Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220/110kv

BÀI TẬP DÀI MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tiến Hùng Lớp: Đ1-H2 Khoa: Hệ Thống Điện Giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Hoàng Hiệp TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110KV I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU: * Trạm biến áp: Phía 220 kV có diện tích: (120.90) m2 Phía 110 kV có diện tích: (100.90) m2 * Điện trở suất của đất: ρđ =100 Ωm * Đường dây: - Trạm 220 kV có 3 lộ - Trạm 110 kV có 5 lộ - Dây dẫn: ACO – 240 - Dây chống sét: C-70 * Chiều dài khoảng vượt của đường dây 110 kV: l = 300 m * Chiều dài khoảng vượt của đường dây 220 kV: l = 300 m * Khi tính nối đất: Rc = 6 Ω II. NỘI DUNG BÀI TẬP DÀI Phần I: * Chương I: Tính toán bảo vệ sét đánh trực vào trạm biến áp 220/110 kV A. Lý thuyết chung + Các yêu cầu đối với hệ thống thu sét + Cách xác định, tính toán PVBV của hệ thống thu sét ( 1 cột, 2 cột …) B. Tính toán * Chương II: Tính toán hệ thống nối đất trạm biến áp 220/110 kV Phần II: Các bản vẽ liên quan I.1. Cơ sở lý thuyết chung: I.1.1. Những yêu cầu đối với hệ thống thu sét: Các thiết bị phân phối điện đặt ngoài trời như đường dây, trạm biến áp rất dễ bị quá điện áp có thể là do quá điện áp khí quyển (sét đánh trực tiếp, cảm ứng hay lan truyền trên đường dây), hoặc quá điện áp nội bộ. Trong đó, sự quá điện áp khí quyển do sét đánh là rất nguy hiểm và gây những thiệt hại nghiêm trọng cho các công trình trong hệ thống điện. Vì vậy, bảo vệ chống sét đánh trực tiếp là một trong những yêu cầu hàng đầu khi thiết kế và vận hành một mạng điện. Hệ thống thu sét là một bộ phận công trình quan trọng nhằm bảo vệ các bộ phận của hệ thống điện như đường dây, trạm biến áp khỏi hư hỏng khi bị sét đánh. Đối với đường dây, để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp người ta sử dụng hệ thống dây chống sét. Đối với trạm biến áp và nhà máy điện người ta sử dụng các cột thu lôi. Các cột thu lôi có thể đặt độc lập hoặc trong điều kiện cho phép có thể đặt trên các kết cấu của trạm và của nhà máy. Yêu cầu chính đối với hệ thống thu sét là phải có điện trở nối đất đủ nhỏ để đảm bảo tản nhanh dòng điện sét xuống đất, tránh hiện tượng phóng ngược dòng điện sét từ thiết bị này sang thiết bị khác, hoặc từ cột thu sét hay dây chống sét sang các công trình mang điện đặt lân cận. Khi thiết kế bảo vệ chống sét thì cần đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, kinh tế và mỹ thuật. - Đối với các trạm phân phối ngoài trời từ 110 kV trở lên do có mức cách điện cao nên có thể đặt cột thu lôi trên kết cấu của trạm phân phối. Các trụ cột của các kết cấu trên đó có đặt cột thu lôi phải được ngắn nhất và sao cho dòng điện sét IS khuếch tán vào đất theo 3÷4 thanh cái của hệ thống nối đất . Ngoài ra ở mỗi trụ của kết cấu ấy phải có nối đất bổ sung để cải thiện chỉ số điện trở nối đất. - Nơi yếu nhất của trạm phân phối ngoài trời với điện áp từ 110 kV trở lên là cuộn dây máy biến áp, vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầu khoảng cách giữa hai điểm nối vào hệ thống nối đất của cột thu lôi và vỏ máy biến áp theo đường điện phải lớn hơn 15m. - Khi bố trí cột thu lôi trên xà của trạm phân phối ngoài trời 110 kV trở lên phải thực hiện các điểm sau: + Ở chỗ nối các kết cấu trên có đặt cột thu lôi vào hệ thống nối đất cần phải có nối đất bổ sung (dùng nối đất tập trung) nhằm đảm bảo điện trở khuếch tán không được quá 4Ω (ứng với dòng điện tần số công nghiệp). + Khi bố trí cột thu lôi trên xà của trạm 35kV phải tăng cường cách điện của nó lên đến mức cách điện của cấp 110 kV. + Trên đầu ra của cuộn dây 6 – 10kV của máy biến áp phải đặt các cột chống sét van (CSV), các thiết bị chống sét này có thể đặt ngay trên vỏ máy. + Để bảo vệ cuộn dây 35 kV cần đặt các cột chống sét van. Khoảng cách giữa chỗ nối vào hệ thống nối đất của vỏ máy biến áp và của chống sét van (theo đường điện) phải nhỏ hơn 5m. Khoảng cách ấy có thể tăng lên nếu điểm nối đất của chống sét van ở vào giữa hai điểm nối đất của vỏ máy biến áp và của kết cấu trên đó có đặt cột thu lôi. + Khoảng cách trong không khí giữa kết cấu của trạm trên có đặt cột thu lôi và bộ phận mang điện không được bé hơn chiều dài của chuỗi sứ. - Có thể nối cột thu lôi độc lập vào hệ thống nối đất của trạm phân phối cấp điện áp 110kV nếu như các yêu cầu trên được thực hiện. - Không nên đặt cột thu lôi trên kết cấu của trạm phân phối20 ÷ 35 kV, cũng như không nên nối các cột thu lôi vào hệ thống nối đất của trạm 20 ÷ 35 kV. - Khi dùng cột thu lôi độc lập phải chú ý đến khoảng cách giữa cột thu lôi đến các bộ phân của trạm để tránh khả năng phóng điện từ cột thu lôi đến vật được bảo vệ. - Khi dùng cột đèn chiếu sáng để làm giá đỡ cho các cột thu lôi phải cho dây dẫn điện đến đèn vào ống chì và chôn vào đất. - Đối với các nhà máy điện dùng sơ đồ bộ thì chỉ được đặt cột thu lôi trên xà máy biến áp khi máy phát điện và máy biến áp được nối với nhau bằng cầu bọc kín và hai đầu được nối đất. Nếu cầu có phân đoạn thì không được phép đặt cột thu lôi trên xà của máy biến áp. Với máy bù đồng bộ cũng áp dụng điều này. - Có thể nối dây chống sét bảo vệ đoạn đến trạm vào hệ thống nối đất của trạm nếu như khoảng cách từ chỗ nối đất của trạm đến điểm nối đất của máy biến áp lớn hơn 15m. - Để đảm bảo về mặt cơ tính (độ bền cơ học) và chống ăn mòn cần phải theo đúng quy định về loại vật liệu, tiết diện dây dẫn dùng trên mặt dất và dưới đất phải theo bảng sau: Bảng 1.1 Bảng qui định qui cách loại dây dẫn dùng để dẫn dòng điện sét Loại vật liệu Dây dẫn dòng điện sét dùng trên mặt đất Dây dẫn dòng điện sét dùng dưới mặt đất Thép tròn mạ kẽm 8 mm 10 mm Thép dẹt mạ kẽm 20 x 2,5 mm2 30 x 3,5 mm2 Cáp thép Không được dùng Không được dùng Thanh đồng tròn 8 mm 8 mm Thanh đồng dẹt 20x2,5 mm2 20x2,5 mm2 Dây đồng xoắn Không được dùng Không được dùng Thanh nhôm tròn Không được dùng Không được dùng 1.2 Cách xác định phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét: 1.2.1 Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét: Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét có độ cao là h tính cho độ cao hx là một hình chóp tròn xoay có đường sinh được xác định như sau: rx Hình 1.1. Phạm vi bảo vệ cho một cột thu sét. Trong đó: - h: chiều cao cột thu sét. - hx: chiều cao cần được bảo vệ. - h – hx: chiều cao hiệu dụng. Trong tính toán, đường sinh được đưa về dạng đường gãy khúc abc được xác định như sau: Hình 1.2. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét (đường sinh gấp khúc). Trong đó: ab: đường thẳng nối từ đỉnh cột đến điểm trên mặt đất cách xa chân cột một khoảng là 0,75h. bc: là đường thẳng nối 1 điểm có độ cao trên thân cột là 0,8h đến 1 điểm trên mặt đất cách chận cột là 1,5h. Khi: hx Thì: rx = 1,5h(1-) = 1,5h – 1,875hx Khi: hx Thì: rx = 0,75h(1-) = 0,75h – 0,75hx Các công thức chỉ để sử dụng cho HTTS có độ cao h < 30m. Khi h30m ta cần hiệu chỉnh các công thức đó theo hệ số p. p 1.2.2 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét: a. Hai cột thu sét có độ cao bằng nhau: Xét 2 cột thu sét có độ cao bằng nhau h1 = h2 = h, cách nhau 1 khoảng a. Hình 1.3. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao bằng nhau. + Khi a = 7h thì mọi vật nằm trên mặt đất ở khoảng giữa 2 cột không bị sét đánh vào. + Khi a < 7h thì khoảng giữa 2 cột sẽ bảo vệ được cho độ cao lớn nhất h0 được xác định như sau: h0 = h - Phạm vi bảo vệ: - Phần ngoài: giống như của từng cột. - Phần giữa: cung tròn đi qua 3 điểm 1,2,3 (điểm 3 là điểm đặt cột giả tưởng có độ cao h0. +) Tính toán phạm vi bảo vệ: - Bán kính bảo vệ của từng cột: rx1 = rx2 = rx - Bán kính bảo vệ giữa hai cột: r0x. - Độ cao lớn nhất bảo vệ được giữa hai cột: h0 = h - Nếu: hx Thì: r0x = 1,5h0.(1 - ) Nếu: hx Thì: r0x = 0,75h0.(1 - ) Các công thức trên được áp dụng khi hệ thống chống sét có độ cao nhỏ hơn 30m. Nếu hệ thống chống sét có độ cao lớn hơn hoặc bằng 30m thì các công thức cũng cần được hiệu chỉnh theo hệ số p đã nêu ở mục. b. Hai cột thu sét có độ cao khác nhau: Xét 2 cột thu sét có độ cao là h1 và h2, cách nhau 1 khoảng a được bố trí như hình vẽ: Hình 1.4 Phạm vi bảo vệ của 2 cột có độ cao khác nhau. + Xác định phạm vi bảo vệ: - Phần ngoài: giống như của từng cột. - Phần trong: từ đỉnh cột h1 dóng đường thằng nằm ngang cắt phạm vi bảo vệ của cột h2 tại 3’, với 3’ là vị trí đặt cột giả tưởng có độ cao là h1. - Phần giữa: giống như của hai cột có độ cùng độ cao h1. (, x là bán kính bảo vệ của cột cao h2 cho cột giả tưởng . + Tính toán phạm vi bảo vệ: - Tính bán kính bảo vệ từng cột rx1, rx2. - Tính bán kính bảo vệ giữa hai cột rox . - Khoảng cách giữa cột thấp và cột giả tưởng 3 a’ = a – x ( trong đó x là bán kính bảo vệ của cột cao h2 cho cột giả tưởng có độ cao h1). - Độ cao lớn nhất được bảo vệ giữa 1, 3’: = h1 - I.1.2.3.Phạm vi bảo vệ cho nhiều cột thu sét: +) Phạm vi bảo vệ cho 3 cột thu sét: Phạm vi bảo vệ cho 3 cột thu sét có độ cao h1 = h2 = h3 = h cùng bảo vệ cho độ cao hx được minh họa như hình vẽ dưới đây Hình 1.5. Bán kính bảo vệ của 3 cột có độ cao bằng nhau Đó là phần diện tích nằm trong đường bao mà các đường tròn tạo ra. Trong đó: rx1 = rx2 = rx3 = rx: bán kính bảo vệ của từng cột. rox1-2 = r0x1-3 = r0x3-2: bán kính bảo vệ chung giữa các cột 1-2, 2-3, 3-1. +) Phạm vi bảo vệ cho 4 cột thu sét: Phạm vi bảo vệ cho 3 cột thu sét có độ cao h1 = h2 = h3 = h4 = h cùng bảo vệ cho độ cao hx được minh họa như hình vẽ dưới đây. Hình 1.6. Phạm vi bảo vệ của bốn cột thu sét có độ cao bằng nhau Phạm vi bảo vệ là phần diện tích công trình nằm trong đường bao ngoài cùng của hình vẽ. Với: rx1 = rx2 = rx3 = rx4 = rx rox1-2 = r0x3-4: bán kính bảo vệ chung giữa các cột 1-2, 3-4 rox1-4 = r0x2-3: bán kính bảo vệ chung giữa các cột 1-4, 2-3 Điều kiện để công trình nằm trong miền giới hạn bởi các cột thu sét được bảo vệ an toàn là: D8.(h-hx)) - trong đó: D là đường tròn ngoại tiếp phần mặt bằng có dạng hình tam giác, chữ nhật; h: chiều cao cột thu sét; hx: chiều cao cần bảo vệ. II. Tính toán: Theo sơ đồ kết cấu của trạm, ta mới chỉ biết diện tích mặt bằng trong trạm mà chưa biết vị trí của các thiết bị trong trạm. Vì vậy chỉ cần bố trí các cột thu sét sao cho bảo vệ được phần diện tích mặt bằng có độ cao hx. Đối với phía 220 kV: hx = 16,5m Đối với phía 110 kV: hx = 11m Ta thực hiện tính toán cho các phía. Ta sẽ xét 2 phương án đặt vị trí cột thu sét cho trạm biến áp. *) Phương án A Trong phương án này, ta sử dụng 15 cột thu sét được bố trí trên mặt bằng trạm biến áp như hình vẽ. A-1. Tính toán phạm vi bảo vệ cho phía 220 kV: Điều kiện cần để công trình được bảo vệ an toàn là: D8.(h-hx) Suy ra: hhx+ *)Xét nhóm cột (5,8,9,6) tạo thành hình chữ nhật bảo vệ cho độ cao 16,5m. + Cạnh (5-8) = 60m = a + Cạnh (5-6) = 50 m =b Đường kính D1 của đường tròn ngoại tiếp qua các đỉnh cột là: D=m Độ cao tác dụng tổi thiểu để cho các cột bảo vệ hoàn toàn diện tích giới hạn bởi chúng là: ha = = 9,763 m Độ cao của cột thu lôi là: h = hx + ha = 16,5 + 10 = 26,5 m A-2. Tính toán phạm vi bảo vệ cho phía 110 kV: Xét nhóm cột (11,14,12,15) tạo thành hình chữ nhật bảo vệ cho độ cao 11m. + Cạnh (11-14) = 50m = c + Cạnh (11-12) = 50 m = d Đường kính D của đường tròn ngoại tiếp đi qua các đỉnh cột là: D = = 70,71 m Độ cao tác dụng tối thiểu để cho các cột bảo vệ hoàn toàn diện tích giới hạn bởi chúng là: ha = 8,84 m Độ cao của cột thu lôi là: h = hx + ha = 11 + 9 = 20 m *)Tính bán kính bảo vệ của cột thu lôi được bố trí như hình vẽ: - Tính bán kính bảo vệ của một cột thu lôi +Xét cột 5: Ta có: hx=16,5(m) < h= .26,5=17,667(m) Vậy bán kính bảo vệ của 1 cột thu lôi với độ cao cần bảo vệ hx=16,5m rx5=1,5.h(1- )=1,5.26,5.(1- )=8,812 (m) +Xét cột 11: Ta có: hx=11(m)<h= .20=13,33(m) Vậy bán kính bảo vệ của 1 cột thu lôi với độ cao cần bảo vệ hx=11m rx11=1,5.h(1- )=1,5.20.(1- )= 9,375 (m) -Tính bán kính của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi: Hai cột có chiều cao như nhau: Phía 220kV:chiều cao cần bảo vệ hx=16,5m +Xét 2 cột (5-8):khoảng cách giữa 2 cột 60m Ta có: h0=h- =26,5-= 17,928 (m) hx=16,5(m) > h0= .17,928=11,952(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx5-8=0,75.h0(1- )=0,75.17,928.(1- )=1,071 (m) +Xét 2 cột (2-3): khoảng cách giữa 2 cột là 50 m Ta có: h0=h- =26,5-= 19,357 (m) hx=16,5(m) > h0= .19,357=12,905(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx2-3=0,75.h0(1- )=0,75.19,357.(1- )=2,143 (m) +Xét 2 cột (1-2): khoảng cách giữa 2 cột là 40 m Ta có: h0=h- =26,5-= 20,786 (m) hx=16,5(m) > h0= .20,786=13,857(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx1-2=0,75.h0(1- )=0,75.20,786.(1- )=3,215 (m) Phía 110kV:chiều cao cần bảo vệ hx=11m +Xét 2 cột (11-14): khoảng cách giữa 2 cột là 50 m Ta có: h0=h- =20-= 12,857 (m) hx=11(m) > h0= .12,857=8,571(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx11-14=0,75.h0(1- )=0,75.12,857.(1- )=1,393 (m) +Xét 2 cột (10-11): khoảng cách giữa 2 cột là 40 m Ta có: h0=h- =20-= 14,286 (m) hx=11(m) > h0= .14,286=9,524(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx10-11=0,75.h0(1- )=0,75.14,286.(1- )=2,464 (m) Hai cột cột chiều cao khác nhau: +Xét hai cột (7-10) với khoảng cách giữa 2 cột a=50m Chiều cao cột cao h7=26,5m Chiều cao cột thấp h10 =20m. Ta tính bán kính bảo vệ của từng cột cho độ cao 11 m. Cột 10 theo kết quả phần trên ta tính được là rx10 = 9,375 m. Ta tính cho cột 7. - Bán kính bảo vệ của cột 7 là rx7. Ta có: hx = 11m <m. Nên: Bán kính bảo vệ của cột 7 là: rx7 = 1,5.h(1- )=1,5.26,5(1- )= 19,125 m. Bán kính bảo vệ của cột cao h7=26,5m cho độ cao cần bảo vệ là chiều cao của cột thấp h10 =20m. Ta có: hx=h7=20m >.26,5=17,67m x=0,75.h(1- )=0,75.26,5.(1- )=4,875 (m) Ta có: a’= 50-4,875=45,125m =h10- =20-= 13,553(m) hx=11(m) > = .13,553=9,035 (m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi có độ cao hx=11m là: rx7-10=0,75. (1- )=0,75.13,553.(1- )=1,915 (m) Tính toán tương tự cho các cột còn lại ta có kết quả ghi trong bảng sau: NHÓM CỘT CÓ ĐỘ CAO BẰNG NHAU PHÍA 220KV hx = 16,5m Cặp cột Độ cao cột (m) a (m) h0 (m) .h0 (m) r0x (m) 3-6 26,5 60 17,928 11,952 1,071 2-3 26,5 50 19,357 12,905 2,143 4-5 26,5 40 20,786 13,857 3,215 PHÍA 110KV hx = 11m Cặp cột Độ cao cột (m) a (m) h0 (m) .h0 (m) r0x (m) 13-14 20 40 14,286 9,524 2,464 11-12 20 50 12,857 8,571 1,393 NHÓM CỘT CÓ ĐỘ CAO KHÁC NHAU hx = 11m Cặp cột Độ cao cột (m) a (m) x (m) a’ (m) h0’ (m) r0x (m) 8-11 20 50 4,875 45,125 13,553 1,915 Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét trong phương án 1 Kết luận. Phương án bảo vệ thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Tổng số cột là 15 cột, trong đó có 9 cột cao 26,5m và 6 cột cao 20m Tổng chiều dài : L1 = 9.(26,5 – 16,5) + 6.(20 – 11) =144 (m). *) Phương án B Trong phương án này, ta sử dụng 21 cột thu sét được bố trí trên mặt bằng trạm biến áp như hình vẽ. B-1 Tính toán phạm vi bảo vệ cho phía 220 kV: Điều kiện cần để công trình được bảo vệ an toàn là: D8.(h-hx) Suy ra: hhx+ Xét nhóm cột (2,3,5,6) tạo thành hình chữ nhật để bảo vệ cho độ cao 16,5 m +Cạnh (2-3)=50m=e +Cạnh (3-6)=40m=f Đường kính D của đường tròn ngoại tiếp đi qua các đỉnh cột là: D = = 64,031 m Độ cao tác dụng tối thiểu để cho các cột bảo vệ hoàn toàn diện tích giới hạn bởi chúng là: ha = 8,004 m Độ cao của cột thu lôi là: h = hx + ha = 16,5 + 8 = 24,5 m B-2 Tính toán phạm vi bảo vệ cho phía 110 kV: Xét nhóm cột (17,18,20,21) tạo thành hình chữ nhật để bảo vệ cho độ cao 11 m +Cạnh (17-18)=50m=k +Cạnh (18-21)=40m=l Đường kính D của đường tròn ngoại tiếp đi qua các đỉnh cột là: D = = 64,031 m Độ cao tác dụng tối thiểu để cho các cột bảo vệ hoàn toàn diện tích giới hạn bởi chúng là: ha = 8,004 m Độ cao của cột thu lôi là: h = hx + ha = 11 + 8 = 19 m *)Tính bán kính bảo vệ của cột thu lôi được bố trí như hình vẽ: - Tính bán kính bảo vệ của một cột thu lôi +Xét cột 6: Ta có: hx=16,5(m) > h= .24,5=16,33(m) Vậy bán kính bảo vệ của 1 cột thu lôi với độ cao cần bảo vệ hx=16,5m rx6=0,75.h(1- )=0,75.24,5.(1- )=6 (m) +Xét cột 20: Ta có: hx=11(m)<h= .19=12,667(m) Vậy bán kính bảo vệ của 1 cột thu lôi với độ cao cần bảo vệ hx=11m rx20=1,5.h(1- )=1,5.19.(1- )= 7,875 (m) -Tính bán kính của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi: Hai cột có chiều cao như nhau: Phía 220kV:chiều cao cần bảo vệ hx=16,5m +Xét 2 cột (2-3):khoảng cách giữa 2 cột a=50m Ta có: h0=h- =24,5-= 17,357 (m) hx=16,5(m) > h0= .17,357=11,571(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx2-3=0,75.h0(1- )=0,75.17,357.(1- )=0,643 (m) +Xét 2 cột (3-6): khoảng cách giữa 2 cột là a=40 m Ta có: h0=h- =24,5-= 18,786 (m) hx=16,5(m) > h0= .18,786=12,524(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx3-6=0,75.h0(1- )=0,75.18,786.(1- )=1,714 (m) Phía 110kV:chiều cao cần bảo vệ hx=11m +Xét 2 cột (20-21): khoảng cách giữa 2 cột là a=50 m Ta có: h0=h- =19-= 11,857 (m) hx=11(m) > h0= .11,857=7,905(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx20-21=0,75.h0(1- )=0,75.11,857.(1- )=0,643 (m) +Xét 2 cột (18-21): khoảng cách giữa 2 cột là a=40 m Ta có: h0=h- =19-= 13,286 (m) hx=11(m) > h0= .13,286=8,857(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx18-21=0,75.h0(1- )=0,75.13,286.(1- )=1,714 (m) +Xét 2 cột (15-18): khoảng cách giữa 2 cột là a=30 m Ta có: h0=h- =19-= 14,714 (m) hx=11(m) > h0= .14,714=9,809(m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi là: rx15-18=0,75.h0(1- )=0,75.14,714.(1- )=2,785 (m) Hai cột cột chiều cao khác nhau: +Xét hai cột (10-13) với khoảng cách giữa 2 cột a=30m Chiều cao cột cao h10=24,5m Chiều cao cột thấp h13 =19m. Ta tính bán kính bảo vệ của từng cột cho độ cao 11 m. Cột 13 theo kết quả phần trên ta tính được là rx13 =7,875 m. Ta tính cho cột 10. - Bán kính bảo vệ của cột 10 là rx10. Ta có: hx = 11m <m. Nên: Bán kính bảo vệ của cột 10 là: rx10 = 1,5.h(1- )=1,5.24,5(1- )= 16,125 m. Bán kính bảo vệ của cột cao h10=24,5m cho độ cao cần bảo vệ là chiều cao của cột thấp h13 =19m. Ta có: hx=h10=19m >.24,5=16,33m rx=0,75.h(1- )=0,75.24,5.(1- )=4,125 (m) Ta có: a’= 30-4,125=25,875m =h10- =19-= 15,303(m) hx=11(m) > = .15,303=10,202 (m) Vậy bán kính của khu vực bảo vệ ở giữa hai cột thu lôi có độ cao hx=11m là: rx10-13=0,75. (1- )=0,75.15,303.(1- )=3,227 (m) Tính toán tương tự cho các cột còn lại ta co kết quả ghi trong bảng sau: NHÓM CỘT CÓ ĐỘ CAO BẰNG NHAU PHÍA 220KV hx = 16,5m Cặp cột Độ cao cột (m) a (m) h0 (m) .h0 (m) r0x (m) 5-6 24,5 50 17,357 11,571 0,643 1-2 24,5 40 18,786 12,524 1,714 PHÍA 110KV hx = 11m Cặp cột Độ cao cột (m) a (m) h0 (m) .h0 (m) r0x (m) 20-21 19 50 11,857 7,905 0,643 18-21 19 40 13,286 8,857 1,714 15-18 19 30 14,714 9,809 2,785 NHÓM CỘT CÓ ĐỘ CAO KHÁC NHAU hx = 11m Cặp cột Độ cao cột (m) a (m) x (m) a’ (m) h0’ (m) r0x (m) 10-13 24,5-19 30 4,125 25,875 15,303 3,227 Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét trong phương án 2 Kết luận. Phương án bảo vệ thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Tổng số cột là 21 cột, trong đó có 12 cột cao 24,5m và 9 cột cao 19m Tổng chiều dài : L1 = 12.(24,5 – 16,5) + 9.(19 – 11) =168 (m). Tổng kết 2 phương án. Cả hai phương án trên đều thỏa mãn nhu cầu kỹ thuật đề ra. Qua tính toán ta thấy phương án A có chiều dài cột tính toán nhỏ hơn do vậy chi phí xây dựng cũng nhỏ hơn vì vậy ta chọn phương án A làm phương án thiết kế. CHƯƠNG II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110kV 2.1 YÊU CẦU KĨ THUẬT KHI NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP. Nối đất là đem các bộ phận bằng kim loại có nguy cơ bị tiếp xúc với dòng điện(hư hỏng cách điện) nối với hệ thống nối đất. Nhiệm vụ của nối đất là tản dòng điện xuống đất để dảm bảo cho điện thế trên vật nối đất có trị số bé. Hệ thống nối đất là một phần quan trọng trong việc bảo vệ quá điện áp. Tùy theo nhiệm vụ và hiệu quả mà