Tính toán nối đất - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐN- 123docz.net

2.1.Nối đất an toàn

Với cấp điện áp lớn hơn 110 kV nối đất an toàn phải thỏa mãn điều kiện là: điện trở nối đất của hệ thống phải có giá trị R ≤ 0,5 Ω. Điều kiện này xuất phát từ việc ở cấp điện áp lớn hơn 110 kV dòng điện ngắn mạch lớn, khi chạm vỏ hoặc khi rò điện thì dòngđiện sẽ rất lớn gây nguy hiểm.

Ở cấp điện áp 110 kV trở lên do có trị số điện trở tản bé và có mức cách điện caonên có thể thực hiện nối đất an toàn và nối đất chống sét chung.

Điện trở nối đất của hệ thống phải thỏa mãn các điều kiện sau:

Trong đó:

RTN: Điện trở nối đất tự nhiện.

RNT: Điện trở nối đất nhân tạo, RNT ≤ 1 Ω.

a,Nối đất tự nhiên.

Trong phạm vi của đề tài ta chỉ xét nối đất tự nhiên của trạm là hệ thống chống sét đường dây và cột điện 110kV và 220kV tới trạm.

• Tính Rc:

+ Dây chống sét ta sử dụng loại C-70 có ro = 2,38/km

+ Điện trở suất của đất  = 100 + n = 100 + 95=195Ωm (n là 2 số cuối mã SV) + Điện trở nối đất của cột đường dây: Rc = 10 Ω.

+ Chiều dài khoảng vượt của đường dây 220kV là: l220 = 300 m. + Chiều dài khoảng vượt của đường dây 110kV là: l110 = 170 m. • Nối đất tự nhiên bao gồm các dạng sau:

- Các hệ thống ống dẫn nước, các ống kim loại chôn dưới đất không chứa các chất dễ cháy, nổ.

- Hệ thống dây chống sét, điện trở nối đất, cột điện đường dây mà được nối vào

hệ thống nối đất của trạm.

- Các kết cấu kim loại của trạm như móng nhà, tường trạm.

Trong phạm vi đồ án này ta chỉ xét nối đất tự nhiên của trạm là hệ thống dây chống sét - điện trở của cột điện của đường dây 110 kV, 220 kV tới trạm. Ta có công thức tính toán điện trở của hệ thống dây chống sét cột với số lượng cộtlớn hơn 20 cột là:

Trong đó:

+ Rcs là điện trở của dây chống sét trong một khoảng vượt, nếu có 2 dây chống sét thì lấy R’cs= 𝑅𝑐𝑠

+ Rc : là điện trở nối đất của cột điện.

Nếu trạm có n đường dây đi vào thì điện trở nối đất tự nhiên của trạm: RTN = 1

𝑛 Rcs

-Đối với lộ chống sét đường dây 220kV:

Rcs= r0.L = 2,38. 300.10−3= 0,714 (Ω) RTN = 1 𝑛. 𝑅𝑐 1 2+√𝑅𝑐 𝑅𝑐𝑠+1 4 = 1 4. 10 1 2+√ 10 0,714+1 4 = 0.585 (Ω) -Đối với lộ chống sét đường dây 110kV:

Rcs= r0.L = 2,38. 170.10−3= 0,404(Ω) RTN = 1 𝑛. 𝑅𝑐 1 2+√𝑅𝑐 𝑅𝑐𝑠+1 4 = 1 4. 10 1 2+√ 10 0,404+1 4 = 0,45 (Ω) -Suy ra: RTNHT =0,585 . 0,450,585+0,45 = 0,254(Ω)

Ta thấy: RTN< 0,5 về mặt lý thuyết là đạt yêu cầu về nối đất an toàn. Trong lưới điện trung tính cách đất khi trị số điện trở nối đất đã đảm bảo thì không cần thực hiện nối đất nhân tạo, tuy nhiên lưới 220 kV và lưới 110 kV là lưới trung tính nối đất dòng điện ngắn mạch lớn cho nên ta vẫn phải thực hiện nối đất nhân tạo và yêu cầu điện trở nối đất nhân tạo là RNT ≤ 1 Ω và đảm bảo yêu cầu về nối đất chống sét.

b, Nối đất nhân tạo.

Nối đất nhân tạo ở đây ta sử dụng hình thức nốt đất bằng thanh ngang dẹt 50x5mm, chôn sâu 0,8m, vòng quanh chu vi khu vực xà tường bao của trạm và cách tường bao 1m. Kích thước như Hình vẽ 3.1

Chu vi và diện tích mạch vòng nối đất của trạm: L = (120,3+172,5).2 = 585,4m

30 120,3 122,3 172, 5 174, 5

Hình 3.1.Sơ đồ mạch vòng nhân tạo và tường trạm Ta có:

{𝑙1 = 172,5𝑚 𝑙2 = 120,5𝑚

Điện trở suất của đất: d= 195 m.

Điện trở nối đất của hệ thống mạch vòng là:

2 MV . R ln 2. . . tt K L L t d   =

Với: L: chu vi của mạch vòng. L = (l1 + l2). 2 = 585,4 (m) t: độ chôn sâu của thanh làm mạch vòng, lấy t = 0,8 m

 : điện trở suất tính toán của đất đối với thanh làm mạch vòng chôn ở độ sâu t :

 = do. Kmùa

Tra bảng với thanh ngang chôn sâu 0,8 m ta có kmùa =1,6



 = 195. 1,6 = 312 (m)

d: đường kính thanh làm mạch vòng, do thanh bằng thép dẹt nên:

( ) 2 b 5.10 d 0,025 m 2 2 − = = =

K: hệ số phụ thuộc hình dáng của hệ thống nối đất. Ta có 𝑙1 𝑙2 = 172,5 120,5 =1,43 ta vẽ đồ thị và tìm ra được K = 5,79 Bảng 3.1: Hệ số K phụ thuộc vào (l1/l2) l1/l2 1 1,5 2 3 4 K 5.53 5.81 6,42 8,17 10,40 Ta có 𝑙1 𝑙2 = 172,5 120,5 =1,43 ta vẽ đồ thị và tìm ra được K = 5,79 Thay các công thức trên vào công thức tính RMV ta được

𝑅MV = 𝜌𝑡𝑡 2. 𝜋. 𝐿. 𝑙𝑛 𝐾. 𝐿2 𝑑. 𝑡 = 312 2.3,14.585,4. 𝑙𝑛 5,79 . 585,42 0,8.0,025 = 0,497(𝛺) < 1(𝛺)

Vậy điện trở nối đất của hệ thống là: RHT = 𝑅𝑇𝑁.𝑅𝑁𝑇

𝑅𝑇𝑁+𝑅𝑁𝑇 = 0,268 .0,497

0,268+0,497 = 0,174 (𝛺) (thỏa mãn < 5)

Kết luận: Hệ thống thiết kế nối đất trên đảm bảo an toàn cho trạm 220/110kV 5,53 5,79 5,81 6,42 8,17 10,4 0 2 4 6 8 10 12 1 1,43 1,5 2 3 4,00

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN

Ngày nay, khi nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ . Các trạm điện và đường dây cao áp ngày càng nhiều và yêu cầu cao về tính an toàn và làm việc hiệu quả.

Việc tính toántính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và nối đất trạm biến áp là rất cần thiết.Qua quá trình làm đồ án em đã hiểu được sự ảnh hưởng to lớn của giông sét tới hệ thống điện cao áp ở Việt Nam .Từ đó em đã tính toán các cột chống sét để bảo vệ cho toàn bộ trạm điện và bảo vệ các biến áp.Tính toán nối đất cho trạm để đảm bảo an toàn khi vận hành cũng như khi sửa chữa.Đồ án này là tiền đề cho em tiếp tục hoàn thiện hơn những đồ án khác và giúp em công việc trong tương lai.

Em xin cám ơn TS.Vũ Thị Thu Nga cùng thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện đã theo dõi và có những lời góp ý, nhận xét giúp em có thể hoàn thiện bản thân hơn.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Giáo trình kỹ thuật điện Cao Áp của GS. Võ Viết Đạn – NXB Đại học Bách Khoa à Nội.

- Hướng dẫn thiết kế đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện Cao Áp của TS. Nguyễn Minh Chước.

- Quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp cho hệ thống điện của PGS.TS Trần Văn Tớp, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2007.