương trình tính toán` phần mềm Excel 29 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT ĐƯỜNG DÂY 500kV HÀ TĨNH – ĐÀ NẴNG 33 3.1 Giải pháp cải tạo chung: 33 3.2 Tính chọn hệ thống nối đất bổ sung: 33 3.2.1 Vị trí 5906: 33 3.2.2 Vị trí 6013: 45 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 56 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 58 BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO ĐƯỜNG DÂY 500KV HÀ TĨNH – ĐÀ NẴNG NHẰM GIẢM ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT Học viên: Nguyễn Trường Đức Mã số: 8520201 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Khóa: K34 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Theo số liệu đo đạc thực tế hệ thống tiếp địa nhiều vị trí cột đường dây 500kV Hà Tĩnh-Đà Nẵng, nhiều vị trí cột có điện trở tản hệ thống tiếp địa không đạt yêu cầu theo quy định xuống cấp hệ thống tiếp địa theo thời gian Vì vậy, luận văn này, tác giả nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo hệ thống nối đất cho đường dây 500kV Hà Tĩnh-Đà Nẵng Biện pháp cải tạo đưa luận văn thiết kế hệ thống tiếp địa bổ sung, hệ thống tiếp địa bổ sung nối song song với hệ thống tiếp địa Hệ thống tiếp địa bổ sung phải đảm bảo điện trở tản đạt yêu cầu tiết kiệm chi phí Trong luận văn này, tác giả xem xét đến kiểu nối đất gồm nối đất kiểu tia, nối đất kiểu tia cọc, nối đất kiểu giếng cọc, nối đất kiểu lưới nối đất sử dụng GEM Để thuận tiện cho việc chọn lựa loại nối đất, tác giả xây dựng chương trình tính tốn điện trở tản chi phí thực hệ thống nối đất Excel cho dạng nối đất Dựa vào chương trình tính này, tác giả đề xuất hệ thống tiếp địa bổ sung phù hợp cho vị trí cột Do đường dây 500kV Hà Tĩnh –Đà Nẵng có nhiều vị trí cột, tác giả đề xuất cải tạo cho 02 vị trí cột 5906 6013 Các vị trí cột khác thực tương tự dựa vào chương trình tính tốn Kết tính chọn cho thấy, vị trí cột 5906 sử dụng loại nối đất bổ sung kiểu tia cọc sử dụng GEM TĐE2x10-2 có chi phí tính tốn tiết kiệm hệ thống nối đất sau cải tạo đạt 13.81 Ω, vị trí cột 6013 sử dụng loại nối đất bổ sung kiểu hình tia TĐ2x10-4 có chi phí tính toán tiết kiệm hệ thống nối đất sau cải tạo đạt 7.16 Ω Abstract: According to the actual data tested on the grounding system at many tower positions on Ha Tinh-Da Nang 500kV transmission line, the grounding resistance of many towers does not meet the technical requirements because of corrosion Therefore, in this thesis, the author has proposed to improve the grounding system at towers of the Ha Tinh-Da Nang 500kV transmission line The method proposed in the thesis is to design a complementary new grounding system that complements the grounding system in parallel with the existing grounding system This complementary grounding system must ensure that the resistance meets the technical requirements and saving costs In this dissertation, the author will take care popular grounding types including radial type, rod-conductor grounding type, well grounding type, grid grounding type and grounding type using GEM (Ground enhancement material) In order to facilitate the selection of the reasonable grounding type, the author has developed a program to calculate the grounding resistance and the cost of the grounding system on Excel for the above grounding types Based on this calculating program, author can propose the most suitable complementary grounding system for each tower Because the Ha TinhDa Nang 500kV transmission line has many tower positions, author only suggests improvement scheme for two tower positions including 5906 and 6013 The other tower positions can be made similarly based on that calculating program As a result, at the tower position of 5906, the GEM grounding type of TĐE2x10-2 is suggested to save the investment and with this complementary new grounding system, the grounding system’s resistance becomes 13.81Ohm which satisfies the requirement Similarly, at the tower position of 6013, the rod-conductor grounding type of TĐ2x104 is also suggested and the resistance of improved grounding system 7.16Ohm DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 1.1 Điện trở nối đất yêu cầu theo điện trở suất Thống kê loại nối đất có đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng Kết vị trí đo nối đất năm 2017 khơng đạt qui định: Danh mục cơng việc để tính chi phí điện trở nối đất Đơn giá: vật liệu , nhân cơng, máy thi cơng phục vụ tính Điện trở suất đo ứng với độ sâu vị trí 5906: Kết lựa chọn kiểu nối đất hình tia cọc vị trí 5906: Kết lựa chọn nối đất kiểu lưới vị trí 5906: Kết lựa chọn nối đất kiểu hình tia vị trí 5906 Kết lựa chọn nối đất kiểu giếng cọc vị trí 5906: Kết lựa chọn nối đất kiểu tia cọc sử dụng GEM vị trí 5906 Bảng phương án đạt kinh tế-kỹ thuật vị trí 5096 Điện trở suất đo ứng với độ sâu vị trí 5906: Kết lựa chọn nối đất kiểu tia cọc vị trí 6013 Kết lựa chọn nối đất kiểu lưới vị trí 6013 Kết lựa chọn nối đất kiểu hình tia vị trí 6013 Kết lựa chọn nối đất kiểu giếng cọc vị trí 6013 Kết lựa chọn nối đất kiểu tia cọc sử dụng GEM vị trí 6013 Bảng phương án đạt kinh tế-kỹ thuật vị trí 6013 1.2 1.3 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 26 28 35 37 38 38 39 40 41 47 48 49 50 50 51 52 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.8 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 Tên hình Trang Ảnh cột đỡ đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng Cột néo đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng Ảnh đào nối đất kiểm tra vị trí 5096 Nối đất kiểu tia cho đường dây Nối đất kiểu tia cọc cho đường dây Nối đất kiểu tia cọc sử dụng GEM xung quanh tia để tăng tiết diện Nối đất kiểu giếng cọc Nối đất kiểu lưới Hệ số phản ánh cấu trúc lưới Hệ số phản ánh cấu trúc lưới Mặt cắt bố trí nối đất bột GEM Mặt cắt chôn sâu tia cọc tiếp địa Giao diện chương trình tính điện trở nối đất Vị trí 5906 Bản vẽ bố trí hệ thống tiếp đất hữu vị trí 5906 Điện trở suất đất thay đổi theo độ sâu vị trí cột 5906 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất tia cọc vị trí 5906 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu lưới vị trí 5906 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu tia vị trí 5906 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu giếng vị trí 5906 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu tia cọc có GEM vị trí 5906 So sánh kinh tế-kỹ thuật phương án Giao diện kết tính cho vị trí 5906 Bố trí cải tạo hệ thống nối đất vị trí 5906 Vị trí 6013 Bản vẽ bố trí hệ thống tiếp đất hữu vị trí 6013 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu tia cọc vị trí 6013 12 14 17 20 21 22 23 25 27 30 34 35 35 37 38 39 40 41 42 43 45 46 47 48 Số hiệu 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 Tên hình Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu lưới vị trí 6013 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu hình tia vị trí 6013 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu giếng cọc trí 6013 Biểu đồ điện trở chi phí đầu tư cho loại nối đất kiểu tia cọc có GEM vị trí 6013 Đối với kiểu nối đất kiểu tia cọc có sử dụng bột GEM chọn loại TĐE2x5-2 Đồ thị so sánh kiểu tiếp địa đề xuất cho vị trí cột 6013 Giao diện kết tính cho vị trí 6013 Bố trí cải tạo hệ thống nối đất vị trí 6013 Trang 49 50 51 52 53 54 55 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Cơng ty truyền tải điện có nhiệm vụ quản lý hệ thống Truyền tải điện bao gồm bao gồm cấp điện áp 500kV, 220kV qua tỉnh Miền Trung từ Quảng Bình đến Kon Tum Tuyến đường dây 500kV Công ty quản lý tuyến huyết mạch Bắc Nam nên xảy cố gây tác hại trầm trọng, gây điện diện rộng, an ninh lượng, ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất hoạt động xã hội khu vục rộng lớn Vì lưới điện 500kV có yêu cầu cao cung cấp điện an toàn, liên tục Trong năm gần khu vực quản lý Công ty truyền tải điện xảy số vụ cố, cố sét đánh chủ yếu Thống kê số lần cố sét tuyến đường dây 500kV qua địa bàn Miền Trung Tây Nguyên thuộc quản lý vận hành Công ty truyền tải điện năm 2013-2017 (Phụ lục 0.1 [1]) cao Một nguyên nhân gây điện sét hệ thống nối đất đường dây chưa đảm bảo Hiện hệ thống nối đất đường dây 500kV Đà Nẵng – Hà Tĩnh bị suy giảm nhiều, có nhiều vị trí đo điện trở nối đất không đạt giá trị điện trở yêu cầu Vì đường dây gần xảy cố sét đánh gây điện diện rộng Như cấp thiết phải có giải pháp bổ sung cho hệ thống tiếp đất đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng nhằm giảm điện trở nối đất đường dây, góp phần giảm ảnh hưởng sét đến suất cắt đường dây Mục tiêu nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu cải tạo hệ thống tiếp địa nhằm giảm điện trở nối đất cho đường dây 500kV Hà Tĩnh-Đà Nẵng Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng 3.2 Phạm vi nghiên cứu: - Hệ thống nối đất đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng 78 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 5925 5926 6001 6002 6003 6004 6005 6006 6007 6008 6009 6010 6011 6012 6013 6014 6015 6016 6101 6102 6103 6104 6105 6201 6202 6203 6204 6205 6206 6207 6208 6209 6210 56 56 34 38 38 34 34 68 68 34 34 34 42 38 48 42 42 34 30 34 34 34 34 30 42 42 34 38 42 38 34 34 38 1TC - 1TC - 3TC - 1TC - 1TC - 1TC - 3TC - 3TC - 3TC - 3TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 3TC-2 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 3TC-2 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 8.8 8.6 7.2 8.6 14.7 12.6 16.3 566 6211 38 1TC - 13 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 38 30 42 42 38 38 38 38 42 42 38 30 42 42 48 48 38 42 1TC - 3TC-2 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 3TC-2 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 16.4 7.6 7.3 6.8 8.6 12.6 11 55 17.8 87.7 23.7 20.8 60.8 79.2 17 10 6.9 9.3 6212 6301 6302 6303 6304 6305 6306 6307 6308 6309 6310 6401 6402 6403 6404 6405 6406 6407 13.2 7.9 9.8 14.3 16.1 13.3 18.9 12.2 19.5 17.6 9.8 16.4 12 13 18 9.6 9.7 11.5 15 7.3 8.9 14 15.6 17 5.6 7.7 9.5 17.2 12.4 12.3 6.4 5.8 9.6 12 10.2 9.3 13.8 19.5 26.4 10.3 12.1 9.4 12.2 14.4 12.5 Ngập nước chưa đo 13.1 14.8 15.3 7.8 7.2 6.8 12.1 9.6 12.8 17.1 8.5 9.3 18.5 15 24.7 13.7 14.9 12.4 16.3 21.8 27.6 12.8 20.7 17.8 13.6 12 18.7 18 18.3 14.1 14.6 9.2 11 17.1 19 14.2 9.3 11 13 16 14 8.7 15 17 14.9 11 8.9 10 6.9 8.6 12 10.6 19 14 12 10.5 10 5.8 6.6 12 6.8 11.7 12.5 10.6 18.2 10.7 12.6 18.3 14.1 12.9 27 13.6 13.2 11.7 12.7 12.5 24.6 14 13.7 6.2 6.3 5.62 6.92 9.52 8.3 7.1 7.4 9.1 9.53 18.4 13 16 19 14 14.6 13.3 25 62.7 18.2 37.2 20.3 79.5 18.3 19 95 81.2 23.8 69.5 22.5 97.8 47.4 77.6 18.7 21.4 19.7 37.5 23.4 18.8 23.5 14.2 9.2 8.0 8.7 7.1 7.3 7.8 8.5 9.8 10 3.6 9.6 7.2 11.3 8.5 9.8 10.1 267 623 402 702 886 442 486 18/02/17 16/02/17 16/02/17 16/02/17 16/02/17 16/02/17 16/02/17 Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt 8.9 5.1 11.9 19.2 16.7 6.1 16.2 14.3 13.8 15.5 11 12.2 10 13.5 11.6 11 7.3 4.9 9.2 9.8 7.94 7.2 883 731 783 1076 931 596 1126 879 639 911 812 829 887 904 976 990 840 873 962 580 600 670 831 832 887 Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt K.Ðạt Ðạt K.Ðạt K.Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt 6.71 864 16/02/17 16/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 17/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 21/02/17 22/02/17 22/02/17 22/02/17 8.2 4.67 4.93 4.52 6.2 8.3 7.9 12.5 8.6 8.7 14.3 15.7 7.2 7.7 6.3 7.5 3.5 7.8 835 1023 847 667 724 684 823 718 768 818 968 902 668 826 526 410 400 410 22/02/17 22/02/17 22/02/17 22/02/17 22/02/17 22/02/17 22/02/17 23/02/17 23/02/17 23/02/17 23/02/17 23/02/17 23/02/17 23/02/17 23/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt K.Ðạt Ðạt 79 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 6408 6409 6410 6411 6412 6413 6414 6415 6416 6417 6418 6419 6420 6421 6422 34 48 48 34 42 30 42 28 38 42 38 38 34 28 38 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 3TC-2 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 1TC - 22.5 14.3 9.2 13.5 10.5 11 6.2 44.9 31.2 7.5 18.1 5.8 16 21.5 10.5 14 21.7 10.8 5.4 30.7 22.7 4.8 5.6 4.5 6.5 17.3 5.7 17.5 16.2 10 16.7 25.4 11.5 6.5 36.9 23.5 5.2 36.2 3.8 24 15.9 9.8 16.5 27.5 12.9 5.8 28.1 29.5 6.2 6.5 5.6 7.2 16.1 5.8 8.4 9.9 8.0 20 9.2 10.5 4.0 19.6 15.5 3.5 3.4 3.0 4.5 8.6 4.5 845 430 450 1050 809 825 706 2355 734 367 329 348 273 753 178 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 28/02/17 Ðạt K.Ðạt K.Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt Ðạt 80 Phụ lục 2.1: Phân tích đơn giá vật liệu, nhân công máy thi công Mã hiệu định mức 03.311.1 Nội dung công việc ĐVT Khối lượng Đơn giá Đào rãnh tiếp địa đất cấp thủ công m3 1.000 Nhân cơng Thợ bình qn 3.0/7 03.311.2 192531 cơng 0.750 m3 1.000 256708 thủ cơng Thợ bình qn 3.0/7 264409 công 1.030 m3 1.000 256708 thủ công Thợ bình qn 3.0/7 387629 cơng 1.510 m3 1.000 256708 387629 Đắp đất rãnh tiếp địa thủ công Nhân công Thợ bình quân 3.0/7 ĐGQB 264409 Đào rãnh tiếp địa đất cấp Nhân công 03.412.2 192531 Đào rãnh tiếp địa đất cấp Nhân công 03.311.3 Thành tiền 195098 công 0.760 vị trí 1.000 256708 195098 Lắp đặt, tháo dỡ máy khoan tự hành sâu