Đồ án thiết kế trạm biến áp trung gian 22011 kv hàm thuận phan thiết

Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Chương I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP I Giới thiệu chung Năng lượng điện hay gọi gọi điện năng, dạng lượng phổ biến, sản lượng điện giới ngày tăng chiếm hàng nghìn tỉ KWh Sở dó điện thông dụng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác (cơ, hóa, nhiệt…) dễ chuyển tải xa, hiệu suất lại cao Trong trình sản xuất phân phối, điện có số đặc điểm sau: a Điện sản xuất nói chung không tích trữ (trừ vài trường hợp cá biệt với công suất nhỏ, người ta dùng pin ăc quy làm phận tích trữ) Tại lúc ta phải đảm bảo cân điện sản xuất với điện tiêu thụ kể tổn thất truyền tải b Quá trình điện xảy nhanh Ví dụ sóng điện từ lan truyền dây dẫn với tốc độ lớn xấp xó tốc độ ánh sáng, trình sóng sét lan truyền, trình độ, ngắn mạch xảy nhanh c Đặc điểm thứ ba công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến hầu hết ngành kinh tế quốc dân Đó động lực tăng suất lao động, tạo nên phát triển nhịp nhàng cấu trúc kinh tế Công nghiệp điện giữ vai trò quan trọng giai đoạn phát triển nay, ngành kinh tế trọng điểm đà phát triển mạnh mẽ, hàng loạt công ty xí nghiệp khu dân cư hình thành Vì vậy, nhu cầu sử dụng điện ngày cao, đòi hỏi ngành công nghiệp lương điện phải đáp ứng kịp thời theo phát triển Chính nguyên nhân làm cho hệ thống điện ngày phức tạp Một vấn đề cấp bách đặt lam tìm phương pháp đơn giản vận hành, dễ dàng sửa chữa, hiệu đạt phải cao phải đảm bảo tính thẩm mỹ, an toàn cho người thiết bị SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Hệ thống cung cấp điện hệ thống gồm khâu sản xuất, truyên tải phân phối điện để cung cấp cho khu vực định lấy từ hệ thống lưới điện quốc gia sử dụng điện áp trung bình trở xuống II GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ TRẠM BIẾN ÁP - Trạm biến áp dùng để biến đổi điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trò quan trọng hệ thống cung cấp điện Nhà máy điện trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện cung cấp điện cho phụ tải nơi khác xa hơn, khoảng cách xa nhiều số Sự lựa chọn trung tâm phát triển điện liên quan đến nhiều vấn đề cần số vốn đầu tư ban đầu lớn, phí tổn hao khai thác nhiều hay ít, vị trí cần thiết để lắp đặt xa nơi công chúng để tránh gây bụi ồn Do hầu hết nơi điện truyền tải, chuyên chở từ nơi (nhà máy phát điện) đến nơi tiêu thụ Sự truyền tải số điện xa xãy nhiều vấn đề, chi phí cho hệ thống truyền tải điện tổn thất điện Phương pháp hữu hiệu để giảm chi phí cách nâng điện áp lên cao, tiết diện dây cáp tổn thất điện truyền tải giảm đáng kể Tuy nhiên mức điện áp nâng đến cấp để phù hợp với vấn đề cách điện an toàn Hiện nay, nước ta nâng mức điện lên tới 500KV để tạo thành hệ thống điện hoàn hảo vận hành từ năm 1996 đến Chính lẽ trạm biến áp thực nhiệm vụ nâng điện áp lên cao truyền tải, đến trung tâm tiếp nhận điện năng( trạm biến áp) có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu Trạm biến áp phân loại theo điện áp địa dư + Theo cấp điện áp : trình bày có trạm tăng áp, trạm hạ áp, trạm trung gian a Trạm tăng áp : thường đặt nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng điện áp lên cao để truyền tải xa b Trạm giảm áp : thường đặt gần nơi tiêu thụ, phân phối, nhằm chuyển đổi từ điện áp cao xuống điện áp thấp phù hợp với nhu cầu sử dụng SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan c Trạm trung gian : trạm dùng để liên tục hai nơi có cấp điện áp khác hệ thống điện + Theo địa dư : có trạm biến áp khu vực( từ điện áp mạng điện khu vực hay mạng điện hệ thống thường trạm 110KV, 220KV, 500KV…, chủ yếu cung cấp điện cho khu vực rộng lớn bao gồm thành phố, khu công nghiệp …,trạm biến áp địa phương) III Vị trí đặt trạm Vị trí đặt phải thoả mãn yêu cầu sau : - Gần trung tâm phụ tải, gần đường ô tô để thuận tiện cho việc chuyên chở thiết bị đến trạm đặt biệt MBA gần công trình, phục vụ công cộng đường cấp thoát nước, đường dây thông tin liên lạc, phòng cháy chửa cháy… - Không nên đặt trạm biến áp vùng gần bờ biển nhiểm mặn, vùng ô nhiểm chất thải nhà máy công nghiệp - Không nên đặt trạm vùng đất thấp thường bị ngập nước mực nước ngầm cao cao trình đáy móng - Không nên đặt trạm gần bờ sông, vùng đất đá vôi, đường ống dẫn xăng dầu, khí đốt, sân bay….với khoảng cách theo qui định - Không nên đặt trạm biến áp khu vực có công trình xây dựng nhà dân cư để khỏi đền bù phá bỏ công trình Trạm biến áp đặt tỉnh Bình Thuận gần quốc lộ 28 quốc lộ 1A Trạm nhận điện từ hai nguồn đến : từ HÀM THUẬN từ PHAN RANG Các thiết bị cao áp đặt trời, thiết bị trung áp đặt nhà SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Chương II XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI I DỰ BÁO PHỤ TẢI Theo tài liệu tham khảo biểu diễn biểu đồ, mà đồ thị phủ tải loại quan trọng bậc Thiết kế TRẠM BIẾN ÁP tốt không, hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ xác công tác thu thập phân tích đồ thị định Nếu việc ước lượng phụ tải lớn tất nhiên gây lãng phí Ngược lại, việc ước lượng phụ tải nho ûthì không đáp ứng nhu cầu cung cấp điện Vì vậy, công tác phân tích đồ thị phụ tải chiếm địa vị quan trọng, phải nghiêng cứu cho kỹ Đễ giúp cho việc xác định xác nhu cầu điện thường ta dùng phương pháp dự báo nhu cầu điện hướng sau: phương pháp tính hệ số trược SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Phương pháp tỷ số nhịp độ phát triển lượng điện với nhịp độ phát triển toàn kinh tế quốc dân Phương pháp trực tiếp Nội dung phương pháp nhu cầu điện năm dự báo, dựa tổng sản lượng kinh tế ngành năm suất tiêu hao lượng điện loại sản phẩm Phương pháp ngoại suy theo thời gian Ở ta dùng phương pháp ngoại suy theo thời gian nghóa nghiên cứu diễn biến nhu cầu điện thời gian, khứ tương đối ổn định, tìm qui luật đó, kéo dài qui luật để dự đoán cho tương lai Phương pháp tương quan Thực chất phương pháp nghiên cứu mối tương quan thành phần kinh tế nhằm phát triển quan hệ mặt định lượng tham số kinh tế quốc dân dựa vào phương pháp thống kê toán học, cụ thể nghiêng cứu tương quan điện tiêu thụ tiêu kinh tế khác tổng giá trị sản lượng công nghiệp, tổng giá trị sản lượng kinh tế quốc dân Phương pháp so sánh đối chiếu Nội dung phương pháp so sanh đối chiếu nhu cầu phát triển điện nước có hoàn cảnh tương tự Đây phương pháp nhiều nước áp dụng để dự báo điện nước cách có hiệu Phương pháp thường dùng cho dự báo ngắn hạn trung hạn kết tương đối xác Phương pháp chuyên gia Phương pháp dựa hiểu biết sâu sắc chuyên gia giỏi lónh vực ngành dự báo tiêu kinh tế Ngoài phải xác định chất hộ dùng điện qua số phần trăm phụ tải loại I, loài II, loại III, thời gian sử dụng công suất cực đại T max hệ số công suất cos II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Cân công suất đóng vai trò quan trọng việc thiết kế NHÀ MÁY ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP Vì vậy, hệ thống điện phải cung cấp đủ điện cho phụ tải lúc cực đại, muốn vậy: SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan + Công suất tác dụng huy động NHÀ MÁY ĐIỆN cần phải đủ để thỏa mãn toàn phụ tải tác dụng tổn thất công suất tác dụng hệ thống, điện áp tần số định mức + Công suất phản kháng huy động máy phát máy bù động cần phải đủ đễ thỏa mãn toàn phụ tải phản kháng tổn thất công suất phản kháng hệ thống điện áp tần số định mức + Sự phân bố công suất phản kháng huy động máy phát máy bù đồng hệ thống phải thỏa điều kiện cho khu cực có cân cục phụ tải phản kháng, tránh không truyền tải lượng công suất phản kháng lớn, qua đường dây dài gây nên tổn thất điện áp lớn mạng điện Khi thiếu công suất tác dụng trì tần số định mức, thiếu công suất phản kháng trì mức điện áp trung bình mạng gần giá trị định mức Vì vậy, biến thiên tần số(f) điện áp (U) hệ thống điện ảnh hưởng đến tiêu kinh tế kỹ thuật phụ tải Cho nên, ta cần có biện pháp để điều chỉnh tần số điện áp cách hợp lý, nghóa luôn đảm bảo trạng thái cân công suất nguồn tải hệ thống điện III ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TRẠM Hộ tiêu thụ điện phận quan trọng hệ thống phân phối điện cung cấp điện Tùy theo tính chất quan trọng mức độ sử dụng điện hộ tiêu thụ mà người ta chia phụ tải làm loại + Phụ tải loại I: hộ tiêu thụ mà có cố điện gây hậu nghiêm trọng, nguy hiểm đến tính mạng người, gây thiệt hại lớn kinh tế, gây rối loạn trình công nghệ phức tạp dẫn đến làm hỏng hàng loạt sản phẩm đầu ra, gây ảnh hưởng không tốt phương diện kinh tế trị, quan đầu não, quốc phòng, nhà máy luyện thép, phòng mổ bệnh viện… Đối với phụ tải loại I không cho phép điện, phải cung cấp điện liên tục, thông thường phụ tải loại I cung cấp nguồn có nguồn dự phòng SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan + Phụ tải loại II: hộ tiêu thụ mà có cố điện gây thiệt hại kinh tế nhà máy ngừng sản xuất, lãng phí sức lao động, tạo nên thời gian chết công nhân cán công nhân viên quan… Đối với hộ tiêu thụ loại II thiết kế ta phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật ban đầu với trình thiệt hại kinh tế điện, xem trường hợp có lợi ta thiết kế + Phụ tải loại III: hộ tiêu thụ thuộc quần chúng nhân dân, tức hộ cho phép cung cấp điện với mức độ thấp cho phép điện thời gian sửa chữa, thay thiết bị cố thường không cho phép ngày Đồ thị phụ tải hình vẽ biểu diễn quan hệ công suất phụ tải(S,P,Q) theo thời gian S = f(t), P = f(t), Q = f(t), phụ thuộc vào thời lượng (T) cần quan tâm, quan sát thay đổi phụ tải loại đồ thị phụ tải ngày đêm cách xây dựng đồ thị phụ tải năm Trong đồ thị phụ tải ta quan tâm đến đồ thị phụ tải ngày Thời lượng (T) 24h, ta vẽ từ  24h, phụ tải thường vẽ theo kiểu bậc thang Tổng hợp đồ thị phụ tải tổng hợp nhiều đồ thị phụ tải cấp điện áp cho nhà máy hay trạm biến áp cần cung cấp Phụ tải tổng bao gồm tổn hao truyền tải (qua máy biến áp) phần tự dùng phục vụ cho việc sản xuất truyền tải điện 2 S  i  P i  Q i Qua tham khảo nhiều tài liệu đồ thị phụ tải thu thập số liệu nên ta có thông số đồ thị phụ tải thiết kế trạm trung gian 220/110 KV + Cấp 110KV : S MAX =120MVA ; cos  =0.8 + Caáp 22 KV : S MAX = 20MVA ; cos  =0.8 + Caáp 0.4 KV : S MAX =0.5MVA ; cos  =0.75 SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 KV S(MVA)% T(giờ) Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22 KV S(MVA) % T(giơ ø) Bảng cân công suất toàn trạm SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc T(h) 4 6 8 12 12 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 24 GVHD: Phan 110 KV S(MVA) 22 KV 24 36 60 96 84 108 120 108 60 48 10 14 14 16 14 18 20 20 12 12 S(%) Toàn trạm 34 50 74 112 98 126 140 128 72 60 24 36 53 80 70 90 100 91 52 43 Đồ thị phụ tải toàn trạm S(MVA) % T(giơ ø) Chương III SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM SVTH: Trần Vũ Trường Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan I Tổng quát Sơ đồ cấu trúc có nhiệm vụ liên quan nguồn tải thông qua thiết bị điện, tạo thành hệ thống điện hoàn chỉnh, gọi sơ đồ nối điện trạm Thường trạm biến áp có nhiều phương án cấu trúc khác Việc lựa chọn phương án tối ưu khó Trong thực tế thường phương án tuyệt đối hoàn hảo so với phương án khác - Phương pháp tính toán kinh tế – kỹ thuật nhằm mục đích phối hợp hài hoà mặt mâu thuẩn, diễn đạt thành “ độ đo hiệu kinh tế “, dựa theo tiêu chuẩn hiệu tương ứng, để phân tích lựa chọn phương án tối ưu Tuy nhiên phương án lựa chọn có mong muốn thoả mãn đồng thời nhiều tiêu, tính đa tiêu toán thường mâu thuẩn Vì tiêu tối ưu mang tính tuyệt đối, vónh cửu mà thể tính dung hoà, phụ thuộc giai đoạn, hoàn cảnh kinh tế phần mang tính chủ quan người định phương án Đặc biệt với hệ thống trạm hệ lớn, có cấu trúc phức tạp, nhiều cấp, phát triển chịu tác động nhiều yếu tố ngẫu nhiên, nên tiêu tối ưu lại mang tính chất tuyệt đối vónh cửu Một sơ đồ hoàn chỉnh phải thoả mãn yếu tố sau đây: + Làm việc đảm bảo độ tin cậy khả an toàn trạm + Tính linh hoạt, cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, sơ đồ trạm phải thích ứng với trạng thái vận hành khác hệ thống điện, điều phụ thuộc vào mức độ quan trọng phụ tải, công suất lớn phủ tải gam MBA mà ta chọn sơ đồ cho tối ưu + Tính kinh tế : chon sơ đồ cho đảm bảo tin cậy cung cấp điện cao, bảo đảm đủ điện cho phụ tải, thiết bị trạm hoạt động chế độ định mức, không tải, không non tải để đảm bảo kinh tế- kỹ thuật trạm + Tính phát triển sơ đồ phải đảm bảo đủ công suất khả phát triển tương lai theo dự báo kế hoạch SVTH: Trần Vũ Trường 10 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc = 1,6.21,86.1( GVHD: Phan 21,86  15,5 ) 21,86  15,5  5,95 m  Khu vực trạm 110KV: Được bảo vệ trụ đỡ đường dây có gắn kim thu sét dài m chiều cao đến đỉnh cột + kim thu sét h= 19 m a) Phạm vi bảo vệ cột thu sét: + Trụ đỡ đường dây có gắn kim thu sét: h= 19 m  p= ; hx= 11 m  2 h = 19 = 12.67 m > hx= 11 m 3 hx rx = 1,5.h.p (1) 0,8.h 11 = 1,5.19.1(1)  7,87 m 0,8.19 Với hx= m  aùp hx ) 0,8.h = 1,5.19.1(1)  13.5 m 0,8.19 rx = 1,5.h.p (1- Ta coù Dtt = 8(h-hx) = 8(19 -11)= 64 máy biến b) Phạm vi bảo vệ nhóm cột có độ cao a=33 nhau:  Nhóm cột 10-11-12-13 - Khoảng cách đôi cột 10-11 : a = 33 m - Khoảng cách đôi cột 10-12 : b= 22 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m  D = a  b = 33  22 =39,66 m < Dtt (thỏa)  Nhóm cột 12-13-15-16 a=33 - Khoảng cách đôi cột 12-13: a = 33 m - Khoảng cách đôi cột 12-15: b= 27 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m  D = a  b = 33  27 =42,63 m < Dtt (thỏa) b=27 b= 22 SVTH: Trần Vũ Trường 110 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan c) Phạm vi bảo vệ nhóm cột nhau:  Nhóm cột 13-16-17 - Khoảng cách đôi cột 13-16 : a = 27 m - Khoảng cách đôi cột 16-17 : b= 33 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m  D = a  b = 27  33  42,63 m < Dtt (thỏa) Nhóm cột 14-17-18 a=27 - Khoảng cách đôi cột 14-18 : a = 27 m - Khoảng cách đôi cột 17-18 : b= 22 b=22 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m  D = a  b = 27  22  34,8 m < Dtt (thỏa) d) Phạm vi bảo vệ đôi cột nhau:  Đôi cột 15-16 &16-16 - Khoảng cách cột: a = 33 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m a 33 = 19 14,3 m p 7.1 h0  hx r0 = 1,6.h0.p( ) h0  hx 14,3  11 = 1,6.14,3.1( ) 14,3  11 h0= h- 3m  Đôi cột 14-18 - Khoảng cách coät: a = 27 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m a 27 = 19 15,14 m p 7.1 h0  hx r0 = 1,6.h0.p( ) h0  hx 15,14  11 = 1,6.15,14.1( ) 15,14  11 h0= h-  3,84 m  Đôi cột 17 -18 - Khoảng cách cột: a = 22 m h= 19 m  p= ; hx= 11 m SVTH: Trần Vũ Trường 111 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan a 22 = 19 15,9m p 7.1 h0  hx r0 = 1,6.h0.p( ) h0  hx 15,9  11 = 1,6.15,9.1( ) 15,9  11 h0= h-  4,6m e Phaïm vi bảo vệ đôi cột không nhau: Đôi cột 9-14 Khoảng cách cột: a  60 m h1= 25,5 m ;h2 = 19  p= 1; hx= m a’=a h2 19 = 60 =44,7 m h1 25,5 a' 44,7 h’0= h2= 19  12,6 m p 7.1 h '  hx r’0 = 1,6.h '0 p( 0' ) h0  hx 12,6  = 1,6.12,6.1( ) 12,6   4,5 m f Tính toán phạm vi bảo vệ cột aten Đối với trạm ta chọn coat aten cao 40m kết hợp với chiều cao kim thu sét 5m Tổng chiều cao cột h = 25m, bán kính bảo veä : h=45 m  p  5,5 h  5,5 45 0,82m độ cao hx= 11 m  2 h = 45 = 30 m > hx= 11 m 3 hx rx = 1,5.h.p (1) 0,8.h 11 = 1,5.45.0,82(1)  38,4 máy biến 0,8.45 áp C.Kết luận: Vậy qua kiểm tra việc phân bố cột chống sét hợp lý, bảo vệ tồn thiết bị nhà máy, đáp ứng yêu cầu mặt kinh tế mỹ quan trạm Nên ta chọn SVTH: Trần Vũ Trường 112 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan phương án thiết kế trạm để lắp đặt hệ thống chống sét cho trạm ChươngXIII THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO NHÀ TRẠM I GIỚI THIỆU CHUNG SVTH: Trần Vũ Trường 113 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Tác dụng nối đất để tản dòng điện sét giữ điện thấp vật bảo vệ Nối đất hệ thống thu sét đóng vai trò quan trọng việc phát huy tác dụng bảo vệ hệ thống thu sét Nếu nối đất không đạt yêu cầu nhiều hậu xấu không đặt hệ thống thu sét Bởi hệ thống thu sét với độ cao vượt hẳn độ cao công trình , có tác dụng câu sét vào công trình (nghóa xác xuất sét đánh phụ thuộc vào độ cao ), tổng trở tản xung hệ thống nối đất tản dòng sét cao,điện áp gián xung hệ thống nối đủ cao để gây nên tượng phóng điện ngược đến phận mang điện trang thiết bị trạm Phóng điện ngược trạm tạo nên dạng sóng cắt có biên độ độ dốc lớn , nguy hiểm cho cách điện dọc máy biến áp ,trong nối đất người ta phân thành ba lọai 1.Nối đất làm việc :Nhằm bảo đảm làm việc bình thường trang thiết bị số thiết bị mang điện điều kiện bình thường cố Theo chế độ quy định :nối đất điểm trung tính cuộn dây máy phát , máy biến áp công suất máy bù , nối đất máy biến áp đo lường …… 2.Nối đất an toàn hay nối đất bảo vệ : Có nhiệm vụ bảo vệ an toàn cho người phục vụ cách điện trang thiết bị điện bị hư hỏng hay rò rỉđó nối đất vỏ máy biến áp ,máy phát ,các kết cấu kim loại có mang điện Nói chung nối đất phận kim loại bình thường có điện không bị hỏng cách điện hay rò điện chúng có điện khác không 3.Nối đất chống sét : Nhằm tản dòng điện sét vào đất để giữ cho điện phần tử nối đất không cao sét đánh vào trạm tránh tượng phóng điện ngược từ phận mang điện khác Đó lànối đất cột thu sét , nối đất dây chống sét , nối đất kết cấu kim loại bị sét đánh Để đảm bảo an toàn cho người vận hành , hệ thống nối đất phải thiết kế cho điện áp tiếp xúc điện áp bước điều kịên không vượt trị số nguy hiểm cho người Để thỏa mãn yêu cầu ,phải có biện pháp giảm nhỏ điện trở tiếp đất R , phải có biện pháp cân khu vực gần thiết bị nối tăng điện trở dòng điện qua người vào đất cách dùng đệm cách điện , SVTH: Trần Vũ Trường 114 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan ủng , găng tay cách điện điệ trở tản tần số công nghiệp số dạng điện cực thường dùng xác định theo công thức sau: Lọai điện cực Cọc chôn Cọc chôn chìm Công thức tính điện trở tản  4l Rc  tt ln c 2. l c d Rc   tt 2. l c  2l c 4t  l c  ln  ln 4t  l c  d    Ghi Nếu dùng sắt góc có bề rộng b thay d=0,95b Nếu dùng sắt góc có bề rộng b thay d=0,95b t t  Thanh chôn chìm Thanh hình xuyến chôn chìm  tt l t2 Rt  ln 2. l t d t Rt   tt  8D D   ln   ln d 4t  2. D  lc Nếu dùng sắt dẹp có bề rộng b thay d=0,5b Nếu dùng sắt dẹp có bề rộng b thay d=0,5b D :đường kính hình xuyến Đối với điện cực đặt nằm ngang bố trí theo kiểu khác dùng công thức tổng quát sau để tính điện trở tản tần số công nghiệp cách gần :  tt KL2 Rt  ln 2. L d t -L :Chiều dài tổng điện cực (Nếu mạch vòng lấy chu vi ) -d :Đường kính dùng làm điện cực – dùng sắt dẹp thay d=0,5b, với b bề rộng sắt dẹp -t0 :Độ chôn sâu -K :Hệ số phụ thuộc cách bố trí ngang có tính đến hiệu ứng che ,được cho bảng sau : SVTH: Trần Vũ Trường 115 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Sơ đồ bố trí K 1,27 1,46 2,38 8,45 19,2 5,53 l1 5,81 6,42 l2 8,17 10,40 Trị số đo phải nhân với hệ số an toàn gọi hệ số mùa (km) để ý đến khả tăng SVTH: Trần Vũ Trường 116 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan điện trở suất thay đổi trạng thái đất thời tiết năm thay đổi :  tt   đo.k m Trong : -  tt :Điện trở suất tính toán đất .m -  đo :Điện trở suất đất đo .m -km :Hệ số mùa ,phụ thuộc vào loại nối đất , lọai điện cực , độ chôn sâu Trị số tra bảng sau : Độ Hệ số mùa Km Loại nối Loại chôn Đất Đất đất điện cực sâu khô ẩm (m) 0,5 4,5 6,5 Thanh Nối đất ngang an toàn 0,8 1,6 nối Cọc đất làm thẳng 0,8 1,4 việc đứng 0,5 1,4 1,8 Thanh ngang Nối đất 0,8 1,25 1,45 chống Cọc 0,8 1,15 1,3 sét thẳng đứng Nối đất cột điện thực chất nối đất chống sét , biện pháp tăng cường tính vận hành đảm bảo đường dây tải điện có điện áp khí Để hợp lý kỹ thuật kinh tế qui phạm thiết kế đường dây tải điện cao áp quy định tiêu chuẩn nối đất cột điện theo điện trở suất đất sau : BẢNG TIÊU CHUẨN NỐI ĐẤT CỘT ĐIỆN Điện trở suất đất Điện trở nối đất cột .m điện   100 R 10 100    500 R 15 500  1000 1000   II R 20 R 30 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Điện trở tản tổng toàn hệ thống nối đất phải thỏa mãn yêu cầu Rnđ  Rtn Rnt 0,5 Rtn  Rnt Rnt 1 SVTH: Trần Vũ Trường 117 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Qui định Rnt 1 nhằm tăng cường an toàn dự phòng cho trường hợp nối đất tự nhiên có thay đổi 1.Thiết kế hệ thống nối an toàn a.Thiết kế tính toán điện trở nối đất tự nhiên : Phần nối đất sẵn có cần tận dụng đường ống kim loại chôn ngầm tiếp xúc trực tiếp với đất (trừ ống dẫn chất dễ cháy ,dễ nổ ) vỏ cáp chì chôn ngầm đất ,cột bê tông xà , cột trạm nối đất dây chống sét – cột điện đường dây có dây chống sét kéo đến tận xà trạm Trong đề tài luận án , thiết kế có tính chất giả định đầy đủ số liệu lọai nối đất tự nhiên khác nên xét đến tham gia điện trở nối đất hệ thống ( dây chống sét – cột ) đường dây truyền tải nối vào trạm ,R cs-c Đó điện trở đầu vào mạch điện thông số tập trung tạo nên điện trở nối đất cột điện điện trở tác dụng đọan đường dây chống sét hai cột Sơ đồ thay để tính Rcs-c : Rcs Rcs Rc Rcs Rc Rc + Rc :Điện trở nối đất cột điện tới trạm Nếu điện trở suất đất khu vực có trị số :   500 m chọn Rc=10   500 m chọn Rc=15  + Rcs :Điện trở tác dụng đọan dây chống sét khỏang vượt * Xác định điện trở nối đất tự nhiên 220KV SVTH: Trần Vũ Trường 118 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan Có đường dây 220KV nối vào trạm nhà máy điện nên điện trở nối đất tự nhiên trạm 220KV xác định theo công thức : Rtn ( 220 KV )  Rcs  c ( 220 KV ) Trong : Rcs-c : Điện trở nối đất hệ thống dây chống sét – cột đường dây 220KV nối vào trạm Rcs  c  Rc Rc 1   Rcs Trong : Rcs :Điện trở tác dụng đoạn dây chống sét khoảng vượt xác định theo công thức : Rcs=k.r0 l -Km =1,6 (Khi đo lúc đất khô ) -Trị số điện trở suất đất đo lúc đất khô  đo 150m   tt  K m  ño 1,6 * 150 240m -Do  tt 240m  500m neân ta chọn Rc 10 - l : Là chiều dài trung bình khoảng vượt -Đường dây cấp 220KV có l =300m - r0 :điện trở đơn vị dài dây chống sét: Chẳng hạn :  Đường dây 110 KV nên dùng dây chống sét loại : TK – 50 coù r0 = 3,7  /Km  Đường dây 220 KV nên dùng dây chống sét loại : TK – 50 TK – 70 có r0 = 2,38  /Km  Đường dây 330 KV nên dùng dây chống sét loại : TK – 95 có r0= 1,88  /Km  Đường dây có hai dây chống sét loại TK-70 ta suy  k 0,5 ; r0 2,38 / km  Rcs k r0 l 0,5 * 2,38 * 0,3 0,357 SVTH: Trần Vũ Trường 119 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc GVHD: Phan  Rcs  c ( 220 KV )   Rtn ( 220 KV )  Rc Rc 1   Rcs Rcs  c ( 220 KV )  10 10   0,357 1.72 1.72  0.86 * Xác định điện trở nối đất tự nhiên 110KV Có đường dây 110KV nối vào trạm nhà máy điện nên điện trở nối đất tự nhiên trạm 110KV xác định theo công thức : Rtn (110 KV )  Rcs  c (110 KV ) Trong : Rcs-c : Điện trở nối đất hệ thống dây chống sét – cột đường dây 110KV nối vào trạm Rcs  c  Rc Rc 1   Rcs Trong : Rcs :Điện trở tác dụng đoạn dây chống sét khoảng vượt xác định theo công thức : Rcs=k*r0* l -Km =1,6 (Khi đo lúc đất khô ) -Trị số điện trở suất đất đo lúc đất khô  đo 150m   tt  K m  ño 1,6 * 150 240m -Do  tt 240m  500m nên ta chọn Rc 10 - l : Là chiều dài trung bình khoảng vượt -Đường dây cấp 110KV có l =200m -Đường dây có hai dây chống sét loại TK-50 ñoù ta suy  k 1; r0 3,7 / km  Rcs k * r0 * l 1 * 3,7 * 0,2 0,74 Rc 10  Rcs  c (110 KV )   2,38 Rc 1 10 1     0,74 Rcs Rcs  c (110 KV ) 2,38 0,4 6 Điện trở tự nhiên Rtn tòan trạm xác  Rtn (110 KV )   định sau : SVTH: Trần Vũ Trường 120 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phúc Rtn  GVHD: Phan Rtn ( 220 Kv ) * Rtn (110 KV ) Rtn ( 220 KV )  Rtn (110 KV )  0,86 * 0,4 0,27 0,86  0,4 b.Thiết kế nối đất nhân tạo: Thiết kế mạch vòng ven chu vi nhà maùy Rmv  Rc Rt Rc t  nc Rt  c Trong : -nc :Số cọc - c , t :Là hệ số sử dụng cọc tần số công nghiệp (tra bảng ) -Rt : Điện trở mạch vòng -Rc :Điện trở tản cọc * Tính RT : Chọn nối đất thép tròn có thông số : -Đường kính d=0,02m -Độ chôn sâu t0 =0,8m -Chiều dài ven chu vi l1 170m -Chiều roäng ven chu vi l 120m  Chu vi mạch vòng l 2(l1  l ) 2(170  120) 580m Công thức tính mạch vòng :  tt Kl Rt  ln 2 l dt Trong : Kmùa =1,6 (vào lúc đất khô ,tra bảng)  = 150  tt  K mùathanh. đo 1,6 *150 240m K : Hệ số hình dáng mạch vòng , phụ thuộc vào tỷ số l1 l2 l l2 Quan hệ K= f ( ) cho bảng : l1 l2 1,5 K 5,53 5,81 6,42 8,17 10,4 Ta coù : l1 170  1,41 l 120 Dùng phương pháp nội suy ta tính : SVTH: Trần Vũ Trường 121 Luận Án Tốt Nghiệp Kế Phuùc K 5,53  GVHD: Phan 1,5  (5,81  5,53) 5,586 1,5  Rt : Điện trở mạch vòng  Rt   tt K l 240 5,586.580 ln  ln 1,22 2. l d t 2.3,14.580 0,02.0,8 Rmv = Rt =1,22  < 2,5 Ta nhận thấy Rmv < 2,5  ,nên ta cần đóng thêm vài cọc bổ sung định tính điện bổ sung sau cho RNT =Rmv // RBS