Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
ở một số vùng có địa hình thuận lợi là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi và vùng
đồng bằng, số trờng hợp giông cũng lên tới 100 ngày trong năm. Số vùng còn lại có
số cơn giông lên từ 150
ữ
200 lần trong năm tập trung trong khoảng 90 đến 100
ngày. Nơi ít giông nhất là Quảng Bình chỉ có dới 80 ngày giông.
Nếu xét dạng diễn biến của giông trong năm ta có thể nhận thấy mùa giông
không hoàn toàn đồng nhất giữa các vùng. Nhìn chung ở Bắc Bộ tập trung vào tháng
5 và tháng 9.
Trên vùng duyên hải Trung Bộ, ở phía Bắc là khu vực tơng đối nhiều giông vào
tháng 4, từ tháng 5 đến tháng 8 có số ngày giông là 10 ngày/tháng. Tháng nhiều
giông nhất là tháng 5 ta quan sát đợc 12
ữ
15 ngày. Những ngày đầu tháng 4 và
cuối tháng 10 giông còn lại ít, từ 2
ữ
5 ngày giông. ở phía nam duyên hải Trung Bộ,
khu vực nhiều giông nhất là đồng bằng Nam Bộ từ 120
ữ
140 ngày/năm. Nh ở thành
phố Hồ Chí Minh là 138 ngày/năm. Mùa giông ở miền Nam kéo dài hơn miền Bắc
từ tháng 4 đến tháng 11.
Khu vực Tây Nguyên mùa giông ngắn hơn và do vậy số lần sét đánh cũng ít hơn.
Tháng nhiều giông nhất là tháng 5 mà cũng chỉ quan sát đợc khoảng 15 ngày giông
ở miền Bắc Tây Nguyên, 10 đến 12 ngày ở phỉa Nam Tây Nguyên. Các tỉnh nh Kon-
tum 14 ngày, Đà Lạt 10 ngày, Plây-ku 17 ngày. Số ngày giông trong các tháng ở
một số vùng trên lãnh thổ Việt Nam có ghi ở bảng 1-1.
Nhận xét:
Từ bảng 1-1 chúng ta thấy Việt Nam là một nớc chịu nhiều ảnh hởng của
giông sét, đây là đều bất lợi cho hệ thống điện Việt Nam đòi hỏi ngành điện phải
đầu t cho chống sét rất nhiều. Đặc biệt hơn nữa nó đòi hỏi các nhà thiết kế phải chú
trọng tính toán khi thiết kế các công trình điện sao cho hệ thống vận hành kinh tế
hiệu quả bảo đảm tính cung cấp điện liên tục. Hiệu quả và có độ tin cậy.
Bảng 1-1: Số ngày giông trong các tháng ở một số vùng trên lãnh thổ Việt Nam.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
5
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
TT
Thỏng
Đa điểm
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Cả
năm
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
I Phía Bắc
1 Hà nội
0.0 0,3 2,9 7,9 16 16 20 20 11 3,1 0,6 0,9 99
2 Hải phòng
0.0 0,1 7,0 7,0 13 19 21 23 17 4,4 1,0 0,0 111
3 Ninh bình
0.0 0,4 8,4 8,4 16 21 20 21 14 5,0 0,7 0,0 112
4
Cao bng
0,2 0,6 4,2 5,9 12 17 20 19 10 11 0,5 0,0 94
5
Lng sn
0,2
0,4 2,6 6,9 12 14 18 21 10 2,8 0,1 0,0 90
6
Múng cỏi
0,0 0,4 3,9 6,6 14 19 24 24 13 4,2 0,2 0,0 112
7
Bc cn
0,1 0,3 3,0 7,0 12 18 20 21 10 2,8 0,2 0,1 97
8
Lai chõu
0,4 1,8 1,3 12 15 16 14 14 5,8 3,4 1,9 0,3 93
9
in biờn
0,2 2,7 12 12 17 21 17 18 8,3 5,3 1,1 0,0 112
10
Hòn gai
0,1 0,0 1,7 1,3 10 15 16 20 15 2,2 0,2 0,0 87
11
H giang
0,1 0,6 5,1 8,4 15 17 22 20 9,2 2,8 0,9 0,0 102
12
Sa pa
0,6 2,6 6,6 12 13 15 16 18 7,3 9,0 0,9 0,3 97
13
Lo cai
0,4 1,8 7,0 10 12 13 17 19 8,1 2,5 0,7 0,0 93
14
Yờn bỏi
0,2 0,6 4,1 9,1 15 17 21 20 11 4,2 0,2 0,0 104
15
Tuyờn quang
0,2 0,0 4,0 9,2 15 17 22 21 11 4,2 0,5 0,0 106
16
Thỏi nguyờn
0,0 0,3 3,0 7,7 13 17 17 22 12 3,3 0,1 0,0 97
17
Phỳ th
0,0 0,6 4,2 9,4 16 17 22 21 11 3,4 0,5 0,0 107
18
Sn la
0,0 1,0 14 14 16 18 15 16 6,2 6,2 1,0 0,2 99
19
Ngha l
0,2 0,5 9,2 9,2 14 15 19 18 10 5,2 0,0 0,0 93
20
Thanh hoỏ
0,0 0,2 7,3 7,3 16 16 18 18 13 3,3 0,7 0,0 100
21
Vinh
0,0 0,5 6,3 6,9 17 13 13 19 15 5,6 0,2 0,0 95
22
Con cuụng
0,0 0,2 13 13 17 14 13 20 14 5,2 0,2 0,0 103
23
ng hi
0,0 0,3 6,9 6,3 15 7,7 9,6 9,6 11 5,3 0,3 0,0 70
24
Ca tựng
0,0 0,2 7,8 7,8 18 10 12 12 12 5,3 0,3 0,0 85
II
Phớa nam
1
H tiờn
2,7 1,3 10 20 29 9,7 7,4 9,0 9,7 15 15 4,3 128
2
Hu
0,0 0,2 1,9 4,9 10 6,2 5,3 5,1 4,8 2,3 0,3 0,0 41,8
3
nng
0,0 0,3 2,5 6,5 14 11 9,3 12 8,9 9,7 0,5 0,0 69,5
4
Qung ngói
0,0 0,3 1,2 5,7 10 13 9,7 1,0 7,8 0,7 0,0 0,0 59,1
5
Súc trng
0,2 0,0 0,7 7,0 19 16 14 15 13 1,5 4,7 0,7 104
6
Si gũn
1,4 1,0 2,5 10 22 19 17 16 19 15 11 2,4 138
7
Blao
1,8 3,4 11 13 10 5,2 3,4 2,8 7,2 7,0 4,0 0,0 70,2
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
6
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
8
Plõycu
0,3 1,7 5,7 12 16 9,7 7,7 8,7 17 3,0 2,0 0,1 90,7
9
lt
0,6 1,6 3,2 6,8 10 8,0 6,3 4,2 6,7 3,8 0,8 0,1 52,1
10
Kontum
0,2 1,2 6,8 10 14 8,0 3,4 0,2 8,0 4,0 1,2 0,0 58,2
11 Nha trang
0,0 0,1 0,6 3,2 8,2 5,2 4,6 5,8 8,5 2,3 0,6 0,1 39,2
12
Phan thit
0,2 0,0 0,2 4,0 13 7,2 8,8 7,4 9,0 6,8 1,8 0,2 59,0
13
Quy nhn
0,0 0,3 0,6 3,6 8,6 5,3 5,1 7,3 9,6 3,3 0,6 0,0 43,3
3. nh hng ca giụng sột n h thng in Vit Nam
Nh chúng ta đã biết biên độ của sét có thể đạt tới hàng trăm KA. Đây là nguồn
sinh nhiệt vô cùng lớn khi có dòng điện sét đi vào đó. Thực tế đã có dây tiếp đất nh-
ng không tốt, khi có dòng điện sét tác dụng sẽ bị nóng chảy và đứt thậm chí có
những cách điện bằng sứ khi có dòng điện sét tác dụng đã bị vỡ và chảy ra nh nhũ
thạch. Phóng điện sét còn kèm theo việc di chuyển trong không gian lợng điện tích
lớn do đó tạo ra điện trờng rất mạnh. Đây là nguồn gây ra nhiễu vô tuyến và các
thiết bị điện tử, ảnh hởng của nó rất rộng, ở cả nơi cách xa hàng trăm km.
Khi sét đánh thẳng vào đờng dây hoặc xuống mặt đất gần đờng dây sẽ sinh ra
sóng điện từ truyền theo dọc gây nên quá điện áp tác dụng lên cách điện của đờng
dây. Khi cách điện của đờng dây hỏng sẽ gây nên ngắn mạch các pha, ngắn mạch
pha đứt, buộc các thiết bị đầu đờng dây phải làm việc. Với những đờng dây truyền
tải công suất lớn, khi máy cắt nhảy có thể dễ gây nên mất ổn định trong hệ thống.
Nếu hệ thống tự động ở các nhà máy làm việc không nhanh có thể rã lới.
Sóng sét có thể truyền từ đờng dây vào trạm biến áp hoặc sét có thể đánh thẳng
vào trạm biến áp, điều này rất nguy hiểm vì nó tơng đơng với việc ngắn mạch trên
thanh góp và dẫn đến sự cố trầm trọng. Mặt khác khi có phóng điện sét vào trạm
biến áp, nếu chống sét van ở đầu cực máy biến áp làm việc không hiệu quả thì cách
điện của máy máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vô cùng lớn cho hệ thống
điện.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
7
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Đối với nhà máy điện và trạm biến áp ngoài trời việc bảo vệ chống sét đánh trực
tiếp vào thiết bị điện còn phải chú ý bảo vệ các công trình khác nh:
+ Đoạn thanh dẫn nối từ nhà máy phát điện vào máy biến áp.
+ Gian máy của các loại nhà máy kiểu hở, các thùng đựng hydrô, các thiết bị thu
đựng khí ngoài trời, các thiết bị chứa dung dịch điện ngoài trời .
Đối với các công trình dễ cháy nổ thì không ngừng bảo vệ sét đánh trực tiếp mà
còn sự phát sinh do điện áp gây nên. Vì vậy, khi tiến hành thiết kế bảo vệ đối với
phần này phải nghiên cứu thêm quy trình để chống cháy nổ.
Để bảo vệ sét đánh trực tiếp ở các nhà máy điện và trạm biến áp thì ta cần dùng
cột thu lôi. Các cột thu lôi có thể đặt độc lập hoặc điều kiện cho phép ta có thể đặt
trên trạm và các nhà máy hoặc trên các xà.
Thông thờng để giảm chi phí thì ngời ta thờng tận dụng bằng cách đặt các cột thu
lôi trong các kết cấu trong trạm, trên các cột đèn pha dùng để chiếu sáng trên mái
nhà Do vậy, ngời ta thờng tận dụng tối đa các vị trí đặt cột.
Kết luận :
Sau khi nghiên cứu sự ảnh hởng giông sét đến hệ thống điện nói chung và trạm
biến áp nói riêng ta thấy rằng việc tính toán nối đất chống sét cho trạm biến áp và lới
điện là rất quan trọng và cần thiết, nhằm nâng cao độ tin cậy trong vận hành lới
điện, hạn chế đợc những thiệt hại đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn góp phần vào công
cuộc xây dựng đổi mới đất nớc hiện nay.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
8
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
9
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
CHNG I
Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào
trạm biến áp 220 KV
I) Khỏi nim
Trạm biến áp là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống truyền tải và phân
phối điện. Đối với trạm 220 KV thì các thiết bị đặt ngoài trời. Nên khi có sét đánh
vào trạm sẽ gây hậu quả nặng nề không chỉ làm h hỏng các thiết bị trong trạm mà
còn gây nên hậu quả nghiêm trọng cho các ngành công nghiệp khác do bị ngừng
cung cấp điện. Vì thế trạm biến áp đòi hỏi yêu cầu bảo vệ rất cao.
Hiện nay để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp ngời ta thờng dùng
hệ thống cột thu lôi hoặc dây thu sét. Tác dụng của hai hệ thống này là tập trung
điện tích để định hớng cho các phóng điện sét tập trung vào đó tạo ra khu vực an
toàn bên dới và xung quanh trạm biến áp trong phạm vi nhất định.
Hệ thu sét gồm các dây dẫn tiếp địa để dẫn dòng sét kim thu sét vào hệ thống nối
đất. Để nâng cao tác dụng của hệ thống này thì trị số điện trở nối đất của bộ phận
thu sét phải để tản dòng điện một cách nhanh nhất bảo đảm sao cho khi dòng điện
sét đi qua thì điện áp trên cột thu sét không đủ lớn để gây phóng điện ngợc đến các
thiết bị gần đó.
Trong khi thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm cần phải
quan tâm chỉ tiêu kinh tế sao cho hợp lý đảm bảo về các yêu cầu mỹ thuật, kỹ thuật.
- Các yêu cầu về kỹ thuật khi tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm
biến áp.
- Tất cả các thiết bị bảo vệ cần đợc nằm chọn trong phạm vi bảo vệ an toàn của
hệ thống bảo vệ. Hệ thống bảo vệ ở đây ta dùng cột thu lôi và dây thu sét có thể đặt
độc lập hoặc trên xà. Khi đặt hệ thống thu lôi trên các xà sẽ tận dụng đợc độ cao.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
10
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
Nhng mức cách điện của trạm phải đảm bảo an toàn trong điều kiện phóng điện ng-
ợc từ hệ thống thu sét sang thiết bị.
Vì đặt các kim thu sét trên các xà của trạm sẽ gây điện áp giáng trên điện trở nối
đất và thêm một phần điện cảm của cột. Phần điện áp này khá lớn và có thể gây
phóng điện ngợc từ hệ thống thu sét đến các phần tử mang điện trong trạm. Khi
mức cách điện không đủ lớn. Do đó điều kiện để đặt các cột thu lôi trên các xà của
trạm là mức cách điện cao và trị số điện trở tản của bộ phân nối đất nhỏ.
Đối với trạm phân phối có điện áp từ 220 KV trở lên có mức cách điện khá cao
có thể đặt cột thu lôi trên các kết cấu của trạm. Các kết cấu đó phải đợc nối đất vào
hệ thống nối đất của trạm theo đờng ngắn nhất sao cho dòng điện khuếch tán vào đất
theo 3 đến 4 cọc nối đất. Mặt khác còn có nối đất bổ xung để cải thiện trị số điện
trở nối đất. Khâu yếu nhất trong trạm phân phối từ điện áp 220 KV là cuộn dây máy
biến áp. Vì vậy dùng cột thu lôi để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầu khoảng cách từ
điểm nối vào hệ thống cột thu lôi và điểm nối vào hệ thống nối đất của vỏ máy biến
áp phải lớn hơn 15 m theo đờng điện.
Việc chọn tiết diện dây dẫn dòng điện sét phải đủ lớn để đảm bảo tính ổn định
nhiệt khi có dòng sét chạy qua.
II) Tớnh toỏn thit k v cỏc phng ỏn b trớ ct thu lụi
-Với yêu cầu thiết kế hệ thống chống sét cho trạm 220 KV và dựa vào độ cao của
thiết bị ta bố trí cột thu lôi và tính toán độ cao của chúng.
1)Cỏc cụng thc tớnh toỏn phm vi bo v ca ct thu sột
- Chiều cao của cột thu lôi:
h =
x
h
+ h
a
Trong đó:
x
h
: Độ cao của vật cần bảo vệ.
h
a
: Độ cao tác dụng cột thu lôi đợc xác định theo
h
a
8
D
+ D: Đờng kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi chân cột.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
11
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
- Nếu h > 30 m thì h
a
P
D
8
(P: Hệ số hiệu chỉnh).
* Phạm vi của cột thu lôi độc lập.
r
x
=
h
h
x
+
1
6,1
( h -
x
h
).
+ Nếu
x
h
>
3
2
h thì r
x
= 0,75h.(1-
h
h
x
)
+ Nếu
x
h
3
2
h thì r
x
= 1,5h.(1-
h
h
x
.8,0
)
- Khi có 2 cột chống sét đặt gần nhau thì phạm vi bảo vệ ở độ cao lớn nhất giữa
hai cột là h
0
.
h
0
= h -
7
a
- Khoảng cách nhỏ nhất từ biên của phạm vi bảo vệ tới đờng nối 2 chân cột là r
0x
đợc xác định:
r
0x
= 0,75.h
0
(1 -
0
h
h
x
)
- Nếu độ cao của vật cần bảo vệ là:
x
h
3
2
h
0
thì :
r
0x
= 1,5.h
0
(1 -
0
8,0 h
h
x
)
- Các công thức trên chỉ dùng trong trờng hợp cột thu sét cao tới 30 m. Nếu cột
cao quá 30 m vẫn có thể sử dụng các công thức trên nhng phải nhân thêm hệ số hiệu
chỉnh P =
h
5,5
và thêm hình vẽ dùng các hoành độ 0,75.h.p và 1,5.h.p.
+ Độ cao h
0
= h -
P
a
7
- Nếu khoảng cách giữa hai cột là a > 7.h thì hai cột độc lập.
- Nếu khoảng cách giữa hai cột là a = 7.h thì giữa hai cột bảo vệ đợc vật có độ cao
h
x
= 0.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
12
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
- Nếu khoảng cách giữa hai cột là a < 7.h thì hai cột bảo vệ đợc vật có độ cao là h
0
.
h
0
0,2h
h
x
h
ox
h R
x
h
x
0
h
h
0
0
h
h
0
R
Đây là phạm vi bảo vệ của hai cột chống sét có độ cao bằng nhau.
* Trờng hợp hai cột chống sét có độ cao khác nhau thì phạm vi bảo vệ đợc xác
định nh sau:
- Giả sử có hai cột có độ cao là h
1
và h
2
(h
1
< h
2
) đặt cách nhau một khoảng là
a
7.h (h
1
, h
2
< 30 m), vật cần bảo vệ có độ cao là h
x
.
- Nếu h
x
<
3
2
.h
2
thì r
x2
= 1,5. h
2
(1-
2
.8,0 h
h
x
)
- Nếu h
x
>
3
2
.h
2
thì r
x2
= 0,75.h
2
(1-
2
h
h
x
)
Từ đỉnh của cột một có độ cao là h
1
ta kẻ đờng thẳng song song với mặt đất cắt đ-
ờng sinh của cột hai có độ cao là h
2
tại điểm A.
Giả sử điểm A là đỉnh của cột mới xác định độ cao bằng h
1
và cách cột một một
khoảng là a cách cột hai một khoảng là b.
Với b = r
h
1
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
13
Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp
- Nếu h
1
>
3
2
.h
2
thì r
h
1
= 0,75.h
2
.(1-
2
1
h
h
)
- Nếu h
1
<
3
2
.h
2
thì r
h
1
= 1,5.h
2
.(1-
2
1
.8,0 h
h
)
a = a b
- Xác định phạm vi bảo vệ giữa hai cột có độ cao bằng nhau h
1
= h
1
có khoảng
cách là a ta có phạm vi bảo vệ cột ở độ cao lớn nhất giữa hai cột 1 và A là:
h
0
= h
1
-
7
'a
Nếu h
x
>
3
2
. h
0
thì r
0x
= 0,75.h
0
.(1-
0
h
h
x
)
Nếu h
x
3
2
.h
0
thì r
0x
= 1,5.h
0
.(1-
0
.8,0 h
h
x
)
Sau khi tính toán phạm vi bảo vệ của các cột có độ cao là h
2
và cặp cột có độ cao
là h
1
ta nối liền lại xác định đợc miền giới hạn của phạm vi bảo vệ giữa hai cột có độ
cao khác nhau là h
1
và h
2
.
Lê Đình Hải TCTĐL - HTĐ
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét