Luận án Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

10 0 10 0 5 Walt kế phản kháng )-335 7.5 0 7.5 0 5 Walt kế tự ghi H-318 50 0 50 0 5 Công tơ CP4J-H672M 10 15 10 15 5 Công tơ phản kháng CP4J-H673M 15 15 15 15 5 Tổng 102.5 30 92.5 30 Công suất trên pha AB: Cosφ = 102.5/106.8 =0.96 Công suất trên pha BC : Cosφ = 92.5/97.24 =0.95 a. Chọn máy biến điện áp cho cấp 220KV Từ bản số liệu trên chọn máy biến điện áp loại HKK -220-58 (sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – Nguyễn Hữu Khái – trang 256) với các thông số kỹ thuật sau: - Điện áp đinh mức : U đmBU = 220KV - Điện áp thức cấp : UTCC = 100/(V) UTCP = 100 (V) - Công suất định mức : Sđm BU =400(VA), ứng với cấp chính xác 0.5. chọn dây dẫn nối từ BU đến thiết bị đo + Theo định luật ohm, điện trở của dây dẫn. Trong đó : L=50m chiều dài của dây dẫn từ BU đến các thiết bị đo. : điện trở suất của dây đồng. Chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện S= 4 mm2. Suy ra : - Độ sụt áp dây dẫn Ø Suy ra : DU% =0.3 < : DUCP% = 0.5 Vậy ta chọn dây đồng có tiết diện S = 4mm2 , chiều dài L = 50m. b. Chọn máy biến điện áp cấp 110KV Chọn máy biến điện áp HKK-110-58 ( sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – Nguyễn Hữu Khái – trang 262) với các thông số kỹ thuật sau. - Điện áp đinh mức : U đmBU = 220KV - Điện áp thức cấp : UTCC = 100/(V) UTCP = 100/3 (V) - Công suất định mức : Sđm BU =400(VA), ứng với cấp chính xác 0.5. Chọn dây dẫn nối từ BU đến thiết bị đo tiết diện dây dẫn để nối BU đến các thiết bị đo lường tương tự cấp 220KV. Với Sdd = 4 mm2, dây dẫn bằng đồng L = 50 m. c. Chọn máy biến điện áp cấp 22KV Vì ở cấp 22KV do dùng tủ hộp bộ, trong tủ có sẵn máy biến điện áp. II. CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI) 1. Khái niệm Máy biến dòng điện có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hoá. Điều kiện để chọn máy biến dòng điện + UđmBI / UHT + IđmBI / Icbmax + Z2đmBI / Z2G = R2 + . Klđđ. I1đm / ixk (Knh . Iđm)2 . tnh / BN Điều kiện chọn dây dẫn từ BI đến các thiết bị đo : + Z2 đmBI / Z2 = G Z2dc + Rdd Trong đó : + Ø Z2đmBI - G Z2dc / Rdd Suy ra : + Fdd / Với : + Scu = 0.0188 Smm2/m + SAL = 0.0315 Smm2/m Đối với dây đồng trần : + FCU = 2.5mm2 + FAL = 4 mm2 Chiều dài tính toán tuỳ thuộc vào sơ đồ nối dây(Ltt) FBảng thiết bị đo lường nối vào mạch thứ cấp BI Tên dụng cụ đo Kiểu Phụ tải (VA) Pha A Pha B Pha C Am-pe mét ]-02 1 1 1 Walt kế )-314 5 - 5 Walt kế phản kháng )-342/1 5 - 5 Walt kế tự ghi )-33 10 - 10 Công tơ )-670 2.5 - 2.5 Công tơ phản kháng 3-672 2.5 5 2.5 Tổng 26 6 26 + Cấp chính xác chọn 0.5, ứng với cấp này các máy biến dòng có tổng trở định mức : ZđmBI = 1.2 (S). + Căn cứ vào phụ tải BI ta thấy pha A và pha C mang tải nhiều nhất :S = 26(VA) + Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A hay pha C là : + Chọn dây dẫn bằng đồng và giả sử chiều dài dây dẫn từ máy biến dòng điện đến dụng cụ đo L = 50 m. do BI mắc kiểu sao nên Ltt = L = 50m . Vậy tiết diện dây dẫn là : Do đó ta chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện S = 6 mm2. a.Chọn máy biến dòng cấp 220KV Chọn máy biến dòng kiểu TMH – 220-3T ( sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – Nguyễn Hữu Khái – trang 259) với các thông số sau : + Điện áp định mức : UđmBI = 220KV. + Dòng điện định mức : IđmBI = 750A – 1500A + Dòng điện ổn định động : Ilđđ = 45KA – 90KA + Dòng điện ổn địn nhiệt : 25.5KA / 51s + Bộ số ổn định động : KD = 75(ứng với cấp chính xác 0.5). + Bộ số ổn định nhiệt : Knh = 60/1 Kiểm tra ổn định động : + . Klđđ. I1đm = x 75 x 1.5 =159(KA) / ixk = 14.68(KA). Thoả điều kiện ổn định động. Kiểm tra ổn địn nhiệt : Vì IđmBI = 1500A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt. b. Chọn BI cấp 110KV Chọn máy biến dòng điện kiểu TMH – 110M ( sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – Nguyễn Hữu Khái – trang 259) với các thông số sau : + Điện áp định mức : UđmBI = 110KV. + Dòng điện định mức : IđmBI = 750A – 1500A + Dòng điện ổn định động : Ilđđ = 145KA + Dòng điện ổn định nhiệt : Iođn = 57KA /4 s + Bộ số ổn địn động : KD = 75(ứng với cấp chính xác 0.5). + Bộ số ổn định nhiệt : Knh = 60/1 Kiểm tra ổn định động : + . Klđđ. I1đm = x 75 x 1.5 =159(KA) / ixk = 14.68(KA). Thoả điều kiện ổn định động. Kiểm tra ổn định nhiệt : Vì IđmBI = 1500A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt. c. Chọn máy biến dòng cấp 22KV Vì cấp 22 KV dùng tủ hộp bộ đã có sẵn biến dòng, nên ta không chọn cấp nay. II. CHỌN THANH DẪN & THANH GÓP 1. Chức năng và phân loại a. Chức năng : những thiết bị chính trong trạm biến áp ( máy biến áp, dao cách ly, máy cắt …) được nối với nhau bằng các thanh góp, thanh dẫn và cáp điện lực. Thanh góp và thanh dẫn có hai loại chính : thanh dẫn cứng và thanh dẫn mềm. + Thanh dẫn cứng : thường được làm bằng đồng, nhôm còn thép thì được dùng khi có dòng điện dưới 200 đến 300A. tuỳ theo dòng điện tải mà có cấu tạo và kết cấu khác nhau. Khi dòng điện tải nhỏ thường dùng thanh dẫn cứng hình chữ nhật, khi dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn gép 2 đến 3 thanh dẫn hình chữ nhật trên mỗi pha, còn đối với dòng điện trên 3000A thì phải dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng vầng quang, và đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng. Khi dòng điện lớn dùng thanh dẫn cứng hình ống. + Thanh dẫn mềm : dùng làm thanh góp, thanh dẫn có thiết bị ngoài trời điện áp trên 35KV. Là dây vặn xoắn bằng đồng, nhôm lõi thép. Khi dùng một sợi không đủ tải cần thiết phải dùng chùm dây dẫn mềm ghép lại với nhau. Chùm gồm nhiều dây dẫn phân bố đều và kẹp trên vòng kim loại và thường có dạng tròn. Thanh dẫn và thanh góp của 3 pha được bố trí nằm ngang, thẳng đứng hay 3 pha trên đỉnh tam giác. b. Điều kiện chọn thanh dẫn và thanh góp + Dòng cho phép : Icp . K1 . K2 / Icb max Trong đó : + Icp là dòng điện cho phép. + K1 hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt nằm ngang. + K2 hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh. + Điều kiện ổn định nhiệt : Schọn / Smin = Trong đó : + C là hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn. Ccu = 171 ; CAL = 88 + Điều kiện vầng quang : Uvq / UHT Trong đó : + Uvq là điện áp phát sinh vầng quang, được xác định như sau : Với : + m là hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn. + m = 0.93 40.98 với dây dẫn chỉ có một sợi. + m = 0.83 40.87 với dây dẫn gồm nhiều sợi bện lại. + r là bán kính ngoài của dây dẫn (cm). + a là khoảng cách giữa các trục dây dẫn (cm). 2. Tính toán chọn thanh góp 2.1 Chọn thanh góp cấp 220KV a. Cấp 220KV có các thông số sau : + IN = 5.77 (KA) + Từ các thông số trên ta chọn thanh góp mềm dây nhôm lỗi thép ( sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – Huỳnh Nhơn – trang 263 ) với các thông số kỹ thuật sau : + Tiết diện chuẩn (nhôm/thép) : 600/72 + Đường kính dây dẫn : 33.2(mm). + Đường kính lỗi thép : 11 (mm). + Tiết diện nhôm : 580(mm2). + Tiết diện thép : 72.2 (mm2). + Dòng điện phụ tải cho phép : 1050(A). b.Kiểm tra điều kiện - Dòng điện cho phép Icp . K1 . K2 / Icb Trong đó : K1 = 0.95 ( thanh đặt nằm ngang ) K2 = 1 (thanh đặt trên không) Suy ra : Icp . K1 . K2 = 105030.9531= 997.5(A) / Icb = 171(A) - Kiểm tra ổn định nhiệt Schọn = 580(mm2)/ Smin = - Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq / UHT Trong đó : + Uvq là điện áp phát sinh vầng quang, được xác định như sau : Với : + m = 0.87 + a = 550 (cm) + r = d/2 = 16.6 (mm) = 1.66(cm). Vậy : Suy ra : Uvq = 305 (KV) / UHT = 220(KV). c. Kết luận : vậy chọn thanh góp cấp 220KV dây nhôm lỗi thép với các thông số kỹ thuật trên là thoả mãn. 2.2 Chọn thanh góp cấp 110KV a. Cấp 110KV có các thông số sau : + IN = 2.638 (KA) + Từ các thông số trên ta chọn thanh góp mềm dây nhôm lỗi thép ( sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – Huỳnh Nhơn – trang 263 ) với các thông số kỹ thuật sau : + Tiết diện chuẩn (nhôm/thép) :240/32 + Đường kính dây dẫn : 21.6 (mm). + Đường kính lỗi thép : 7.2 (mm). + Tiết diện nhôm : 244 (mm2). + Tiết diện thép : 31.7 (mm2). + Dòng điện phụ tải cho phép : 610 (A). b.Kiểm tra điều kiện - Dòng điện cho phép Icp . K1 . K2 / Icb Trong đó : K1 = 0.95 ( thanh đặt nằm ngang ) K2 = 1 (thanh đặt trên không) Suy ra : Icp . K1 . K2 = 61030.9531= 579.5(A) / Icb = 236(A) - Kiểm tra ổn định nhiệt Schọn = 244(mm2)/ Smin = - Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq / UHT Trong đó : + Uvq là điện áp phát sinh vầng quang, được xác định như sau : Với : + m = 0.87 + a = 300 (cm) + r = d/2 = 10.8 (mm) = 1.08(cm). Vậy : Suy ra : Uvq = 192.8 (KV) / UHT = 110(KV). c. Kết luận : vậy chọn thanh góp cấp110KV dây nhôm lỗi thép với các thông số kỹ thuật trên là thoả mãn. 2.3 Chọn thanh góp cấp 22KV Vì cấp 22KV chọn tủ hộp bộ nên đã có sẵn. II. CHỌN CÁP ĐIỆN LỰC 1. KHÁI NIỆM Chọn cáp dẫn ở cao áp và hạ áp có nhiều loại: ta thường gặp loại cáp đồng hoặc nhôm, cáp một, hai, ba hay bốn lỗi. Cách điện của cáp thường là dầu hoặc khí. Cáp có điện áp dưới 10KV thường được chế tạo theo kiểu 3 pha bọc chung một vỏ thì cáp có điện áp trên 10KV thường được chế tạo theo kiểu bọ riêng rẻ từng pha. Cáp có điện áp 1000V trở xuống thường là loại cáp cách điện bằng giấy tẩm dầu hay cao su. Chọn cáp dựa trên mật độ dòng điện kinh tế trong chế độ làm việc bình thường(đường dây dài). Theo nhiệt độ cho phép trong chế độ cưỡng bức, và tính toán ổn định nhiệt ổn dịnh động khi ngắn mạch. Tiết diện kinh tế của cáp là tiết diện chi phí ứng với hàng năm nhỏ nhất theo dòng điện phụ tải nhất định của mạch điện. Điều kiện chọn cáp dẫn + Theo dòng điện cho phép lâu dài Icp . K1 . K2 . K3 / + Theo điện áp cho phép Uđm cáp / UHT 2. Chọn cáp điện lực cho cấp 22KV a. Cấp 22KV có các thông số sau: IN = 4.38 KV Icb = Từ các thông số trên ta chọn cáp đồng cách điện XLPE, đai thép do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo( tra bảng PL 4.33 trang 380 của Nguyễn Công Hiền) với các thông số kỹ thuật sau: + Điện áp định mức : Uđm cáp = 24KV. + Tiết diện 1 lỗi : F = 95 mm2 . + Icp ngoài trời 400c = 305(A). + Icp dưới đất 250c = 290(A). Mỗi pha ta sử dụng 3 dây dẫn đặt song song dưới đất Cho nên : Icp dưới đất 250c = 29033 = 870(A). b. Kiểm tra điều kiện + Điện áp cho phép Uđm cáp = 24KV / Uđm = 22KV + Dòng điện cho phép lâu dài Icp = 870(A)/ c. Kết luận: vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện III. CHỌN SỨ CÁCH ĐIỆN 1. KHÁI NIỆM Sứ cách điện có nhiệm vụ cách ly giữa các thành phần mang điện và các thành phần không mang điện trong hệ thống điện. Sứ được làm bằng các vật liệu có tính cách điện cao như gốm sứ, thuỷ tinh…. Ơû đầu các sứ có các đai ốc để cố định hoặc kết nối sứ. Tuỳ loại và cách lắp đặt mà ta có sứ đỡ và sứ treo. Sứ đỡ được chọn theo các điều kiện sau: + Loại sứ. + Điện áp : Uđm sứ / Uđm mg + Kiểm tra ổn định động : độ bền của sứ đỡ được xác định theo lực tính toán trên đầu sứ Ftt . F’tt [ Fcp = 0.6 Fph Trong đó : * Fcp là lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (kg). * Fph là lực phá hoại định mức của sứ (kg). * F’tt lực động điện đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha * H chiều cao của sứ. * H’ chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm thiết diện thanh dẫn. Sứ treo được chọn theo điều kiện tiêu chuẩn sau: + Dựa vào môi trường làm việc có bụi bẩn chọn r0 =16mm/KV + Chiều dài rò rỉ : H = Uđm 3 r0 + Số bát sứ trong chuỗi sứ : n = H/L Với : L là đường dẫn điện rò mm/KV 2 Chọn sứ treo cho thanh góp 220KV + Chiều dài dòng rò : H = Uđm 3 r0 = 220 3 16 = 3520(mm) + Số bát sứ trong mỗi chuỗi sứ :( với L= 320 mm/KV ) n = H/L = 3520/320 = 11 (bát sứ) Vậy : chọn loại sứ PC – 11 với n = 12 bát để tăng cường cách điện xung cho chuỗi sứ . 3. Chọn sứ treo cho thanh góp 110KV + Chiều dài dòng rò : H = Uđm 3 r0 = 110 3 16 = 1760(mm) + Số bát sứ trong mỗi chuỗi sứ :( với L= 320 mm/KV ) n = H/L = 1760/320 = 5.5 (bát sứ) Vậy : chọn loại sứ PC – 11 với n = 7 bát để tăng cường cách điện xung cho chuỗi sứ . 4. Chọn sứ đỡ cho thanh góp 22KV Vì ở cấp 22KV ta chọn tủ hộp bộ đã tích hợp sẵn nên ta không chọn sứ ở cấp này. PHẦN II THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHƯƠNG I CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM I.KHÁI NIỆM S ét đánh trực tiếp vào dây dẫn của đường dây tải điện các thiết bị bộ phận mang điện của trạm phân phối sẽ gây nên quá điện áp nguy hiểm có thể làm ngắn mạch, chạm đất các pha, làm hư hỏng cách điện của các thiết bị, gây gián đoạn sự cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, làm thiệt hại nền kinh tế quốc dân. Vì vậy, hệ thống điện và trạm phân phối phải được bảo vệ một cách có hiệu quả chống sét đánh trực tiếp. Việc bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm thực hiện bằng các cột thu sét hay các dây thu sét. Đó là những kết cấu gồm bộ phận thu sét, bộ phận nối đất, bộ phận dẫn dòng điện sét, tất cả các bộ phận trên được nối liền về điện với nhau. Bộ phận thu sét của cột thu sét được làm bằng thép ống hoặc thép thanh đặt thẳng đứng và được gọi là kim thu sét hoặc bằng dây thép căng ngang giữa các cột trong trường hợp dây chống sét. Bộ phận dẫn dòng điện sét được tạo thành bưỡi bản thân kết cấu của cột thép hoặc bê tông cốt thép hay bằng dây thép có tiết diện không nhỏ hơn 50mm2. Bộ phận nối đất được tạo thành bỡi một hệ thống cọc và thanh bằng đồng hoặc thép nối liền nhau, chôn trong đất, có điện trở tản bé để dòng điện sét được tản một cách dễ dàng trong đất. Đỉnh của bộ phận thu sét vượt cao hơn tất cả các thiết bị cần được bảo vệ. Tác dụng bảo vệ của cột thu sét (hoặc dây thu sét) diễn ra trong giai đoạn phóng điện tiên tạo của sét. Dòng điện tiên đạo phát triển theo hướng có cường độ điện trường lớn nhất. Khi còn ở độ cao cách xa mặt đất thì phương này chỉ do bản thân của điện trường của đầu tiên đạo xác định. Như vậy, các vật ở trên mặt đất thực tế không ảnh hưởng đến đường đi của tiên đạo. Nhưng bắt đầu từ độ cao h nào đó so với mặt đất, thì do có sự tích tụ điện trai dấu với mật độ cao, với những nơi có độ dẫn điện cao ở mặt đất như các kết cấu kim loại … làm cho trường của dòng điện tiên đạo bị biến dạng. Phương có cường độ điện trường cao lúc này sẽ là giữa đầu dòng điện tiên đạo và đỉnh của vật dẫn dưới đất (cột thu sét, dây chống sét). Do đó có dòng điện tiên đạo phát triển trường về đỉnh các vật này. Như vậy khả năng sét đánh vào đỉnh cột và dây chống sét tăng và ít có khả năng đánh vào các vật thấp xung quanh cột thu sét. Nếu cột thu sét cao vượt qua giới hạn nào đó so với độ cao của vật cần được bảo vệ đặt ở gần nó thì hầu như toàn bộ số lần sét đánh vào đỉnh cột, các vật sẽ được bảo vệ an toàn, khụ bảo vệ an toàn đó được gọi là phạm vi bảo vệ của cột thu sét. Phạm vi bảo vệ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : chiều cao, số lượng, cách bố trí các cột thu sét, chiều cao định hướng của sét và các điều kiện địa chất, thuỷ văn nơi đặt hệ thống thu sét. II. MỘT SỐ YÊU CẦU KINH TẾ – KỸ THUẬT Trên cơ sở bản vẽ mặt bằng và mặt cắt của trạm, xác định phạm vi và độ cao cần được bảo vệ. Dự kiến bố trí hệ thống thu sét là phương án hợp lý và thoả mãn các yêu cầu sau: 1.Về mặt kỹ thuật Phạm vi bảo vệ phải phủ kín toàn bộ các trang thiết bị và bộ phận mang điện của trạm. Nghĩa là loại trừ hoặc giảm khả năng xác suất sét đánh trực tiếp vào các trang thiết bị và bộ phận mang điện của trạm. 2.Về mặt kinh tế Trong điều kiện trước tiên phải thoả mãn tuyệt đối về yêu cầu kỹ thuật, phương án được chọn có chi phí đâu tư xây dựng nhỏ nhất (ít tốn vật tư, dễ thi công …). Trong điều kiện kỹ thuật cho phép ta cần tận dụng kết cấu công trình của trạm để đặt hệ thống thu sét (mái nhà, ống khói, xà đỡ dây …). 3. Các mặt khác Hệ thống thu sét được xây dựng không gây trở ngại cho sự vận hành bình thường của trạm, sự đi lại của xe cộ, người trong trạm, bên cạnh đó cần phải chú ý đến tính mỹ quan. III. BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM 1. Xác định phạm vi bảo vệ của một cột thu sét Phạm vi bảo vệ của cột thu sét là hình nón cong tròn xoay có tiết diện ngang là những đường tròn, ở độ cao hx có bán kính rx. 1.5h 0.75h 0.75h 1.5h rx hx 0.2h Ø rx=1.6h Với: Ø p=1 khi h £ 30 m Ø P= khi 30 m< h £ 60 m Trong đó: + hx là độ cao cần được bảo vệ(m) . + h là độ cao cột thu sét (m). + rx là bán kính bảo vệ (m). + P là hệ số hiệu chỉnh. 2. Xác định phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét a. Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có độ cao giống nhau Nếu 2 cột thu sét có cùng độ cao h cách nhau a=2R=7h thì mọi điểm trên mặt đất giữa 2 cột thu sét sẽ không bị sét đánh Từ đó suy ra nếu 2 cột thu sét đặt cách nhau a< 7h thì chúng có thể bảo vệ được một vật có độ cao h0 đặt giữa chúng , với h0 xác định theo: Ø h-h0= hay h0=h - hoặc nói cách khác , để báo vệ một độ cao h0 giữa hai cột thu sét thì khoảng cách a giữa 2 cột thu sét phải thoả điều kiện : Ø a £ 7p(h-h0) Khu vực bên ngoài cũng được xác định như đối với mỗi cột riêng lẽ .Khu vực giữa hai cột được giới han bởi một cung tròn qua hai đỉnh cột và điểm có độ cao h0 ở giữa khỏang cách hai cột và bán kính bảo vệ giữa hai cột ứng với độ cao h0 được xác định theo công thức sau: Ø b. Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có độ cao khác nhau Nếu hai cột thu sét có độ cao khác nhau h1 >h2 thì phạm vi bảo vệ giữa chúng được xác định ứng với hình vẽ như sau: Để xác định được độ cao h’0 cần bảo vệ Với a’ là khỏang cách giữa hai cột thu sét h’ và h2 Vậy bán kính bảo vệ của hai cột thu sét được xác định như sau: 2. Vùng bảo vệ của nhiều cột thu sét Trong thực tế, để bảo vệ chống sét trực tiếp cho công trình thường có nhiều hơn hai cột thu sét trở lên. Vị trí của các cột thu sét này hình thành các đa giác. Đa giác này được tổ hợp từ các tam giác. Trong trường hợp đặc biệt có thể là hình vuông hoặc hình chữ nhật. a.Trường hợp ba cột hình thành nên một tam giác Ä Phía trong của tam giác Các cao trình có độ cao hx được bảo vệ khi thoả mãn điều kiện : Ø D [ 8p(h – hx) = 8p.ha Trong đó: + D là đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác. + ha là chiều cao hiệu dụng của cột thu sét (m). + h là chiều cao của cột thu sét (m), + p là hệ số hiệu chỉnh. Ä Phía ngoài tam giác Kiểm tra vùng bảo vệ theo từng cặp cột thu sét một giống như trường hợp xác định vùng bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao bằng nhau. b.Trường hợp 4 cột hình thành nên hình vuông hay hình chữ nhật Ä Việc xác định vùng bảo vệ của bốn cột thu sét cũng giống tương tự như trong trường hợp ba cột thu sét Ø D [ 8p(h – hx) = 8p.ha Trong đó : + D là đường kính chéo của hình vuông (chữ nhật ). + ha là chiều cao hiệu dụng của cột thu sét (m). + h là chiều cao của cột thu sét (m). + p là hệ số hiệu chỉnh. IV. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO TRẠM Ta sử dụng hệ thống kim thu sét để chống sét đánh trực tiếp cho trạm 1. Cấp 220KV + Xà đỡ dây vào trạm có độ cao hx = 15.5 m. + Xà đỡ thanh góp có độ cao hx = 10.5m. + Xà đỡ dây đến máy biến áp có độ cao hx = 15.5 m. + Cấp 220KV bố trí gồm 6 cột thu sét (1,2,3,4,5,6). a. Tính nhóm cột (1,2,3,4) + 4 cột thu sét tạo thành hình chữ nhật. + Khoảng cách từ cột 1 – 2 = 3 – 4 = 54 m. + Khoảng cách từ cột 1 – 3 = 2 – 4 = 37 m. Đường kính đường tròn ngoại tiếp hình chữ nhật Vùng giữa 4 cột thu sét được bảo vệ nếu thoả điều kiện: Suy ra: Vật cần bảo vệ cao nhất cấp điện áp 220KV có độ cao hx = 15.5(m). Do đó: (với p =1 vì h< 30 (m)) b. Tính nhóm cột (3,4,5,6) + 4 cột thu sét tạo thành hình chữ nhật. + Khoảng cách từ cột 3 – 4 = 5 – 6 = 54 m. + Khoảng cách từ cột 3 – 5 = 4 – 6 = 42.5 m. Ø Đường kính đường tròn ngoại tiếp hình chữ nhật Ø Vùng giữa 4 cột thu sét được bảo vệ nếu thoả điều kiện: Suy ra: Ø Vật cần bảo vệ cao nhất cấp điện áp 220KV có độ cao hx = 15.5(m). Do đó: (với p =1 vì h< 30 (m)) Ä Để đảm bảo an toàn đem lại mỹ quan cho trạm ta chọn toàn bộ độ cao cột thu sét cấp 220KV là: h = 25.5 (m) c. Bán kính bảo vệ của mỗi cột cấp 220KV (1,2,3,4,5,6) + Ta có: (Với P = 1 vì h < 30 m). + Đối với xà đỡ dây có độ cao hx = 15.5m Suy ra: + Đối với xà đỡ thanh góp có độ cao hx = 10.5m Suy ra: 2. Cấp 110KV + Xà đỡ dây có độ cao hx = 11 m. + Xà đỡ thanh góp có độ cao hx = 8 m. + Xà đỡ dây đến máy biến áp có độ cao hx = 11 m. + Cấp 110KV bố trí gồm 4 cột thu sét (7,8,9,10). a. Tính nhóm cột (7,8,9,10) + 4 cột thu sét tạo thành hình chữ nhật. + Khoảng cách từ cột 7 – 8 = 9 – 10 = 41 m. + Khoảng cách từ cột 7 – 9 = 8 – 10 = 29 m. Ø Đường kính đường tròn ngoại tiếp hình chữ nhật Ø Vùng giữa 4 cột thu sét được bảo vệ nếu thoả điều kiện: Suy ra: Ø Vật cần bảo vệ cao nhất cấp điện áp 110KV có độ cao hx = 11(m). Do đó: (với p =1 vì h< 30 (m)) Ä Để đảm bảo an toàn đem lại mỹ quan cho trạm ta chọn toàn bộ độ cao cột thu sét cấp 110KV là: h = 19 (m) c. Bán kính bảo vệ của mỗi cột cấp 110KV (7,8,9,10) + Ta có: (Với P = 1 vì h < 30 m). + Đối với xà đỡ dây có độ cao hx = 11m Suy ra: + Đối với xà đỡ thanh góp có độ cao hx = 8m Suy ra: 3. Kiểm tra phạm vi bảo vệ các cột thu sét đã chọn 3.1 Phạm vi bảo vệ cột 1&2 giống cột 3&4 và 5&6 Ø Độ cao cột giả tưởng giữa cột 1&2 Với : + a : là khoảng cách từ cột 1 đến cột 2 a = 54m. + h : chiều cao cột thu sét h = 25.5m. Suy ra: Ø Bán kính bảo vệ của cột giả tưởng Ta có: (Với P = 1 vì ho < 30 m). Ø Đối với xà đỡ dây có độ cao hx = 15.5m Suy ra: Ø Đối với xà đỡ thanh góp có độ cao hx = 10.5m Suy ra: Ä Kết luận: Vì hai cột 1 và 2 có ho = 17.78(m) > hx = 15.5(m) do đó xà có độ cao hx = 15.5(m) được bảo vệ an toàn. 3.2 Phạm vi bảo vệ cột 1&3 giống cột 2&4 Ø Độ cao cột giả tưởng giữa cột 1&3 Với : + a : là khoảng cách từ cột 1 đến cột 3 a = 37m. + h : chiều cao cột thu sét h = 25.5m. Suy ra: Ø Bán kính bảo vệ của cột giả tưởng Ta có: (Với P = 1 vì ho < 30 m). Ø Đối với xà đỡ dây có độ cao hx = 15.5m Suy ra: Ø Đối với xà đỡ thanh góp có độ cao hx = 10.5m Suy ra: Ä Kết luận: Vì hai cột 1 v