Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp 220/110KV
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp chơng I TíNH TOáN BảO Vệ Chống SéT ĐáNH TRựC TIếP VàO TRạM Biến áp 220/110KV ******* 1.1 CáC YÊU CầU Kỹ THUậT 1)Tất thiết bị bảo vệ cần phải đợc nằm trọn phạm vi an toàn hệ thống bảo vệ Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt trạm cấp điện áp mà hệ thống cột thu sét đợc đặt độ cao có sẵn công trình nh xà, cột đèn chiếu sáng đợc đặt độc lập - Khi đặt hệ thống cột thu sét thân công trình, tận dụng đợc độ cao vốn có công trình nên giảm đợc độ cao hệ thống thu sét Tuy nhiên điều kiện đặt hệ thống thu sét công trình mang điện phải đảm bảo mức cách điện cao trị số điện trở tản phận nối đất bé +Đối với trạm biến áp trời từ 110 kV trở lên có cách điện cao (khoảng cách thiết bị đủ lớn độ dài chuỗi sứ lớn) nên đặt cột thu sét kết cấu trạm Tuy nhiên trụ kết cấu có đặt cột thu sét phải nối đất vào hệ thống nối đất trạm phân phối Theo đờng ngắn cho dòng điện i s khuyếch tán vào đất theo 3- cọc nối đất Ngoài trụ kết cấu phải có nối đất bổ sung để cải thiện trị số điện trở nối đất nhằm đảm bảo điện trở không +Nơi yếu trạm biến áp trời điện áp 110 kV trở lên cuộn dây MBA Vì dùng chống sét van để bảo vệ MBA yêu cầu khoảng cách hai điểm nối đất vào hệ thống nối đất hệ thống thu sét vỏ MBA theo đờng điện phải lớn 15m - Khi đặt cách ly hệ thống thu sét công trình phải có khoảng cách định, khoảng cách bé có phóng điện không khí đất 2) Phần dẫn điện hệ thống thu sét có phải có tiết diện đủ lớn để đảm bảo thoả mÃn điều kiện ổn định nhiệt có dòng điện sét ®i qua NGUN TiÕn dịng líp HT§ - khãa trạm hảI dơng Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp 1.2 phạm vi bảo vệ hệ thống thu sét 1.2.1 Phạm vi bảo vệ cột thu sét 1) Phạm vi bảo vệ cột thu sét độc lập Phạm vi bảo vệ cột thu sét miền đợc giới hạn mặt hình chóp tròn xoay có đờng kính xác định công thức rx = 1,6 (h h x ) hx 1+ h (1–1) Trong ®ã: h: ®é cao cột thu sét hx: độ cao vật cần bảo vƯ h- hx= ha: ®é cao hiƯu dơng cét thu sét rx: bán kính phạm vi bảo vệ Để dễ dàng thuận tiện tính toán thiết kế thờng dùng phạm vi bảo vệ dạng dạng đơn giản hoá với đờng sinh hình chóp có dạng đờng gÃy khúc đợc biểu diễn nh hình vẽ dới a 0,2h h b 0,8h c a' 0,75h 1,5h R Hình 1- 1: Phạm vi bảo vệ cột thu sét Bán kính bảo vệ mức cao khác đợc tính toán theo công thức sau + NÕu h x ≤ h th× rx =1,5.h.(1 NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng hx ) 0,8.h (12) Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp + Nếu h x > h th× rx = 0,75.h.(1 - hx ) h (13) Chú ý: Các công thức trêng hỵp cét thu sÐt cao díi 30m HiƯu cột thu sét cao 30m có giảm sút độ cao định hớng sét giữ số Có thể dùng công thức để tính phạm vi bảo vệ nhng phải nhân với hệ số hiệu chỉnh p Với p = 5,5 h hình vẽ dùng hoành độ 0,75hp 1,5hp 2) Phạm vi bảo vệ hai hay nhiều cột thu sét Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét kết hợp lớn nhiều so với tổng phạm vi bảo vệ hai cột đơn Nhng để hai cột thu sét phối hợp đợc khoảng cách a hai cột phải thoả mÃn điều kiƯn a < 7h (h lµ chiỊu cao cđa cét) a) Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét cã cïng ®é cao - Khi hai cét thu sÐt có độ cao h đặt cách khoảng cách a (a < 7h) độ cao lớn khu vực bảo vệ hai cột thu sét h o đợc tính nh sau: ho = h - a (14) Sơ đồ phạm vi bảo vệ hai cét thu sÐt cã chiÒu cao b»ng R 0,2h h ho 0,75h hx 1,5h a rx r0x H×nh 1- 2: Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét gièng NGUN TiÕn dịng líp HT§ - khãa trạm hảI dơng Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật ®iƯn cao ¸p TÝnh rox: + NÕu h x ≤ h o th× rox = 1,5 h o (1 hx ) 0,8h o (1–5) hx ) ho (1–6) + NÕu h x ≥ h o th× rox = 0,75h o (1 Chó ý: Khi ®é cao cột thu sét vợt 30m hiƯu chØnh nh phÇn chó ý cđa mơc phải tính ho theo công thức: ho = h - a 7p (17) b) Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có độ cao khác Gi¶ sư cã hai cét thu sÐt : cét cã chiÒu cao h 1, cét cã chiÒu cao h2 h1 > h2 Hai cột cách khoảng a Trớc tiên vẽ phạm vi bảo vệ cđa cét cao h 1, sau ®ã qua ®Ønh cét thấp h2 vẽ đờng thẳng ngang gặp đờng sinh phạm vi bảo vệ cột cao điểm Điểm đợc xem đỉnh cột thu sét giả định, với cột thấp h 2, hình thành đôi cột độ cao h2 với khoảng cách a Phần lại giống phạm vi bảo vệ cột 1 0,2h2 h2 1,6h2 h1 ho 0,75h2 a' x 0,75h1 1,6h1 a Hình 1- 3: Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét khác c) Phạm vi bảo vƯ cđa mét nhãm cét (sè cét >2) Mét nhãm cột hình thành đa giác phạm vi bảo vệ đợc xác định toàn miền đa giác phần giới hạn bao giống nh đôi cột NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp a a b D b c D Hình 1- 4: Phạm vi bảo vệ nhóm cột Vật có độ cao hx nằm đa giác hình thành cột thu sét đợc bảo vệ thoả mÃn điều kiện: D = 8.(h - hx) (18) Với D đờng tròn ngoại tiếp đa giác hình thành cột thu sét Chú ý: Khi độ cao cột lớn 30m điều kiện bảo vệ cần đợc hiệu chỉnh theo p D ≤ ha.p= 8.(h - hx).p (1–9) 1.2.2 Ph¹m vi bảo vệ dây thu sét 1) Phạm vi bảo vệ dây thu sét Phạm vi bảo vệ dây thu sét dải rộng Chiều rông phạm vi bảo vệ phụ thuộc vào mức cao hx đợc biểu diễn nh hình vẽ NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp a 0,2h b h 0,8h a' c 0,6h 1,2h 2bx H×nh 1- 5: Phạm vi bảo vệ day thu sét Mặt cắt thẳng đứng theo phơng vuông góc với dây thu sét tơng tự cột thu sét ta có hoành độ 0,6h 1,2h hx ) 0,8h ( - 10 ) hx ) h o th× b x = 0,6.h.(1 h ( - 11 ) + NÕu h x ≤ h o th× b x = 1,2 h.(1 + NÕu hx ≥ Chú ý: Khi độ cao cột lớn 30m điều kiện bảo vệ cần đợc hiệu chỉnh theo p 2) Phạm vi bảo vệ hai dây thu sét Để phối hợp bảo vệ hai dây thu sét khoảng cách hai dây thu sét phải thoả mÃn điều kiện s < 4h Với khoảng cách s dây bảo vệ đợc ®iĨm cã ®é cao ho = h - Ph¹m vi bảo vệ nh hình vẽ h NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng ( 12 ) Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật ®iƯn cao ¸p R 0,2h h ho 0,6h hx s 1,2h bx Hình 1- 6: Phạm vi bảo vệ hai dây thu sét Phần phạm vi bảo vệ giống dây phần bên đợc giới hạn vòng cung qua điểm hai điểm treo dây thu sét điểm có độ cao h o = h - s so víi đất 1.3 mô tả trạm biến áp cần bảo vệ Trạm có tổng diện tích 19366m2, gồm hai phần 110kV 220kV Tại trung tâm trạm đặt hai máy biến áp AT1 AT2 có công suất 125MVA Hai phần 110kV 220kV đặt hai góc lệch trạm hai phía khác máy biến áp - Phía 110kV có diện tích 104x51(m2) bao gồm lộ dây xà đỡ Độ cao xà cần bảo vệ 8m 11m - PhÝa 220kV cã diÖn tÝch 178x79(m2) bao gåm lộ dây đến xà đỡ Độ cao xà cần bảo vệ 11m 17m (hình 1) NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật ®iƯn cao ¸p 72m 8m 40m 48m 10m 4m 8m 16m 56,5m 14m AT1 9m 220kV AT2 17m 16m 79m 3m 34m 84,5m Nhà điều hành 9m 110kV 8m 34m 51m 34m Hình1: Sơ đồ mặt trạm NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 10 51m Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp 1.4 phơng án bố trí cột thu sét 1.4.1 Phơng án 1(hình 2) 72m 8m 48m 40m 10m 4m 8m 14m 56,5m 16m PA1 bè trÝ 14 cét thu sÐt -PhÝa 110kV bè trÝ cét - PhÝa 220kV bè trÝ cét 17m 16m 79m 34m 3m 84,5m Nhà điều hành 9m 9m 8m 34m 34m 51m 51m Hình2: Sơ đồ bố trí cột phơng án Sơ đồ mặt trạm cách bố trí cột thu sÐt nh h×nh - - PhÝa 110kV ®Ỉt cét thu sÐt bao gåm cét N 1, N2, N3, N4, N6 đặt xà 8m cột N5 đặt xà 11m - Phía 220kV bè trÝ cét thu sÐt bao gåm cét N 9, N10, N11, N12, N13, N14 đợc đặt xà 11m cột N7, N8 đặt xà 17m 1) Tính độ cao tác dụng cột thu sét Để tính đợc độ cao tác dụng cột thu sét, trớc hết cần xác định đờng kính D đờng tròn ngoại tiếp tam giác (hoặc tứ giác) qua (hoặc 4) đỉnh cột NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 11 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp Để cho toàn diện tích giới hạn tam giác (hoặc tứ giác) đợc bảo vệ D hay ≥ D a) XÐt nhãm cét 1, 2, 5, - Nhãm cét nµy tạo thành hình chữ nhật có cạnh là: a1,2 = a5,6 = 30(m) a1,6 = a2,5 = 48(m) - Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp hình chữ nật đờng chéo: D = a 1,5 = a 2,6 = a 1, + a 2, = 48 + 30 = 56,6 (m) 2 - Độ cao tác dụng để nhóm cột 1, 2, 5, bảo vệ đợc hoàn toàn diện tích giới hạn chúng phải thoả mÃn điều kiện: ≥ D 56,6 = = 7,08(m) 8 b) XÐt nhãm cét 2, 3, 4, - Nhãm cột tạo thành hình chữ nhật có cạnh là: a2,3 = a4,5 = 40 (m) a2,5 = a3,4 = 30(m) - Đơng kính đờng tròn ngoại tiếp hình vuông đờng chéo D = a 1,5 = a ,4 = a 23 + a 25 = 40 + 30 = 50 (m) 2 - Độ cao tác dụng để nhóm cột 2, 3, 4, bảo vệ đợc hoàn toàn diện tích giới hạn chúng phải thoả mÃn ®iỊu kiƯn: ≥ D 50 = = 6,25(m) 8 c) XÐt nhãm cét 6, 8, - Nhãm cột tạo thành hình tam giác a = a6, = 26,86(m) b = a8, = 51(m) c = a6, = 44,68(m) - Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tam giác là: NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 12 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp - Phía 220kV: §é cao t¸c dơng = 11m §é cao lín cần bảo vệ hx = 17m Do đó, độ cao cột thu sét phía 220kV là: h = + hx = 11+ 17 = 28(m) - Phía 110kV: Độ cao tác dụng = 7,5m Độ cao lớn cần bảo vệ hx = 11m Do đó, độ cao cột thu sét phÝa 110kV lµ: h = + hx = 7,5 + 11 = 18,5(m) 3) Bán kính bảo vệ cột thu sét độ cao cần bảo vệ hx tơng ứng a) Bán kính bảo vệ cột cao 18,5m (Các cột N1 ữ N6 phía 110kV) - Bán kính bảo vệ độ cao 11m h x = 11m < Nªn rx = 1,5.h ( − 2 h = 18,5 = 12,33(m) 3 hx 11 ) = 1,5.18,5.(1 − ) = 7,13( m) 0,8h 0,8.18,5 - Bán kính bảo vệ độ cao 8m h x = 8m < Nªn rx = 1,5.h( − h = 12,33( m) hx ) = 1,5.18,5.(1 − ) = 12,75( m) 0,8h 0,8.18,5 b) Bán kính bảo vệ cột thu sét cao 28m (Các cột N7 ữ N14 phía 220kV) - Bán kính bảo vệ độ cao 17m h x = 17m < Nªn rx = 1,5h (1 − 2 h = 28 = 18,67( m) 3 hx 17 ) = 1,5.28.(1 − ) = 10,13(m) 0,8h 0,8.28 - Bán kính bảo vệ độ cao 11m h x = 11m < Nªn h = 18,67(m) NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 16 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao ¸p rx = 1,5h ( − 4) hx 11 ) = 1,5.28.(1 − ) = 21,38(m) 0,8h 0,8.28 TÝnh phạm vi bảo vệ cột thu sét a) XÐt cỈp cét thu sÐt - h1 = h2 = 18,5(m); a = 48m - §é cao lín khu vực bảo vệ hai cột thu sÐt lµ: h0 = h - a 48 = 18,5 − = 11,64(m) 7 - B¸n kÝnh cđa khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11m: h x = 11m > Nên rox = 0,75h o (1 - 2 h o = 11,64 = 7,76( m) 3 hx 11 ) = 0,75.11,64.(1 − ) = 0,48( m) ho 11,64 + ë ®é cao 8m: hx = 8m < ho =7,76(m) Nªn rox = 1,5h o (1 - hX ) = 1,5.11,64.(1 − ) = 2,73(m) 0,8.h 0,8.11,64 b) XÐt cỈp cét - h2 = h3 = 18,5(m); a = 40m - TÝnh to¸n gièng nh cỈp cét thu sÐt 1, ta cã ho = 12,79m - Bán kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11(m): rox = 1,34m + ë ®é cao 8(m) : rox = 4,19m c) XÐt cỈp cét – vµ - h3 = h4 = 18,5(m); a = 30m - Tính toán giống nh cặp cột thu sÐt trªn ta cã ho = 13,07 m - Bán kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11m: rox = 1,55 m + ë ®é cao 8m : rox = 4,61 m d) Xét cặp cột 10 11 – 12, 13 - 14 NGUN TiÕn dịng líp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 17 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp h9 = h10 = 28 (m); a = 34 m - §é cao lớn khu vực bảo vệ hai cột thu sÐt lµ: ho = h - 34 a = 28 = 23,14 (m) 7 - B¸n kÝnh cđa khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + ë ®é cao 17m : hx = 17m > 2 ho = 23, 14 = 15,43 (m) 3 Nªn rox = 0, 75 ho (1 - hX 17 ) = 0, 75 23, 14 (1 - 23,14 ) = 4,61 (m) h0 + ë ®é cao 11m: hx = 11m < ho = 15,43 (m) Nªn rox = 1, 5ho (1 - hX 11 ) = 1, 23, 14 (1 - 0,8.23,14 ) = 14,1 (m) 0,8.h e) XÐt cỈp cét 10 – 11 vµ - 14 h10 = h11 = 28(m); a = 67m - §é cao lín khu vực bảo vệ hai cột thu sÐt lµ: ho = h - 67 a = 28 = 18,43(m) 7 - B¸n kÝnh cđa khu vùc bảo vệ hai cột thu sét là: + ®é cao 17m: 2 h x = 17 m > h o = 18,43 = 12,29 (m) 3 Nªn rox = 0,75.h o (1 - hX 17 ) = 0,75.18,43(1 − ) = 1,07(m) h0 18,43 + ë ®é cao 11m: h x = 11 m < h o = 12,29 (m) Nªn NGUN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 18 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp rox = 1,5.h o (1 - hX 11 ) = 1,5.18,43(1 − ) = 7,02(m) 0,8.h 0,8.18,43 f) XÐt cỈp cét 12 - 13 h12 = h13 = 28(m) ; a=51m - §é cao lín nhÊt cđa khu vùc bảo vệ hai cột thu sét là: ho = h - 51 a = 28 = 20,7 (m) 7 - Bán kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 17m : hx = 17 m > 2 ho = 20,7 = 13,8 (m) 3 Nªn rox = 0, 75 ho (1 - hX 17 ) = 0,75 20,7 (1 - 20,7 ) = 2,78 (m) h0 + ë ®é cao 11m: hx = 11m < ho = 13,8 (m) Nªn rox = 1,5ho (1 - hX 11 ) = 1,5 20,7 (1 - 0,8.20,7 ) = 10,4 (m) 0,8.h g) XÐt cỈp cét - h4 = 18,5 m; h7 = 28 m; a = 47,52 m Hai cét cã ®é cao khác Phạm vi bảo vệ hai cột nh sau: Từ hình vẽ (1-3) ta có: Khoảng cách x từ cột h4 đến cột giả tởng h4 đợc tÝnh nh sau: Do : h = 18,5m < 2 h = 27 = 18,7(m) 3 Nªn x = 1,5.h (1 - h4 18,5 ) = 1,5 27.(1 ) = 7,3(m) 0,8.h 0,8.27 -> a’ = a – x = 47,52 – 7,3 = 40,22(m) NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 19 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp - Độ cao lớn khu vực bảo vệ hai cột là: ho = h7 - a' 40,22 = 18,5 − = 12,75( m) 7 - Bán kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11m: h x = 11 m > 2 h o = 12,75 = 8,5( m) 3 Nªn rox = 0,75.h o (1 - hX 11 ) = 0,75.12,75.(1 − ) = 1,3(m) h0 12,75 + ë ®é cao 8m: hx = m < h o = 8,5(m) Nªn rox = 1,5.h o (1 - hX ) = 1,5 12,75.(1 ) = 4,13(m) 0,8.h 0,8.12,75 h) XÐt cỈp cét - h6 = 18,5 m; h9 = 28 m; a = 44,68m T¬ng tù nh cỈp cét 4, ta cã x = 7,3m Nªn a’ = a – x = 44,68 – 7,3 = 37,38(m) - §é cao lín nhÊt cđa khu vùc bảo vệ hai cột là: ho = h7 - a' 37,38 = 18,5 = 13,16(m) 7 - B¸n kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11m: 2 h x = 11m > h o = 13,16 = 8,8(m) 3 Nªn rox = 0,75.h o (1 - hX 11 ) = 0,75 × 13,16 × (1 − ) = 1,62( m) h0 13,16 + ë ®é cao 8m: hx = 8m < Nªn ho = 8,8(m) NGUN TiÕn dịng líp HT§ - khãa trạm hảI dơng 20 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật ®iƯn cao ¸p rox = 1,5.h o (1 - 5) hX ) = 1,5 × 13,16(1 − ) = 4,74(m) 0,8.h 0,8 ì 13,16 Bảng kết tính toán cho phơng án a) Bảng kết tính toán phạm vi bảo vệ cột thu sét Nhóm cột Độ cao cột h(m) Bán kính bảo vệ rx(m) PhÝa 110kV hx = 11m hx = 8m 18,5 1÷6 7,13 12,45 PhÝa 220kV hx = 17m hx = 11m 7ữ14 28 10,13 21,38 b) Bảng kết tính toán phạm vi bảo vệ cặp cột thu sét Cặp cột (1-2) (2-3) (3-4) (1-6) Độ cao cét 110kV 18,5 – 18,5 220kV (9-10) vµ (11-12), (13-14) 28 -28 (10-11) vµ (7-14) (12-13) 110 - 220kV 4-7 18,5 - 28 6-9 a(m) 48 40 30 ho(m) rox(m) hx = 11m hx = 8m 11,64 0,48 2,73 12,79 1,34 4,19 13,07 1,55 4,16 hx = 17m hx = 11m 34 23,14 67 51 4,16 18,43 20,7 1,07 2,78 hx = 11m 47,52 13,02 1,52 44,68 13,42 1,82 14,1 7,02 10,4 hx = 8m 4,53 5,13 c KÕt luËn + Tæng sè cét: 14 cét gåm cét cao 28m vµ cét cao 18,5m + Tỉng chiỊu dµi: l = 6.(28 - 11) + 2.(28-17) + 5.(18,5 – 8) + (18,5 –11) = 184 (m) + Ph¹m vi bảo vệ cột thu sét (hình 3) NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 21 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp SƠ Đồ PHạM VI BảO Vệ PA1 rox=2,73m R(8m )=12,45m rox=4,19m rox=0,48m R(11m )=7,13m rox=1,34m rox=1,55m rox=4,16m - Cét phÝa 110kV cao 16,5m (Bảo vệ xà độ cao 8m 11m ) - Cét phÝa 220kV cao 28m ( B¶o vệ xà độ cao 11m 17m ) rox=1,07m rox=7,02m Nhà điều hành Phạm vi bảo vệ độ cao 17m rox=2,78m rox=4,16m R(17m)=10,13m rox=4,16m rox=10,4m R(11m)=21,38m rox=14,1m rox=14,1m Hình 3: Phạm vi bảo vệ theo phơng án NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 24 Phạm vi bảo vệ độ cao 8m Phạm vi bảo vệ độ cao 11m Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp 1.4.2 Phơng án Sơ đồ mặt vị trí cột nh h×nh vÏ (h×nh 4) 72m 8m 48m 40m 10m 4m 8m 14m 56,5m 16m PA2 bè trÝ 18 cét thu sÐt + PhÝa 110kV bè trÝ cét thu sÐt + PhÝa 220kV bè trÝ 12 cét thu sÐt 17m 16m 79m 34m 3m 84,5m Nhà điều hành 9m 9m 8m 34m 34m 51m 51m Hình 4: Sơ đồ bố trí thu sét theo phơng án Phía 110kV bè trÝ cét thu sÐt gåm c¸c cét N1, N2, N3, N4, N6 bố trí xà 8m cột N5 bố trí xà 11m Phía 220kV bố trÝ 12 cét thu sÐt gåm c¸c cét N 7, N bố trí xà 17m N9->N18 bố trí xà 11m 1) Tính độ cao tác dụng cặp cột thu sét c) Phía 110kV Do bố trí cột phía 110kV giống nh phơng án số nên kết tính toán lấy phơng án số Phần bao gồm nhãm cét cã c¸c cét tõ 1-> d) XÐt nhãm cét (7, 8, 13, 14) vµ (9, 10, 11, 12) - Các nhóm cột tạo thành hình chữ nhật có cạnh là: NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 25 Đồ ¸n tèt nghiƯp kü tht ®iƯn cao ¸p a7,8 = a13,14 = a9,10 = a11,12 = 34(m); a7,14 = a8,13 = a10,11 = a9,12 = 33(m) - §êng kÝnh cđa đờng tròn ngoại tiếp hình chữ nhật ®êng chÐo D = a 8,14 = a 8,13 = a 7, + a 7,14 = 34 + 33 = 47,38( m) 2 - §é cao tác dụng để cột 7, 8, 13, 14 bảo vệ đợc hoàn toàn diện tích giới hạn chúng phải thoả mÃn điều kiện: D 47,38 = = 5,92(m) 8 e) XÐt nhãm cét (8, 9, 12, 13) - Nhóm cột tạo thành hình chữ nhật có cạnh là: a8,9 = a12,13 = 51(m); a8,13 = a9,12 = 33(m) - Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp hình chữ nhật đờng chéo D = a 9,13 = a 8,12 = a 8, + a 8,12 = 512 + 33 = 60,75(m) 2 - §é cao tác dụng để cột 8, 9, 12, 13 bảo vệ đợc hoàn toàn diện tích giới hạn chúng phải thoả mÃn điều kiện: D 60,75 = = 7,59( m) 8 f) XÐt nhãm cét (11, 12, 17, 18) vµ (13, 14, 15, 16) - Nhóm cột tạo thành hình chữ nhật có cạnh là: a11,12 = a17 18 = a13,14 = a15,16 = 34(m); a11,17 = a12,18 = a13,17 = a14,18 = 34(m) - Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp hình chữ nhật đờng chéo: D = a 11,18 = a 12,17 = a 11,12 + a 12,16 = 34 + 34 = 48,08(m) 2 - Độ cao tác dụng để cột 11, 12, 17, 18 bảo vệ đợc hoàn toàn diện tích giới hạn chúng phải thoả mÃn ®iỊu kiƯn: ≥ D 48,08 = = 6,01( m) 8 g) XÐt nhãm cét (12, 13, 16, 17) NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 26 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp - Nhóm cột tạo thành hình chữ nhật có cạnh là: a12,13 = a16,17 = 51(m); a12,17 = a13,17 = 34(m); - §êng kÝnh cđa đờng tròn ngoại tiếp hình chữ nhật ®êng chÐo: D = a 12,16 = a 13,17 = a 12,13 + a 12,16 = 512 + 34 = 61,29(m) 2 - Độ cao tác dụng để cột 13, 13, 16, 17 bảo vệ đợc hoàn toàn diện tích giới hạn chúng phải thoả m·n ®iỊu kiƯn: ≥ D 61,29 = = 7,66(m) 8 h) Bảng tổng kết Đa giác (1, 2, 5, 6) (2, 3, 4, 5) (6, 8, 9) (5, 6, 8) (5, 7, 8) (4, 5, 7) (7, 8, 13, 14) (8, 9, 12, 13) (9, 10, 11, 12) (11, 12, 17, Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp (m) PhÝa 110kV 56,6 50 51,06 48,18 42,19 47,29 PhÝa 220kV 47,38 60,75 47,38 18) (12, 13, 16, 17) (13, 14, 15, 16) ha(m) hamax(m) 7, 08 6, 25 6, 38 6,02 5,27 5,91 7,08 5,92 7,59 5,92 48,08 6,01 61,29 7,66 48,08 6,01 7,66 i) Chọn độ cao tác dụng cho trạm biến áp Sau tính toán độ cao t¸c dơng chung cho c¸c nhãm cét thu sÐt nh trên, ta chọn độ cao tác dụng cho toàn trạm nh sau: - Phía 220kV Nên ta chọn hmax =7,66m = 8m - PhÝa 110kV NGUN TiÕn dịng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 27 Đồ ¸n tèt nghiƯp kü tht ®iƯn cao ¸p hmax =7,08m Nên ta chọn 2) = 8m Tính độ cao cột thu sét - Độ cao tác dụng chung cho toàn trạm là: = 8m - Độ cao cột thu sét đợc tính theo công thức h = hx + + PhÝa 220kV: §é cao cần bảo vệ lớn là: hx = 17m Do độ cao cột thu lôi phía 220kV là: h = + hx = + 17 = 25 (m) + Phía 110kV: Độ cao cần bảo vệ lớn là: hx = 11m Do độ cao cột thu lôi phía 110kV là: h = +hx = + 11 = 19 (m) 3) TÝnh bán kính bảo vệ cột thu sét j) Bán kính bảo vệ cột thu sét cao 19m (Các cột N1 ữ N6 phía 110kV) - Bán kính baỏ vệ độ cao 11m: Nên 2 h x = 11 (m) < h = 19 = 12,67(m ) 3 rx = 1,5.h.(1 − hX 11 ) = 1,5.19.(1 − ) = 7,88(m) 0,8.h 0,8.19 - Bán kính bảo vệ độ cao 8m: Nên h x = (m) < h = 12,67(m) rx =1,5 19.(1 − ) = 13,5( m) 0,8.19 k) Bán kính bảo vệ cột thu sét cao 26m (Các cột N6 ữ N14 phía 220kV) NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 28 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp - Bán kính bảo vệ độ cao 17m 2 h x = 17(m) > h = 25 = 16,67( m) 3 Nªn rx = 1,5.h.(1 − hX 17 ) = 1,5.25.(1 − ) = 6(m) 0,8.h 0,8.25 - Bán kính bảo vệ độ cao 11m h x = 11 (m) < h = 16,67( m) Nªn rx = 1,5.h.(1 − 4) hX 11 ) = 1,5.25.(1 − ) = 16,88( m) 0,8.h 0,8.25 Tính bán kính bảo vệ ro(i, j) cặp cột liền kề l) Xét cặp cét - h1 = h2 = 19 (m); a = 48m - §é cao lín nhÊt cđa khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: ho = h - a 48 = 19 − = 12,14(m) 7 - Bán kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11m: h x = 11 (m) > 2 h = 12,14 = 8,1( m) 3 Nªn rox = 0,75 h o (1 − hX 11 ) = 0,75.12,14(1 − ) = 0,86(m) h0 12,14 + ë ®é cao 8m: hx = m < h = 12,14( m) Nªn rox = 1,5h o (1 − hX ) = 1,5.12,14(1 − ) = 3,21(m) 0,8.h 0,8.12,14 m) XÐt cỈp cét - h2 = h3 = 19 (m); a = 40m NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 29 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp - Tính giống nh cặp cột thu sét ta cã ho = 13,29 m - B¸n kÝnh cđa khu vực bảo vệ hai cột thu sét: + ë ®é cao 11 m: rox = 1,72 m + ë ®é cao m : rox = 4,94 m n) Xét cặp cột - - h = 19 (m); a = 30 m - Tính giống cặp cột thu sét ta có ho = 14,71 m - Bán kính bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 11m: rox = 2,78m + ë ®é cao 8m: rox = 7,07m o) Xét cặp cột 10 11 18, 18 – 17, 16 – 15, 15 - 14 h = 25 m; a = 34 m - §é cao lớn khu vực bảo vệ hai cét thu sÐt lµ: ho = h - - a 34 = 25 − = 20,14( m) 7 B¸n kính khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 17m: 2 h x = 17 m > h = 20,14 = 13,43(m) 3 Nªn rox = 0,75 h o (1 − hX 17 ) = 0,75.20,14.(1 − ) = 2,36( m) h0 20,14 + ë ®é cao 11m: h x = 11 m < h = 13,43(m) Nªn r ox = 1,5h o (1 − hX 11 ) = 1,5.20,14.(1 − ) = 9,59(m) 0,8.h 0,8.20,14 p) Xét cặp cột 10 11 14 - NGUN TiÕn dịng líp HT§ - khãa trạm hảI dơng 30 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật ®iƯn cao ¸p h = 25 (m); a = 33 m - Độ cao lớn khu vực bảo vƯ gi÷a hai cét: ho = h - a 33 = 25 − = 20,29(m) 7 - B¸n kÝnh khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + độ cao 17m: 2 h x = 17 m > h = 20,29 = 13,52(m ) 3 Nªn rox = 0,75h o (1 − hX 17 ) = 0,75.20,29.(1 − ) = 2,47(m) h0 20,29 + ë ®é cao 11m: h x = 11 m < h = 13,52( m) Nªn rox = 1,5h o (1 − hX 11 ) = 1,5.20,29.(1 − ) = 9,81(m) 0,8.h 0,8.20,29 q) XÐt cỈp cét 17 - 16 h17 = h16 = 25(m); a = 51 m - §é cao lín khu vực bảo vệ hai cột thu sÐt lµ: ho = h - a 51 = 25 − = 17,71(m) 7 - B¸n kÝnh cđa khu vực bảo vệ hai cột thu sét là: + ë ®é cao 17m: h x = 17 m > 2 h = 17,71 = 11,81( m) 3 Nªn rox = 0,75 h o (1 − hX 17 ) = 0,75.17,71.(1 − ) = 0,56(m) h0 17,71 + ë ®é cao 11m: h x = 11 m < h = 11,81( m) Nªn NGUYễN Tiến dũng lớp HTĐ - khóa trạm hảI dơng 31 Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao ¸p rox = 1,5h o (1 − hX 11 ) = 1,5.17,71(1 − ) = 5,94(m) 0,8.h 0,8.17,71 r) XÐt cỈp cét - h4 = 19m; h7 = 25m; a = 47,52 (m); - Hai cột có chiều cao khác Phạm vi bảo vƯ cđa hai cét nh sau 2 h = 19 m > h = 25 = 16,7(m) 3 Nªn x = 0,75h (1 − h4 19 ) = 0,75.25.(1 − ) = 0,94( m) h7 25 Ta có khoảng cách từ cột đến cột giả tởng a = a x = 47,52 – 0, 94 = 46,58(m) - §é cao lớn khu vực bảo vệ hai cét: ho = h4 - a' 46,58 = 19 − = 12,36(m ) 7 - B¸n kÝnh cđa khu vực bảo vệ hai cột: + độ cao 11m: 2 h x = 11 m > h = 12,36 = 8,24( m) 3 Nªn rox = 0,75h o (1 − hX 11 ) = 0,75.12,36.(1 − ) = 1,02( m) h0 12,36 + ë ®é cao 8m: h x = m < h = 8,24(m) Nªn rox = 1,5h (1 − hX ) = 1,5.12,36.(1 − ) = 3,54( m) 0,8.h 0,8.12,36 s) XÐt cỈp cét - h6 = 19 m; h9 = 25 m; a = 44,68 m - Hai cét nµy cã chiều cao khác Phạm vi bảo vệ hai cột nh sau: Tơng tự nh cặp cột ta cã x = 0,94 m NGUN TiÕn dịng líp HT§ - khóa trạm hảI dơng 32 ... tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp 1.2 phạm vi bảo vệ hệ thống thu sét 1.2.1 Phạm vi bảo vệ cột thu sét 1) Phạm vi bảo vệ cột thu sét độc lập Phạm vi bảo vệ cột thu sét miền đợc giới hạn mặt hình... kiện bảo vệ cần đợc hiệu chỉnh theo p D ha.p= 8.(h - hx).p (19) 1.2.2 Phạm vi bảo vệ dây thu sét 1) Phạm vi bảo vệ dây thu sét Phạm vi bảo vệ dây thu sét dải rộng Chiều rông phạm vi bảo vệ phụ... kiện bảo vệ cần đợc hiệu chỉnh theo p 2) Phạm vi bảo vệ hai dây thu sét Để phối hợp bảo vệ hai dây thu sét khoảng cách hai dây thu sét phải thoả mÃn điều kiện s < 4h Với khoảng cách s dây bảo vệ