Luận án Thiết kế trạm biến áp tăng áp cho nhà máy nhiệt điện

ính toán. = 12500 =11023.96 (A) =11.024 (KA) =11.024 (KA) > Icb max = 9.9 (kA) Thanh dẫn thoả điều kiện máy phát. - Ổn định nhiệt: không kiểm tra vì Ilv >1000 (A) - Ổn định lực điện động: Lực điện động tác dụng lên thanh dẫn: Ftt = 1.76 a: khoảng cách giữa các pha. Chọn a=60 (cm) l:khoảng cách giữa các sứ liền nhau trên cùng 1 pha. Chọn l=120 (cm) Vậy: Ftt = 1.76 = 844 (kg) Mômen uốn : M = (Kg/cm) dtt = (Kg/cm2) Ứùng suất cho phép của vật liệu thanh dẫn dcp Cu = 1400 (Kg/cm2) Þ dtt = 15.70 < dcp Cu = 1400 Lực điện động trên 1 đơn vị chiều dài 1 cm : F = 1.76 10-8´= 1.76 10-8 ´= 21119 Kg/cm Kiểm tra dao động khi cộng hưởng : wr ¹ w Trong đó : w = 2Pf = 314 wr – tần số của thanh dẫn wr = E = 1.1 106 (Kg/cm2) J = mômen quán tính tiết diện ngang của thanh dẫn (Jy-y = 490 ) l = khoảng cách giữa 2 sứ liền nhau (l = 120 cm ) S = 48.80 (cm2) : tiết diện thanh dẫn g = 8.93 (Kg/cm2) Vậy wr = = 274.95 (Hz) Suy ra wr = 274.95 ¹ w = 314 Chọn sứ đỡ : Sứ đỡ thanh dẫn được chọn theo điều kiện sau : loại sứ chọn theo vị trí đặt điện áp Uđm sứ ³ UHT kiểm tra ổn định động : trong đó : Fph : luc85 cho phép phá huỹ của sứ : lực điện động đặt trên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha =Ftt trong đó : H’ : chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn H : chiều cao coat sứ Vậy ta chọn loại sứ : 0fp-20-3000 TY3 Uđm sứ = 20 KV ; Fph = 3000 Kg H = 206 mm Þ =19.94=29.62 Kg với 0.6Fph = 0.6´3000 = 1800 (Kg) > = 29.62 (Kg) Vậy sứ đã chọn đạt yêu cầu + Đối với máy phát ST: Icb max = 1.05 = 1.05 = 12.25 (KA) Icp K1 K2 ICBmax Với K1 = 1 Nhiệt độ môi trường là K2 =0.88 = 155.02 (KA) Vậy chọn thanh dẫn bằng đồng, tiết diện hình dáng có các thông số sau : Vì không có thiết bị phù hợp nên ta phải ghép hai thanh dẫn cho 1 pha với dòng cho phép : IđmS = 2´8550 = 17100 (A) đã hiệu chỉnh K3 H = 175 (mm) b = 80 (mm) c = 8 (mm) r = 10 (mm) S = 22440 Icp = 8550 (A) Wx-x = 122 () Wy-y = 25 () = 250 () Jx-x = 1070 () Jy-y = 114 (cm3) = 2190 () + Kiểm tra: - Phát nóng: = Icp =: nhiệt độ cho phép làm việc. =: nhiệt độ môi trường xung quanh. =: nhiệt độ tính toán. = 17100 =15.73 (KA) =15.73 (KA) > Icb max = 12.25 (KA) Suy ra thanh dẫn thoả điều kiện phát nóng . Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : không kiểm tra vì Ilv >1000 (A) Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động Lực điện động tác dụng lên thanh dẫn: Ftt = 1.76 a: khoảng cách giữa các pha. Chọn a=100 (cm) l:khoảng cách giữa các sứ liền nhau trên cùng 1 pha. Chọn l=120 (cm) (KA) Vậy: Ftt = 1.76 = 733 (kg) Mômen uốn : M = (Kg.cm) - Ứng suất do lực điện động giữa các pha : d1 = (Kg/cm2) Hệ số hình dáng : Khd = f Dựa vào đồ thị của Khd ta chọn được Khd = 0.82 Mà l2 = l/m = 120 /2 = 60 cm Þ F2 = 0.26 10-8 ´= 0.26 10-8´ = 18811 (Kg) Ứng suất do lực điện động giữa các thanh : Ta có : d2cp = dcpCu - d1 = 1400 – 35.20 = 1364.8 Khoảng cách giữa cách miếng đệm : l2max = (cm) - Mômen uốn do F2 : M2 = (Kg.cm2) d2 = = 0.01 Kiểm tra dao động khi cộng hưởng : wr ¹ w Trong đó : w = 2Pf = 314 wr – tần số của thanh dẫn wr = E = 1.1 106 (Kg/cm2) J = mômen quán tính tiết diện ngang của thanh dẫn (Jy-y = 114 ) l = khoảng cách giữa 2 sứ liền nhau (l = 120 cm ) S = 24.40 (cm2) : tiết diện thanh dẫn g = 8.93 (Kg/cm2) Vậy wr = = 187.54 (Hz) Suy ra wr = 187.54 ¹ w = 314 Chọn sứ đỡ : Sứ đỡ thanh dẫn được chọn theo điều kiện sau : loại sứ chọn theo vị trí đặt điện áp Uđm sứ ³ UHT kiểm tra ổn định động : trong đó : Fph : luc85 cho phép phá huỹ của sứ : lực điện động đặt trên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha =Ftt trong đó : H’ : chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn H : chiều cao coat sứ Vậy ta chọn loại sứ : 0f-35-2000 KB.Y3 Uđm sứ = 35 KV ; Fph = 2000 Kg H = 412 mm Þ =12.14= 15.08 Kg với 0.6Fph = 0.6´2000 = 1200 (Kg) > = 15.08 (Kg) Vậy sứ đã chọn đạt yêu cầu . Chọn thanh góp cho trạm : Trạm 220 KV : Ta chọn thanh góp mềm vì cấp điện áp ³ 35 KV Công suất max các máy phát của toàn nhà máy : Smax = (MVA) Dòng làm việc lớn nhất trên Thanh Góp : Ilvmax = (A) Chọn dây dẫn nhôm ( 1 pha 3 sợi ) : A-1000 Icp = 2430 (A) Þ Icp = 7290 (A) Hiệu chỉnh Icp theo nhiệt độ môi trường : nhiệt độ môi trường hiện hửu là : qđm = 300C nhiệt độ cho phép của dây dẫn : qđm = 700C q0 = 400C I’cp = Icp =6313 (A) I’cp = 6313 (A) > Ilvmax = 3840 (A) Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : Sdd = C = 88 A2.S/mm2 (dây nhôm) BN = I2N1.T : xung nhiệt dòng ngắn mạch T : thời gian tác động nhiệt tương đương 1s Þ Sdd = mm2 Kiểm tra vầng quang : Uvq = 84´m´r´log r = cm a = 4000 mm :khoảng cách giữa các pha m = 0.85 (dây dẫn có nhiều sợi) Þ Uvq = 84´0.85´1.8´log=301.60 (KV) thoả điều kiện : Uvq > UHT Trạm 110 KV : Ta chọn thanh góp mềm vì cấp điện áp ³ 35 KV Dòng làm việc lớn nhất trên Thanh Góp : Ilvmax = (MVA) Chọn dây dẫn nhôm ( 1 pha 2 sợi ) : A-120 Icp = 375 (A) Þ Icp = 750 (A) Hiệu chỉnh Icp theo nhiệt độ môi trường : nhiệt độ moi trường hiện hửu là : qđm = 300C nhiệt độ cho phép của dây dẫn : qđm = 700C q0 = 400C I’cp = Icp = 650 (A) ÞI’cp = 650 (A) > Ilvmax = 524 (A) Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : Sdd = C = 88 A2.S/mm2 (dây nhôm) BN = I2N1.T : xung nhiệt dòng ngắn mạch T : thời gian tác động nhiệt tương đương 3s Þ Sdd = mm2 Kiểm tra vầng quang : Uvq = 84´m´r´log r = cm a = 2500 mm :khoảng cách giữa các pha m = 0.85 (dây dẫn có nhiều sợi) Þ Uvq = 84´0.85´0.6´log=112.23 (KV) thoả điều kiện : Uvq > UHT 3 . Chọn dây dẫn từ Máy Biến Aùp lên Thanh Góp : Chọn dây dẫn từ máy biến áp GT lên thanh cái 220 KV Dòng làm việc lớn nhất trên thanh cái : Ilvmax = (MVA) Chọn dây dẫn nhôm lõi thép : AC-150 Icp = 445 (A) Một pha 2 sợi nên suy ra : Icp = 890 (A) Hiệu chỉnh Icp theo nhiệt độ môi trường : nhiệt độ moi trường hiện hửu là : qđm = 300C nhiệt độ cho phép của dây dẫn : qđm = 700C q0 = 400C I’cp = Icp =770.76 (A) ÞI’cp = 770.76 (A) > Ilvmax = 656 (A) Kiểm tra điều kiện phát nóng cưởng bức : Icp I’cp.Kqt với Kqt = 1 Ilvmax = 656 (A) 770.76´1 = 770.76 (A) Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : Sdd = C = 88 A2.S/mm2 (dây nhôm) BN = I2N1.T : xung nhiệt dòng ngắn mạch T : thời gian tác động nhiệt tương đương 1s Þ Sdd = mm2 Kiểm tra vầng quang : Uvq = 84´m´r´log r = mm = 3.19 cm a = 4000 mm= 400 cm :khoảng cách giữa các pha m = 0.85 (dây dẫn có nhiều sợi) Þ Uvq = 84´0.85´3.19´log=447.91(KV) thoả điều kiện : Uvq > UHT Chọn dây dẫn từ máy biến áp ST lên thanh cái 220 KV Dòng làm việc lớn nhất trên thanh cái : Ilvmax = (MVA) Chọn dây dẫn nhôm lõi thép : AC-400 Icp = 835 (A) Một pha 2 sợi nên suy ra : Icp = 1380 (A) Hiệu chỉnh Icp theo nhiệt độ môi trường : nhiệt độ moi trường hiện hửu là : qđm = 300C nhiệt độ cho phép của dây dẫn : qđm = 700C q0 = 400C I’cp = Icp =1446.26 (A) ÞI’cp = 1446.26 (A) > Ilvmax = 1347 (A) Kiểm tra điều kiện phát nóng cưởng bức : Icp I’cp.Kqt với Kqt = 1 Ilvmax = 1347 (A) 1446.26´1 = 1446.26 (A) Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : Sdd = C = 88 A2.S/mm2 (dây nhôm) BN = I2N1.T : xung nhiệt dòng ngắn mạch T : thời gian tác động nhiệt tương đương 3s Þ Sdd = = 151 mm2 Kiểm tra vầng quang : Uvq = 84´m´r´log r = mm = 3.19 cm a = 4000 mm= 400 cm :khoảng cách giữa các pha m = 0.85 (dây dẫn có nhiều sợi) Þ Uvq = 84´0.85´3.19´log=447.91(KV) thoả điều kiện : Uvq > UHT Chọn dây dẫn từ máy biến áp Tự Ngẫu lên thanh cái 110 KV Dòng làm việc lớn nhất trên thanh cái : Ilvmax = (MVA) Chọn dây dẫn nhôm lõi thép : AC-185 Icp = 510 (A) Một pha 2 sợi nên suy ra : Icp = 1020 (A) Hiệu chỉnh Icp theo nhiệt độ môi trường : nhiệt độ moi trường hiện hửu là : qđm = 300C nhiệt độ cho phép của dây dẫn : qđm = 700C q0 = 400C I’cp = Icp =883.34 (A) ÞI’cp = 883.34 (A) > Ilvmax = 787 (A) Kiểm tra điều kiện phát nóng cưởng bức : Icp I’cp.Kqt với Kqt = 1 Ilvmax = 787 (A) 883.34´1 = 883.34 (A) Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : Sdd = C = 88 A2.S/mm2 (dây nhôm) BN = I2N1.T : xung nhiệt dòng ngắn mạch T : thời gian tác động nhiệt tương đương 3s Þ Sdd = mm2 Kiểm tra vầng quang : Uvq = 84´m´r´log r = mm = 5.69 cm a = 4000 mm= 400 cm :khoảng cách giữa các pha m = 0.85 (dây dẫn có nhiều sợi) Þ Uvq = 84´0.85´5.69´log= 750.35 (KV) thoả điều kiện : Uvq > UHT 4 . Chọn máy biến điện áp : TU Phía 220 (kV) Dụng cụ đo Kiểu Số lượng Tải UAB Tải UBC P (W) Q (War) P (W) Q (War) Voltmeter 1 2 2 Tần số 1 1 1 Cosmet Oatmet 14 142 142 142 142 Var kế 14 142 142 142 142 Công-tơ TD 14 142 142 142 142 Công-tơ PK 14 142 142 142 142 Tổng 56 115 115 112 112 Spt = = = 321 (VA) Spt3pha = = 107 (VA) Tra bảng (phụ lục 6.2) tài liệu tham khảo của sách NMĐ&TBA Loại VCU- 245 Uđmsơcấp = (KW) UđmTC = (KW) Cấp chính xác 0.5 SđmTU = 150 (VA) = 107 (VA) - Dây nối từ TU đến các dụng cụ đo : (A) mà: = 18.8 (mmWmm2/m) = 18.8 10-3 (Wmm2/m) Chọn dd bằng đồng Fdd = 10 () Phía 110 KV: Dụng cụ đo Kiểu Số lượng Tải UAB Tải UBC P (W) Q (War) P (W) Q (War) Voltmeter 1 2 2 Tần số 1 1 1 Cosmet Oatmet 3 32 32 32 32 Var kế 3 32 32 32 32 Công-tơ td 3 32 32 32 32 Công-tơ pk 3 32 32 32 32 Tổng 16 27 27 24 24 Spt = = = 72.12 (VA) Spt3pha = = 24.04 (VA) Tra bảng (phụ lục 6.2) tài liệu tham khảo của sách NMĐ&TBA Loại VCU-123 Uđmsơcấp = (KW) UđmTC = (KW) Cấp chính xác 0.5 SđmTU = 150 (VA) = 24.04 (VA) - Dây nối từ TU đến các dụng cụ đo : (V) mà: = 18.8 (mmWmm2/m) = 18.8 10-3 (Wmm2/m) Chọn dd bằng đồng Fdd = 4() 5 . Chọn máy biến dòng điện : TI Chọn MBD (TI) Thông số dòng điện phía thứ cấp là 5(A) Dụng cụ Kiểu Pha A Pha B Pha C Ampe kế $378 0.5 0.5 0.5 Oát kế $0353 5 5 Var kế Õ365 0.5 0.5 Công tơ TD CA4Y-II672M 2.5 2.5 Công tơ PK CA4Y-II672M 2.5 2.5 2.5 Tổng 11 3 11 Chọn BI cho cấp 220 (KV), ta có các thông số như sau: Uđm = 220 (KV) Ibt max = = 236.18 (A) Tổng trở của dụng cụ đo nối vào A ( pha sớm nhất) Sơ đồ nối dây biến dòng đặt trên ba pha mắc kiểu Y,cấp chính xác của công-tơ chọn 0.5 Chọn BI ,kiểu T3M220 B-I có: Uđm = 220 (V) Dòng điện định mức: ISC đm = 600 (A) ITC đm = 5 (A) Ilđđ = 50 (KA) Dòng nhiệt: (KA/sec) ZđmBI =1.2 () Phụ tải định mức tương ứng với cấp chính xác 0.5 là R=30 () Kiểm tra điều kiện: Uđm = 220 (V) = UHT ISC đm = 600 (A) ITC đm = 5 (A) Ilđđ = 50 (KA) =87.42 (KA) Chọn tiết diện Fdd (), L=100 (m) ZTcđmBI = Zdc+ Zdd Zdd =Rdd =ZTCđm - Zdd = 1.2 - 0.44 = 0.76 Chọn dây điện bằng đồng có Fdd =4 6 . Chọn chống sét van (LA) cho Trạm Biến Aùp : Cấp 220 KV : Điện áp định mức của LA : Uđm = = 177 KV (k = 1.4) Loại : EXLMIQ120 – AH 123 Hãng sản xuất : ABB Điện áp định mức : 180 KV Cấp 110 KV : Điện áp định mức của LA : Uđm = = 88.91 KV (k = 1.4) Loại : EXLMIQ120 – AH 123 Hãng sản xuất : ABB Điện áp định mức : 96 KV Chương 8 : NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NỐI ĐẤT VÀ BẢO VỆ CHỐNG SÉT 1-Nối đất : Nối đất để tản dòng điện sự cố và giữ cho điện thế ở cacù phần tử nối đất thấp. Theo chức năng của nối đất được chia làm 3 loại : _ Nối đất làm việc : có nhiệm vụ đảm bảo tình trạng của các thiết bịđược nối đất trong tình trạng làm việc bình thường và khi có sự cố theo các chế độ qui định : nối đất trung tính máy biến áp và máy bù … _ Nối đất an toàn hay nối đất bảo vệ : có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho con người khi các thiết bị trong trạm hư gây rò điện. _ Nối đất chống sét: nhằm tản dòng điện sét vào đất giữ cho điện thế các phần tử nối đất không quá cao, do đó tránh được phòng điện ngược từ các phần tử đó đến thiết bị khác như : nối đất cột thu sét, dây thu sét,… Cũng có trường hợp cùng một hệ thống nối đất được thực hiện nhiều chức năng trong 3 chức năng trên. Đối với trạm biến áp 110 KV trở lên, phần lớn trường hợp hệ thống thu sét được đặt trên kết cấu công trình của trạm, nên 1 phần dòng sét sẽ tản qua mạng nối đất an toàn của trạm. Vì vậy, trước tiên ta phải thiết kế hệ thống nối đất an toàn của trạm sau đó tính toán kiểm tra theo hệ thống nối đất chống sét. 2- Bảo vệ chống sét : _Các đường dây trên không dù có được bảo vệ chống sét hay không thì các thiết bị điện nối với chúng đều phải chịu sóng sét truyền từ đường dây vào trạm. Biên sóng quá điện áp khí quyển có thể lớn hơn điện áp cách điện của thiết bị điện, dẫn đến chọc thủng cách điện, phá hỏng thiết bi. VÌ vậy, để bảo vệ các thiết bị trong trạm tránh sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng các thiết bị chống sét. Các thiết bị chống sét này hạ thấp biên độ sóng quá điện áp đến trị số an toàn cho phép đối với mức cách điện cần được bảo vệ. _ Thiết bị chống sét truyền từ đường dây vào trạm chủ yếu là chống sét valve kết hợp với chống sét ống và khe hở phóng điện. _ Các đặc tính chủ yếu của cách điện được bảo vệ chống quá điện áp thí nghiệm. Điện áp dư trên chống sét vale ứng với dòng xung kích cho phép từ 35 KV. Điện áp này là trị số chủ yếu làm thí nghiệm xác định mức cách điện xung của cách điện. _ Mức đảm bảo độ bền về cách điện được lấy bằng : Uđb = (1.1 1.5)Udư _Điện áp thực nghiệm là khả năng cách điện được lấy theo các trị số sau: +Đối với máy biến áp: UTN = 1.15Uđb +Đối với các sứ điện : UTN = (1.15 1.2)Uđb _Sự phối hợp đặc tính cách điện được bảo vệ với các đặc tính của chống sét vale thộng qua việc qui định một khoảng cách cần thiết gọi là sự phối hợp cách điện. _ Chống sét vale có 2 phần tử chủ yếu là khe hở phóng điện và khe hở làm việc. Khe hở chống sét vale là 1 chuỗi các khe hở nhỏ, điện trở làm việc là điện trở phi tuyến có tác dụng hạn chế dòng điện kế tục qua chống sét vale khi sóng quang quá điện áp chọc thủng khe hở phóng điện, dòng chảy này duy trì bởi điện áp định mức của mạng điện. _ Cần phải hạn chế dòng điện kế tục để dập tắt dễ dàng hồ quang trong khi khe hở phóng điệnsau khi chống sét vale làm việc. _ nếu tăng điện trở làm việc cho dòng kế tục giảm xuống nhưng phải chú ý: khi sóng quá điện áp tác dụng lên chống sét vale, dòng xung kích có thể đạt tới vài ngàn Ampe đi qua điện trở làm việc tạo nên trên chống sét vale 1 điện áp dư. Để bảo vệ các điện trở phải giảm điện áp dư , do đó điện trở làm việc cần phải vừa đủ. _ Như vậy, trị số làm việc phải thoả mãn 2 điều kiện trái ngược nhau : + Cần phải có trị số lớn để hạn chế dòng kế tục. + Vừa phài có điện áp dủ nhỏ để hạn chế điện áp dư. _ Vật liệu Vi-lit thoả 2 điều kiện trên nên nó được chọn làm điện trở của chống sét vale. Khi tăng điện áp đặt vào thì điện trở giảm, khi giảm điện áp đặt vào thì điện trở tăng. II - BẢO VỆ CHỐNG SÉT : 1 . Khái niệm chung : Hiện tượng sét đánh trực tiếp vào dây dẫn của đường dây tải điện vào các thiết bị và bộ phận mang điện của trạm phân phối và nhà máy điện sẽ gây nguy hiểm như quá điện áp, ngắn mạch, chạm đất các pha, làm hư hỏng cách điện cho hộ tiêu thụ, làm thiệt hại đến nền kinh tế quốc dân. Vì vậy hệ thống điện phải được bảo vệ một cách có hiệu quả chống sét đánh trực tiếp . Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp trên cơ bản có thể có thể thực hiện bằng các cột chống sét hoặc các dây thu sét.Đặt biệt đối với các vùng lãnh thỗ có điều kiện thời tiết khắc nghiệt(nhiều giông bảo)như ở nước ta thì nên dùng các cột sét để chống sét cho các trạm biến áp hay các công trình. 2 . Kết cấu của các cột thu sét : gồm các bộ phận sau : Bộ phận thu sét : làm bằng thép ống hoặc thanh, tiết diện không nhỏ hơn 100 mm2 , đặt thẳng đứng gọi là kim thu sét. Nó cũng có thể là dây thép căng ngang giữa các cột, gọi là dây chống sét. Bộ phận nối đất : được tạo thành một hệ thống cọc và thanh bằng đồng cọc thép nối liền bằng nhau, chôn trong đất, có điện trở tản bé để dòng điện tản nhanh trong đất . Bộ phận dẫn dòng điện sét : nối liền bộ phận thu sét và bộ phận nối đất lại với nhau : được tạo bởi bản thân kết cấu cột thu sét hay bằng dây thép có tiết diện không nhỏ hơn 50 mm2 . Đỉnh bộ phận thu sét vượt cao trên tất cả các thiết bị và bộ phận mang điện cần được bảo vệ. 3 . Tác dụng của cột thu sét : Cột thu sét có tác dụng trong giai đoạn phóng điện tiên đạo của sét. Dòng tiên đạo phát triển theo phương có cường độ điện trường lớn nhất. Khi còn ở trên cao , cách xa mặt đất thì phương này chỉ do bản thân điện trường của đầu dòng tiên đạo xác định. Như vậy các vật ở trên mặt đất thực tế không có ảnh hưởng gì đến đường đi của khe tiên đạo. Nhưng khi còn cách mặt đất một độ cao H nào đó gọi là độ cao định hướng của khe sét, thì dưới tác dụng của các điện tích cảm ứng trái dấu với mật độ cao ở những nơi có độ dẫn điện cao trên mặt đất như các kết cấu kim loại, cây cao bị mưa ướt . v.v…Lúc đó trường cảu dòng tiên đạo bị biến dạng. hương có cường độ điện trường cao lúc này sẽ là giữa đầu dòng tiên đạo và đỉnh của các vật dưới mặt đất(kim thu sét, dây chống sét .v.v…).Do đó dòng tiên đạo sẽ phát triển hướng về đỉnh các vật này. Như vậy xác suất sét đánh vào các đỉnh cột thu sét hoặc dây chống sét tăng và hầu như ít có khả năng đánh vào các thiết bị đặt bean dưới xung quanh cột thu sét . Khi chiều cao của cột thu sét vược quá một giới hạnh nào đó so với độ cao của cột dẫn cần được bảo vệ ở gần đó thì hầu như toàn bộ các lần sét đánh điều vào đỉnh cột, các vật sẻ được bảo vệ an toàn. Khu vật an toàn đó được gọi là phạm vị bảo vệ của cột thu sét. Phạm vi bảo vệ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chiều cao, số lượng, cách bố trí các cột thu sét, chiều cao định hướng của các cột thu sét và các điều kiện và chất thuỷ văn của nơi đặt hệ thống thu sét. Thiết kế chống sét chống sét hợp lý cần phải thoả mản các yêu cầu sau : 4 . Yêu cầu về kỹ thuật : + Phạm vi bảo vệ phải kín toàn bộ các trang thiết bị điện và bộ phận mang điện của trạm, có nghĩa là loại trừ hoặc giảm nhỏ xác suất sét đánh trực tiếp vào các trang thiết bị điện và bộ phận mang điện của trạm. + Hệ thống nối đất chống sét (cũng như các khoảng cách trong không khí và trong đất từ các phần tử của cột đến các bộ phận mang điện, đến các trang thiết bị điện và hệ thống nối đất an toàn của trạm trong trường hợp hệ thống thu sét đặt độc lập) phải được thiết kế và tính toán sao cho không xảy ra phóng điện ngược lên cách điện của trạm. 5. Yêu cầu về kinh tế: Trong điều kiện trước tiên thoả mãn tuyệt đối các yêu cầu kĩ thuật, phương án được lựa chọn phải có chi phí đầu tư xây dựng hệ thống thu sét bé nhất (ít tốn kém vật tư, công sức, dễ thi công lắp đặt, …) Trong điều kiện kỹ thuật cho phép, cần cố gắng tận dụng kết cấu công trình của trạm để đặt hệ thống sét như mái nhà, ống khói, xà đỡ dây, ống nước, cốt thép, cột neon pha chiếu sáng, … 6. Yêu cầu về các mặt khác: Hệ thống thu sét được xây dựng không gây trở ngại chợ vận hành bình thường của trạm, cho sự giao thông của xe cộ vàngười trong trạm (ví dụ: không đặt cộ thu sét trên hầm áp, trên đường ray, đường ôtô, …) đồng thời chú ý đến tính mỹ quan của công trình (ví dụ: không lộn xộn, không lố nhố, quá nhiều độ cao, …) 7. Những yêu cầu kỹ thuật, kinh tế, … đối với từng trạm với cấp điện áp cụ thể: * Khu vực trạm thuộc các cấp điện áp từ 110 KV trở lên ( có lưới trung tính trực tiếp nối đất) _ Các cấp điện áp này có mức cách điện áp xung khá cao và trị số điện trở tản ổn định của hệ thống nối đất tương đối bé nên cần tận dụng các kết cấu công trình để đặt hệ thống thu sét. Chỉ nên đặt hệ thống thu sét độc lập trong trường hợp thật cần thiết để thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật, hạn chế đến mức thấp nhất có thể được về số lượng và chiều cao của các cột thu sét độc lập. Nhờ sử dụng kết cấu công trình nên giảm được nhiều vật tư và nhân công cho việc lắp đặt các trụ đỡ kim thu sét so với các cột thu sét độc lập. Các kết cấu công trình như xà đỡ dây của trạm thường rất gần các trang thiết bị điện cần được bảo vệ của trạm, do đó khi đặt kim thu sét thì phạm vi bảo vệ của chúng được sử dụng với hiệu quả cao. Kim thu sét được đặt ngay trên xà (không được đặt giữa xà) và độ cao của kim thu sét không được vượt quá 50% độ cao xà để khỏi gia cố xà đảm bảo tính mỹ quan của công trình. Để tăng độ an toàn cho máy biến áp công suất là thiết bị quan trọng nhất và đắt tiền nhất của trạm nên tránh đặt kim thu sét ngay trên xà đỡ của máy biến áp, đồng thời tất cả các điểm nối đất của trung tính và vỏ máy biến áp trên 15m theo mạch thanh dẫn trong đất. _ Dây chống sét của đường dây tải điện cấp U > 110 KV được kéo dài vào tận xà đầu tiên của trạm và được nối đất chung vào mạch vòng nối đất của trạm, khoảng cách của điểm nối đất dây chống sét đến điểm nối đất của máy biến áp cũng phải trên 15m theo thanh mạch thanh dẫn trong đất. _ Cần chú ý, lợi dụng cột đèn pha chiếu sáng, để đặt kim thu sét phải có biện pháp chống quá điện áp cảm ứng vào lưới điện áp thấp, dây điện áp thấp từ cột xuống phải đi trong ống sắt tiếp tục được chôn ngầm trực tiếp trong đất một đoạn thêm 15m (cách cột đèn pha). _ Đối với các trạm điện áp trên 110 KV có thanh góp vòng, thì cần tận dụng dây chống sét của các đường dây kéo đến tận đầu trạm để bảo vệ cho thanh góp vòng này. Số lượng và chiều cao của kim chống sét đặt trên xà nên xác định sao cho có thể bảo vệ kín cả 2 thanh góp vòng. Chỉ trong trường hợp không ợp lý mới dùng thêm cột độc lập. Trong trường hơpï này phải chú ý đến khoảng cách từ cột chống sét đến dây dẫn của đường dây phải đủ lớn ( trên 5m trong không khí). _ Đối với mỗi cấp điện áp chỉ nên dùng một độ cao cho hệ thống sét để bảo vệ trạm. Muốn vậy, khi phân khu vực bảo vệ với từng nhóm cột thu sét , cố gắng sao cho đường kính D của vòng tròn ngoại tiếp tam giác hoặc tứ giác tạo ra bởi các nhóm cột này phải không chênh lệch nhau nhiều, do điều kiện bảo vệ trong khu vực là D8.ha = 8 ( h-hx), nên độ cao hiệu dụng ha và do đó độ cao kim thu sét h sẽ không chênh lệch nhau nhiều. Độ cao lựa chọn thống nhất cho cả khu vực hc sẽ lấy bằng độ cao tính toán h trong khu vực đó, có thể làm tròn lên chút ít. _ Sau khi lựa chọn vị trí, xác định độ cao của hệ thống thu sét, càn tính toán và vẽ phạm vi bảo vệ ven chu vi trạm để kiểm tra xem các phần tử của trạm có rangoài khu vực bảo v