Nghiên cứu thiết kế hệ thống nối đất cho trạm biến áp thep tiêu chuẩn IEEE 80 2013 có xét đến các yếu tố ảnh hưởng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP THEO TIÊU CHUẨN IEEE 80-2013 CÓ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG MÃ SỐ: T2020-33TĐ SKC 0 8 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP THEO TIÊU CHUẨN IEEE 80-2013 CÓ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Mã số: T2020-33 TĐ C T : PGS TS vê H : T S Lý Ngọc M T S Trầ Na TP HCM⿏ Á g 11 2020 A TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP THEO TIÊU CHUẨN IEEE 80-2013 CÓ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Mã số: T2020-33 TĐ C T : PGS TS vê H : T S Lý Ngọc M T S Trầ Na TP HCM⿏ Á g 11 2020 A Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Chủ nhiệm đề tài:  PGS.TS Quyền Huy Ánh, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Đơn vị phối hợp:  ThS Lý Ngọc Minh, Trường Cao đẳng nghề Công nghệ cao  ThS Trần Nam Anh, Trường Cao đẳng nghề Lý Tự Trọng PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG DANH SÁCH CÁC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH… ….7 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÓM TẮT 12 Chương 1: TỔNG QUAN 14 1.1.Tổng quan 14 1.1.1.Tổng quan về hướng nghiên cứu 14 1.1.2.Các nghiên cứu nước 15 1.2.Tính cấp thiết 19 1.3.Nhiệm vụ nghiên cứu 19 1.4.Giới hạn đề tài 19 1.5.Phương pháp nghiên cứu 20 1.6.Điểm của đề tài 20 1.7.Giá trị thực tiễn của đề tài 20 1.8.Nội dung của đề tài 20 Chương TỔNG QUAN VỀ LƯỚI NỐI ĐẤT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 21 2.1 Tổng quan lưới nối đất trạm biến áp 21 2.1.1 Các yêu cầu lưới nối đất trạm biến áp 21 2.1.2 Tiêu chuẩn áp dụng 22 2.1.3 Cấu hình lưới nối đất trạm biến áp 22 2.2 Các loại hóa chất giảm điện trở nối đất 22 PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ 2.2.1 Hóa chất giảm điện trở nối đất 22 2.2.2 Tính điện trở với hóa chất giảm điện trở nối đất 23 Chương TÍNH TỐN NỐI ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN IEEE Std 80-2013 27 3.1 Tiêu chuẩn IEEE Std 80-2013 27 3.2 Ý nghĩa ký hiệu tính tốn nối đất 27 3.3 Giải thuật tính tốn nối đất theo tiêu chuẩn IEEE Std 80-2013 29 3.4 Các bước tính tốn thiết kế lưới nối đất 30 Chương XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN LƯỚI NỐI ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN IEEE Std 80-2013 39 4.1 Chương trình tính toán lưới nối đất SGDS-1 (Safety Grounding Design Software-1) 39 4.2 Chương trình tính tốn lưới nối đất SGDS-2 (Safety Grounding Design Software-2) 41 Chương TÍNH TỐN LƯỚI NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV LONG THÀNH 5.1 Thông tin trạm biến áp 220kV Long Thành 44 5.2 Thiết kế lưới nối đất an toàn cho trạm biến áp 220kV/110kV 250MVA 44 5.3 Thiết kế lưới nối đất an toàn cho trạm biến áp 110kV/22kV 40MVA 48 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 53 6.1 Kết luận 53 6.2 Hướng nghiên cứu phát triển 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Phụ lục 1: 56 Phụ lục 2: 66 PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 3.1 Các ký hiệu ý nghĩa tiêu chuẩn IEEE Std 80-2013 27 Bảng 3.2 Đặc tính vật liệu dây nối đất 31 Bảng 3.3 Hệ số vật liệu dây nối đất 32 Bảng 3.4 Hệ số quy đổi dây nối đất 32 Bảng 3.5 Hệ số suy giảm Df 35 Bảng 5.1 Kết tính tốn lưới nối đất cho trạm biến áp 220kV/110kV 48 Bảng 5.2 Kết tính toán lưới nối đất cho trạm biến áp 115kV/23kV 52 PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 2.1 Điện cực đơn nằm ngang với hóa chất giảm điện trở đất 23 Hình 2.2 Hai điện cực đơn nằm ngang song song với hóa chất giảm điện trở đất 24 Hình 2.3 Hai điện cực đơn nằm ngang hình chữ L với hóa chất giảm điện trở đất 24 Hình 2.4 Điện cực nối đất hình chữ thập 25 Hình 2.5 Điện cực nối đất dạng chu vi 25 Hình 2.6 Số liệu nhà sản xuất hóa chất giảm điện trở đất 26 Hình 2.7 Cơng cụ Cftool Matlab 27 Hình 3.1 Lưu đồ tính tốn nối đất theo tiêu chuẩn IEEE Std.80-2013 29 Hình 3.2 Đồ thị quan hệ Cs – k 33 PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT IEEE - The Institute of Electrical and Electronics Engineers SGDS-1 - Safety Grounding Design Software-1 SGDS-2 - Safety Grounding Design Soft PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống nối đất cho trạm biến áp theo tiêu chuẩn IEEE 80-2013 có xét đến yếu tố ảnh hưởng Mã số đề tài: T2020-33TĐ Họ tên, học vị, chức danh khoa học chủ nhiệm:PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đơn vị công tác: Khoa Điện-Điện tử Giải trình chỉnh sửa báo cáo tổng kết đề tài: TT Nội dung góp ý của Hội đồng (1) (2) Kết chỉnh sửa, bổ sung Ghi (3) (4) Hội đồng không yêu cầu chỉnh Không phải chỉnh sửa nội sửa nội dung báo cáo tổng kết dung báo cáo tổng kết đề tài đề tài Ghi chú: (2): Liệt kê tóm tắt ý kiến đóng góp Hội đồng (3): Ghi rõ nội dung chỉnh sửa ghi rõ trang chỉnh sửa (4): Giải trình nội dung khơng chỉnh sửa ý kiến khác với ý kiến Hội đồng (nếu có) Tp HCM, ngày 27 tháng 05 năm 2021 Chủ nhiệm đề tài (Ký họ tên) PGS.TS.Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ % Total length of ground rod LR=(nrr+nll)*Lr; % Total length of grid conductor Lc= 2*Nr*Dr; % disp (Lc) % Total effective length of grounding system conductor LT=Lc+LR; % disp ('LT=') % disp (LT) % Resistance of grouding system Rg=p*((1/LT)+(1/(sqrt(20*Asgtd)))*(1+(1/(1+h*(sqrt(20/Asgtd)))))); % Recalculate IG IG=Df*Ig; % Recalculate GPR GPR=IG*Rg; % Recalculate mesh votage Kii=1; V4=Kii/Kh; Km=(1/(2*pi))*((log(V1+V2-V3)+V4*log(V5))); % Recalculate Em Em=(p*IG*Km*Ki)/(Lc+(1.55+1.22*(Lr/sqrt(Dr*Dr+Dl*Dl)))*LR) % disp ('Em=') % disp (Em) % Spacing factor for step voltage Ks=(1/pi)*((1/(2*h))+((1/(D1+h)))+((1/D1)*(1-0.5^(n-2)))); % Step voltage between a point above the outner corner of the grid and a point 1m diagonally outside the grid Es=(p*IG*Ks*Ki)/((0.75*LT)+(0.85*Lr)); % disp('Estep70=') PGS.TS.Quyền Huy Ánh 62 Đề tài nghiên cứu khoa học T2020-33TĐ % disp(Estep70) % disp('Es=') % disp(Es) if (Es