Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột bao giờ cũng lớn hơn phạm vi bảo vệ của một cột Điều kiện để hai cột thu lôi phối hợp được với nhau là
Trong đó: h là chiều cao tồn bộ cột thu sét
Xét nhóm cột N1-N5-N6 phía 110kV tạo thành hình tam giác cân có cạnh = 26m, =26m, = 20m
Nửa chu vi tam giác :
p = = = 76,9(m)Đường kính đường trịn ngoại tiếp tam giác : Đường kính đường trịn ngoại tiếp tam giác :
D = = = 28,2(m)Vậy độ cao cột thu lôi phải có 8. 28,2 3,5(m) Vậy độ cao cột thu lơi phải có 8. 28,2 3,5(m)
Xét nhóm cột N10-N11-N14-N15 phía 220kV tạo thành hình vng có cạnh = =34m Hình vng có đường chéo L = 48,1(m)
Đường kính đường trịn ngoại tiếp hình vng là đường chéo hình vng đó nên D =48,1(m)
Vậy độ cao cột thu lơi phải có 8. 48,1 6(m)
Tính tốn tương tự ta có các đường kính đường trịn ngoại tiếp các đa giác sau
Đa giác Đường kính đường trịn ngoại tiếp(m) (m)
Phía 110kV (1-5-6);(2-6-7) (3-7-8);(4-8-9) 28,2 3,5 Phía 220kV (10-11-15-14) 48,1 6 (11-12-16-15) 48,1 6 (12-13-17-16) 48,1 6 Sân 220/110kV Sân 220/110kV (5-6-10) 87 10,9 (6-7-11) 77,4 9,7 (7-8-12) 73,3 9,2
(8-9-13) 74,7 9,3
Chọn độ cao tác dụng cho tồn trạm biến áp
Sau khi tính tốn độ cao tác dụng chung cho các nhóm cột thu lơi, ta chọn độ cao tác dụng cho tồn trạm như sau:
Phía 110kV có = 10,9m Phía 220kV có = 10,9m
Phía 110kV
Độ cao tác dụng lớn nhất = 10,9m Độ cao lớn nhất của vật cần bảo vệ 11m
Do đó độ cao các cột thu sét phía 110kV là : = 10,9+ 11 = 21,9(m) Để tăng độ dự trữ ta sẽ chọn =22(m)
Phía 220kV
Độ cao tác dụng lớn nhất = 10,9m Độ cao lớn nhất của vật cần bảo vệ 17m
Do đó độ cao các cột thu sét phía 220 kV là : = 10,9 + 17 = 27,9(m) Để tăng độ dự trữ ta sẽ chọn =28(m)
Tính tốn phạm vi bao vệ của 1 cột thu lơi
• Bán kính bảo vệ của các cột 22m (các cột N1-N9 phía 110 kV) Ta có chiều cao = 11m Do và 22<30m Nên ) = 1,5.22.(1- ) = 12,4m Bán kính bảo vệ ở độ cao = 8m Do Nên ) = 18m
• Bán kính bảo vệ của các cột 28 m (các cột N10-N17 phía 220 kV) Ta có chiều cao = 11m
Do m
Nên ) = 21,4m Với độ cao =17m Do và 26,5<30m Nên ) = 10,1m
Ta có bán kính bảo vệ của các cột riêng lẻ được tổng hợp như bảng dưới
Cột Chiều cao
cột Bán kính bảo vệ (m) = 8 =11 =11 =17
Phía 220kV 28 =27 =21,4 =21,4 =10,1
Phía 110kV 22 =18 =12,4 =12,4 =3,8
Bảng 1.1:Tổng hợp phạm vi bảo vệ riêng của các cột chống sét
Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét quanh trạm Xét phía 110Kv
• Xét cặp cột có chiều cao bằng nhau N1-N2 a = 20m,h = 22m ta có
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét = h - = 22 - = 19,1(m)
Bán kính của khu vực giữa 2 cột thu sét Với chiều cao cần bảo vệ =8m
Do nên ta có :
) = 1,5.19,1.(1- ) = 13,7m
Với độ cao của vật cần bảo vệ 11m Do nên ta có :
) = 1,5.19,1.(1- ) = 8m
a = 26m,h = 22m ta có
Độ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa 2 cột thu sét = h - = 22 - = 18,3(m)
Bán kính của khu vực giữa 2 cột thu sét Với chiều cao cần bảo vệ =8m
Do nên ta có :
) = 1,5.18,3.(1- )= 12,5m
Với độ cao của vật cần bảo vệ 11m Do nên ta có :
) = 1,5.18,3.(1- ) = 6,8m
• Xét cặp cột có chiều cao khác nhau N5 – N10 a = 75m và = 22 m và = 28m
Vì =22m nên ta vẽ cột giả định N5’ có độ cao 15m cách cột N10 khoảng cách là : ) = 0,75.28.(1 - ) = 4,5(m)
Khoảng cách từ cột giả định N6 đến N6’ là a’ = a – x = 75 – 4,5 = 70,5(m) Phạm vi bảo vệ của 2 cột N5 và N5’ là :
Độ cao lớn nhất của khu vựa bảo vệ giữa 2 cột là : = h - = 22 - = 16,2(m)
Bán kính của khu vực giữa 2 cột thu sét là : Với độ cao bảo vệ nên ta có
) = 1,5.16,2.(1 - ) = 9,3(m)
Với độ cao bảo vệ =11m nên ta có ) = 0,75.16,2.(1 - ) = 3,9(m)
Phía trạm Cặp cột h(m) a(m) (m) (m) (m) 110kV (1-2),(2-3) (3-4),(5-6) (6-7),(7-8) (8-9) 22 20 19,1 8 13,7 11 8 (1-5),(2-6) (3-7),(4-8) (4-9) 22 26 18,3 8 12,5 11 6,8 220kV (10-11),(11-12) (12-13),(14-15) (15-16),(16-17) 28 34 23,1 11 14,0 17 4,6 (10-14),(11-15) (12-16),(13-17) 28 34 23,1 11 14,0 17 4,6 220/110kV (5-10) 22-28 75 12,7 8 9,3 11 3,9 (9-13) 22-28 72 12,4 8 3,6 11 1,1
c) So sánh và tổng kết phương án
• Về mặt kỹ thuật: Cả hai phương án bố tri cột thu sét đều bảo vệ được tất cả các thiết bị trong trạm và đảm bảo được các yêu cầu về kỹ thuật
• Về mặt kinh tế: Cả hai phương án đều bảo vệ chống sét cho nhà điều hành độc độc lập nên ta loại trừ cột chống sét xây thêm cho nhà điều hành
Phương án 1:
Phía 110kV dùng 10 cột trong đó cột N1 đến N5 được đặt ở xà đón dây cao 11m, cột N6 đến N10 được đặt trên thanh xà góp cao 8m
Phía 220kV dùng 8 cột trong đó có cột N15 – N18 được đặt ở xà đón dây cao 17m, cột N11 – N14 được đặt ở trên thanh xà góp cao 11m
Tổng chiều dài cột là:
Phương án 2:
Phía 110kV dùng 9 cột trong đó cột N1 đến N4 được đặt ở xà đón dây cao 11m,cột N5 đến N9 được đặt trên thanh xà góp cao 8m
Phía 220kV dùng 8 cột trong đó có cột N14 – N17 được đặt ở xà đón dây cao 17m,cột N10 – N13 được đặt ở trên thanh xà góp cao 11m
Tổng chiều dài cột là:
Ta thấy phương án 2 có số cột thu sét ít và tổng chiều dài cột nhỏ hơn. Vậy ta chọn phương án 2 làm phương án tính tốn thiết kế chống sét cho trạm biến áp