Luận văn Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV theo nhu cầu của phụ tải

biến dòng điện TØ3M110B-III Cấp điện áp 110 KV Dòng điện định mức sơ cấp 1000-2000 A Dòng điện định mức thứ cấp 5 A Cấp chính xác 0,5 Ổn định động 212 KA Ổn định nhiệt 68/3 KA Phụ tải định mức 1,2 Ω v Kiểm tra điều kiện chọn BI : Ÿ Điện áp : UdmBI = 110 KV = UHT = 110 KV Ÿ Dòng điện : IdmBI = 1000 A > Icbmax = 920 A. Ÿ Tổng trở : Z2đm = 1,2Ω > Z2∑ = 0,025Ω Ÿ Điều kiện ổn định động : K1đđ x I1đm IXK với K1đđ = I1đđ / I1đm = 50 KA/1000 A = 50 x 50 x 1,2 = 84,85 (KA) > IXK = 5,42 KA c. Chọn máy biến dòng điện cho cấp 22 KV : Ở cấp điện áp 22 KV ta đã chọn tủ máy cắt hợp bộ, trong tủ đã có sẵn biến dòng điện nên ta không cần chọn máy biến dòng điện cho cấp điện áp này. 5. Chọn sứ cách điện : Sứ có nhiệm vụ vừa làm giá đỡ các bộ phận mang điện vừa làm vật cách điện giữa các bộ phận mang điện với đất.Sứ được chia thành 2 bộ phận : Ø Sứ đỡ hay treo : dùng để đỡ hay treo các thanh cái, dây dẫn và các ộ phận mang điện. Ø Sứ xuyên : dùng để dẫn thanh cái hay dây dẫn xuyên qua tường nhà. Tuỳ theo hoàn cảnh làm việc có thể phân loại sứ : sứ dùng trong nhà và sứ dùng ngoài trời.Tuỳ theo chất lượng của vật liệu làm sứ mà mỗi loại sứ chịu đựng lực phá huỷ Fph khác nhau. Lực cho phép tác dụng lên sứ được qui định như sau : Fcp = 0,6 x Fph Trong đó : ü Fph : lực phá huỷ mà sứ chịu đựng . ü Hệ số 0,6 là hệ số xét tới độ dự trù tải trọng xấu nhất. v Chọn sứ đỡ theo các điều kiện sau : Ÿ Udmsứ UdmHT Ÿ Kiểm tra ổn định động : Với : ü K : hệ số qui định, chọn K = 1,1. ü H’ : chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn. ü H : chiều cao của sứ. ü Ftt : lực tác dụng đặt ở trọng tâm tiết diện thanh dẫn. ü l : khoảng cách giữa 2 sứ liên tiếp. ü a : khoảng cách trụ. a. Chon sứ cấp 220 KV : BẢNG THÔNG SỐ Kiểu sứ C-950 I YXΔ-T1 Điện áp định mức 220 KV Điện áp chịu xung sét 950 KV Lực phá huỷ 20 KN/KG Chiều cao 2100 mm Trọng lượng 24 Kg Đường kính ống 80 mm Khoảng cách phóng điện bề mặt 250 cm/KV v Kiểm tra sứ đỡ cấp 220 KV : Ÿ Udmsứ = 220 KV = UHT = 220 KV. Ÿ Kiểm tra ổn định động : (Kg). (KN). (mm). (KN). Đạt yêu cầu. b.Chọn sứ cấp 110 KV : BẢNG THÔNG SỐ Kiểu sứ C-550 I YXΔ-T1 Điện áp định mức 110 KV Điện áp chịu xung sét 550 KV Lực phá huỷ 20 KN/KG Chiều cao 1020 mm Trọng lượng 20 Kg Đường kính ống 70 mm Khoảng cách phóng điện bề mặt 250 cm/KV v Kiểm tra sứ đỡ cấp 220 KV : Ÿ Udmsứ = 110 KV = UHT = 110 KV. Ÿ Kiểm tra ổn định động : (Kg). (KN). (mm). (KN). Đạt yêu cầu. IV. CHỌN THANH GÓP VÀ DÂY DẪN : 1.Chọn thanh góp và dây dẫn : a. Chọn thanh góp cho cấp điện áp 220 KV : Thanh góp và thanh dẫn chia làm 2 loại sau : thanh dẫn cứng và thanh dẫn mềm. Ÿ Thanh dẫn cứng thường làm bằng đồng, nhôm còn thép chỉ dùng khi dòng điện dưới (200 – 300) A. Ÿ Thanh dẫn mềm thường làm bằng đồng hay nhôm được vặn xoắn có lõi bằng thép. Ÿ Ở đây ta chọn thanh dẫn mềm để làm thanh góp cao áp, thanh góp hạ áp và làm thanh dẫn cho đầu cực của MBA cũng như đến các máy cắt điện, dao cách ly. Theo bảng 6.1 và 6.2 ở chương 6 ta có : IN = 1,33(KA) = 1330(A). Ibt = 0,328(KA) = 328(A). Dòng cưỡng bức trên thanh cái 220 KV : Icb = 0,65(KA). v Xét các điều kiện chọn thanh góp : Ÿ Chọn dây dẫn theo dòng điện lâu dài cho phép : Dòng cho phép của thanh góp phải thoả mãn điều kiện : (A). Trong đó : tcp : nhiệt độ cho phép của dây dẫn, tcp = 800C. tmt : nhiệt độ môi trường đặt dây dẫn, tmt = 350C. tdm : nhiệt độ định mức của dây dẫn, tdm = 250C. Theo tài liệu : “Thiết Kế Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp “ của Thầy Huỳnh Nhơn ta chọn dây nhôm lõi thép có các thông số sau : Tiết diện định mức (mm2) Tiết diện nhôm (mm2) Tiết diện thép (mm2) Đường kính dây dẫn (mm) Trọng lượng (Kg/m) Điện trở ở 200C (Ω/Km) Dòng cho phép ngoài trời (A) 400/22 394 22 26,6 1,8 0,073 835 Ÿ Kiểm tra điều kiện mật độ kinh tế củ dòng điện : Điều kiện : Sdd Skt Ta có : Dựa vào đồ thị phụ tải ta có : x 365 = 5584,6 (giờ). Loại dây dẫn Thời gian sử dụng công suất cực đại (giờ) <3000 3000-5000 >5000 Dây đồng trần 2,5 2,1 1,8 Dây nhôm trần 1,3 1,1 1 Cáp đồng cách điện giấy bọc cao su 3 2,5 2 Cáp nhôm cách điện giấy bọc cao su 1,6 1,4 1,2 Cáp đồng cách điện bằng cao su 3,5 3,1 2,7 Vì Tmax = 5584,6 (giờ) > 5000 (giờ) nên ta chọn Jkt = 1 (A/mm2). Sdd = 400(mm2) > Skt = 328 (mm2). Vậy: Thanh góp mềm đã chọn thoả điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện. Ÿ Kiểm tra điều kiện vầng quang : Điều kiện : Trong đó : ü Uvq : điện áp phát sinh vầng quang. Với : ü m : hệ số xét đến xù xì của bề mặt dây dẫn. Đối với dây dẫn nhiều sợi xoắn lại, m = 0,85. ü r : bán kính ngoài của dây dẫn, ü a : khoảng cách giữa các trục dây dẫn (cấp 220 KV: a = 400; cấp 110KV: a = 300). Uvq = 235,33 (KV) > 220 (KV). Vậy: Thanh góp mềm đã chọn thoả điều kiện vầng quang. Ÿ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt : Điều kiện : Trong đó : ü CAl : hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn, CAl = 88. ü BN : xung lượng nhiệt. ü tqđ : thời gian qui đổi, tqđ = 1s. Vậy: thanh góp mềm thoả điều kiện ổn định nhiệt. Kết luận : thanh góp mềm đã chọn thoả mãn được các yêu cầu thiết kế. b. Chọn thanh góp cho cấp 110 KV : Chọn thanh góp mềm cho cấp điện áp 110 KV có ưu điểm ít tốn nhiều sứ đỡ ở cấp điện áp này, vì ở cấp điện áp này sứ đỡ đắt tiền hơn sứ treo rất nhiều (khi cùng độ bền điện áp như nhau). Ngoài ra, ít tốn giá đỡ vì khoảng cách giữa các nhịp là xa. Theo bảng 6.1 và 6.2 ở chương 6 ta có : IN = 2,13(KA) = 2130(A). Ibt = 0,65(KA) = 650(A). Dòng cưỡng bức trên thanh cái 220 KV : Icb = 0,92(A). v Xét các điều kiện chọn thanh góp : Ÿ Chọn dây dẫn theo dòng điện lâu dài cho phép : Dòng cho phép của thanh góp phải thoả mãn điều kiện : (A). Trong đó : tcp : nhiệt độ cho phép của dây dẫn, tcp = 800C. tmt : nhiệt độ môi trường đặt dây dẫn, tmt = 350C. tdm : nhiệt độ định mức của dây dẫn, tdm = 250C. Theo tài liệu : “Thiết Kế Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp “ của Thầy Huỳnh Nhơn ta chọn dây nhôm lõi thép có các thông số sau : Tiết diện định mức (mm2) Tiết diện nhôm (mm2) Tiết diện thép (mm2) Đường kính dây dẫn (mm) Trọng lượng (Kg/m) Điện trở ở 200C (Ω/Km) Dòng cho phép ngoài trời (A) 700/86 687 85,9 36,2 1,5 0,042 1220 Ÿ Kiểm tra điều kiện mật độ kinh tế củ dòng điện : Điều kiện : Sdd Skt Ta có : Dựa vào đồ thị phụ tải ta có : x 365 = 7336,74 (giờ). Loại dây dẫn Thời gian sử dụng công suất cực đại (giờ) <3000 3000-5000 >5000 Dây đồng trần 2,5 2,1 1,8 Dây nhôm trần 1,3 1,1 1 Cáp đồng cách điện giấy bọc cao su 3 2,5 2 Cáp nhôm cách điện giấy bọc cao su 1,6 1,4 1,2 Cáp đồng cách điện bằng cao su 3,5 3,1 2,7 Vì Tmax = 7336,94 (giờ) > 5000 (giờ) nên ta chọn Jkt = 1 (A/mm2). Sdd = 700(mm2) > Skt = 650 (mm2). Vậy: Thanh góp mềm đã chọn thoả điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện. Ÿ Kiểm tra điều kiện vầng quang : Điều kiện : Trong đó : ü Uvq : điện áp phát sinh vầng quang. Với : ü m : hệ số xét đến xù xì của bề mặt dây dẫn. Đối với dây dẫn nhiều sợi xoắn lại, m = 0,85. ü r : bán kính ngoài của dây dẫn, ü a : khoảng cách giữa các trục dây dẫn (cấp 220 KV: a = 400; cấp 110KV: a = 300). Uvq = 286,8 (KV) > 220 (KV). Vậy: Thanh góp mềm đã chọn thoả điều kiện vầng quang. Ÿ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt : Điều kiện : Trong đó : ü CAl : hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn, CAl = 88. ü BN : xung lượng nhiệt. ü tqđ : thời gian qui đổi, tqđ = 1s. Vậy: thanh góp mềm thoả điều kiện ổn định nhiệt. Kết luận : thanh góp mềm đã chọn thoả mãn được các yêu cầu thiết kế. c. Chọn thanh góp cho cấp điện áp 22 KV và 0,4 KV : Ở cấp điện áp 22 KV do đã chọn tủ hợp bộ nên thanh góp đã có sẵn trong tủ hợp bộ, do vậy ta không cần phải chọn thanh góp ở cấp điện áp này. Còn cấp điện áp 0,4 KV này ta đã chọn thiết bị cấp điện áp thấp nên thanh góp đã có sẵn trong tủ hợp bộ. 2. Chọn cáp: v Chọn cáp 22 KV từ MBA đến tủ hợp bộ : Chọn cáp điện lực theo các điều kiện sau : Ÿ Theo mật độ dòng kinh tế : Ÿ Theo dòng điện cho phép lâu dài : ü K1 : hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường xung quanh. ü K2 : hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc số dây đặt song song. ü K3 : hệ số suy giảm do cách đặt dây. Ÿ Theo điện áp cho phép Ÿ Theo phát nóng ngắn hạn : ü C : hệ số phụ thuộc vật liệu cáp (CCu = 171;CAl = 88). v Chọn cáp cho cấp điện áp 22 KV : Theo bảng 6.1 và 6.2 ở chương 6 ta có : IN = 6,07(KA) = 6070(A). Ibt = 0,246(KA) = 246(A). Icb = 0,492(KA) = 492(A). Chọn cáp 3 lõi điện áp 20 KV đặt trong đất mỗi pha 1 cáp 3 lõi có : Ÿ Tiết diện : S = 3 x 70 mm2 Ÿ Icp = 3 x 200 = 600 (A). Ø Kiểm tra theo dòng cho phép : ü K1 = 0,94 : dây đặt trong đất nhiệt độ môi trường 300C. ü K2 = 0,84 : số cáp trong rãnh là 3, khoảng cách là 200mm. ü K3 = 1. ü Hệ số quá tải : Kqt = 1,3. = A. Vậy: thoả mãn điều kiện dòng điện cho phép. Ø Theo điện áp cho phép : Udm cáp = 20 KV ~ UHT = 22 KV Ø Theo phát nóng ngắn hạn : Sdd = 70 mm2 (mm2). Vậy: ta chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện S = 70 mm2 cho cấp điện áp 22 KV. CHƯƠNG IX TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 1. Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho phương án 1 : Phương án này dung 4 MBA 2 cuộn dây với : SdmB = (2x125) + (2x30) MVA ΔAnăm = 2112,334 (MWh). Tên thiết bị Số lượng Giá tiền/1 đơn vị (USD) Thành tiền (USD) Tổng (USD) MBA 2 cuộn dây 2 850.000 1.700.000 vB = 2.640.000 MBA 2 cuộn dây 2 470.000 940.000 Máy cắt khí SF6 cấp 220 KV 5 70.000 350.000 VTBPP= 1.532.700 Dao cách ly 220 KV 14 12.500 175.000 Máy cắt khí SF6 cấp 110 KV 9 21.500 193.500 Dao cách ly 110 KV 26 9.200 239.200 Máy cắt không khí ép 22 KV 23 25.000 575.000 Ø Vốn đầu tư : V = VB + VTBPP = vB*kB + VTBPP = 2.640.000*1,4 + 1.532.700 = 5.228.700 USD. Ø Phí tổn vận hành hàng năm của trạm : P = ΔPβ + Pv = ΔAnăm * 0,05USD + P = USD 2. Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho phương án 2 : Phương án này dùng 2 MBA tự ngẫu với : SdmBTN = 125 MVA. ΔAnăm = 2154,7 (MWh). Tên thiết bị Số lượng Giá tiền/1 đơn vị (USD) Thành tiền (USD) Tổng (USD) MBA từ ngẫu 2 985.120 1.970.240 vB = 1.970.240 Máy cắt khí SF6 cấp 220 KV 5 70.000 350.000 VTBPP = 1.379.100 Dao cách ly 220 KV 14 12.500 175.000 Máy cắt khí SF6 cấp 110 KV 13 21.500 279.500 Dao cách ly 110 KV 38 9.200 349.600 Máy cắt không khí ép 22 KV 9 25.000 225.000 Ø Vốn đầu tư : V = VB + VTBPP = vB*kB + VTBPP = 1.970.240*1,4 + 1.379.100 = 4.137.436 USD. Ø Phí tổn vận hành hàng năm của trạm : P = ΔPβ + Pv = ΔAnăm * 0,05USD + P = USD BẢNG TỔNG KẾT TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT 2 PHƯƠNG ÁN Phương án ΔA (MWh/năm) KB a% vB (USD) VBTPP (USD) V (USD) P (USD) 1 2112,334 1,4 8,4 2.640.000 1.379.100 5.075.100 426.414,02 2 2154,7 1,4 8,4 1.970.240 1.379.100 4.137.436 347.652,36 v Đánh giá và kết luận : Căn cứ váo bảng tổng kết ở trên , ta thấy vốn đầu tư ở phương án 1 lớn hơn ở phương án 2 va chi phí vận hành hàng năm của PA1 > PA2 (426414,02 USD > 347652,36 USD ). Vậy ta chọn phương án 2 là phương án thi công hợp li nhất theo điầu kiện kinh tế. PHẦN II THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHÖÔNG I TÍNH TOAÙN BAÛO VEÄ CHOÁNG SEÙT ÑAÙNH TRÖÏC TIEÁP CHO TRAÏM BIEÁN AÙP I. GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CHOÁNG SEÙT : 1 . Khaùi nieäm veà seùt vaø ñaët tính cuûa seùt : Seùt laø söï phoùng ñieän trong khí quyeån giöõa caùc ñaùm maây vôùi maët ñaát hay giöõa caùc ñaùm maây vôùi nhau . Caùc ñaùm maây cuøng vôùi maët ñaát taïo neân caùc tuï ñieän maây ñaát . ÔÛ phaàn treân cuûa caùc ñaùm maây thöôøng tích luõy caùc ñieän tích döông . Cöôøng ñoä ñieän tröôøng giöõa caùc ñaùm maây vaø maët ñaát seõ taêng daàn cho ñeán khi ñaït ñöôïc trò soá tôùi haïn 25-30 KV/cm thì khoâng khí bò ion hoùa vaø baét ñaàu daãn ñieän . Seùt ñaùnh vaøo ñöôøng daây taûi ñieän , caùc thieát bò vaø boä phaän mang ñieän cuûa traïm . Nhieàu tröôøng hôïp daãn ñeán söï coá traàm troïng trong heä thoáng , phaù huûy nhieàu thieát bò ñaét tieàn , gaây ngaén maïch caùc pha , giaùn ñoaïn cung caáp ñieän cho caùc hoä tieâu thuï , thieät haïi cho neàn kinh teá . Vì vaäy yeâu caàu choáng seùt phaûi ñaûm baûo moät caùch hieäu quaû nhaát caùc yeâu caàu veà kyõ thuaät khi seùt ñaùnh tröïc tieáp . Söï phoùng ñieän cuûa doøng seùt chia thaønh ba giai ñoaïn : - Giai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo . - Giai ñoaïn phoùng ñieän chuû yeáu . - Giai ñoaïn keát thuùc söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích . Bieân ñoä doøng ñieän seùt thöôøng khoâng vöôït quaù 200-300 KA , trong tính toaùn thöôøng laáy baèng 150 KA . Ñoä doác ñaàu soùng laø 30 KA/ms . 2. Thieát bò thu seùt : Ñeå baûo veä seùt ñaùnh tröïc tieáp cho traïm bieán aùp ngoaøi trôøi ta coù theå duøng caùc coät thu seùt hay caùc daây choáng seùt . Rieâng ñoái vôùi caùc vuøng laõnh thoå coù ñieàu kieän thôøi tieát gioâng baõo nhö ôû nöôùc ta thì neân duøng caùc coät thu seùt . Khi seùt ñaùnh tröïc tieáp vaøo ñöôøng daây , caùc thieát bò vaø caùc boä phaän mang ñieän seõ gaây neân quaù ñieän aùp gaây neân ngaén maïch hoaëc chaïm ñaát caùc pha laøm hö hoûng caùch ñieän cuûa caùc thieát bò , gaây thieät haïi veà kinh teá . Vieäc baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp vaøo traïm bieán aùp ñöôïc thöïc hieän baèng thieát bò thu seùt . Ñoù laø keát caáu bao goàm : - Boä phaän thu seùt ( 1 ) : Laøm baèng theùp oáng hoaëc thanh , tieát dieän khoâng nhoû hôn 100 mm ( coät thu seùt ) hoaëc laø daây theùp caêng ngang giöõa hai coät ( daây thu seùt ) . - Boä phaän daãn doøng ñieän seùt ( 2 ) : Noái lieàn hai boä phaän treân vôùi nhau laøm baèng daây theùp vaø coù tieát dieän khoâng nhoû hôn 50 mm. - Boä phaän noái ñaát ( 3) : Ñöôïc taïo thaønh bôûi moät heä thoáng coïc vaø thanh baèng kim loaïi noái lieàn nhau , choân trong ñaát coù ñieän trôû taûn nhoû ñeå taûn doøng thu seùt deã daøng . Khi chieàu cao cuûa coät thu seùt ( daây thu seùt ) vöôït quaù moät giôùi haïn naøo ñoù so vôùi ñoä cao cuûa vaät ñöôïc baûo veä thì haàu nhö toaøn boä caùc laàn seùt ñaùnh ñeàu rôi vaøo ñænh coät neân caùc vaät baûo veä ñöôïc an toaøn . Khu vöïc an toaøn ñoù ñöôïc goïi laø phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt ( daây thu seùt ) . Phaïm vi baûo veä naøy phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá khaùc nhau nhö : chieàu cao , soá löôïng , caùch boá trí cuûa caùc coät thu seùt ( daây thu seùt ) , caùc ñieàu kieän thuûy vaên nôi ñaët heä toáng thu seùt . II. CAÙC YEÂU CAÀU KINH TEÁ KYÕ THUAÄT KHI THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG THU SEÙT : Döïa treân caùc baûn veõ maët baèng vaø maët caét cuûa traïm ñeå xaùc ñònh vò trí vaø ñoä cao caàn ñöôïc baûo veä , döï kieán sô boä caùc phöông aùn boá trí heä thoáng thu seùt khaû thi vaø löïa choïn phöông aùn hôïp lyù nhaát ñeå tính toaùn thieát keá . Phöông aùn hôïp lyù phaûi thoûa maõn caùc yeâu caàu sau : - Phaïm vi baûo veä phaûi kín toaøn traïm . - Heä thoáng noái ñaát phaûi ñaûm baûo taûn doøng ñieän seùt nhanh nhaát . - Caùch boá trí heä thoáng thu seùt khoâng gaây phoùng ñieän ngöôïc treân caùch ñieän cuûa caùc thieát bò ñieän trong traïm . - Ñeå ñaûm baûo tính kinh teá , thöïc teá ñaõ cho pheùp khi thieát keá baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp vaøo traïm 220 KV ( 110 KV ) ñöôïc goïn nheï ít toán keùm vaät tö , tieän lôïi thi coâng , chieám ít dieän tích maët baèng traïm maø vaãn ñaûm baûo yeâu caàu kyõ thuaät . Do ñoù coù theå taän duïng keát caáu coù saün cuûa coâng trình nhö : Coät coång traïm , coät thanh caùi , coät ñeøn chieáu saùng , coät aêngten voâ tuyeán … - Vieäc ñaët coät thu seùt ñoäc laäp seõ taêng chi phí xaây döïng caùc truï ñôõ kim thu seùt . Do ñoù chæ ñaët coät thu seùt trong tröôøng hôïp caàn thieát ñeå ñaûm baûo yeâu caàu kyõ thuaät maø tröôøng hôïp ñaët coät thu seùt treân keát caáu cuûa traïm khoâng ñuû ñaûm baûo . Khi ñaët coät thu seùt ñoäc laäp thì khoaûng caùch giöõa coät vaø caùc vaät caàn ñöôïc baûo veä cuûa traïm caàn phaûi ñuû lôùn ñeå ñaûm baûo khoâng coù doøng ñieän ngöôïc töø coät thu seùt sang caùc thieát bò baûo veä . - Vieäc ñaët coät thu seùt treân keát caáu cuûa traïm cho pheùp khi traïm coù möùc caùch ñieän xung cao vaø ñieän trôû noái ñaát beù . - Khi cho pheùp ñaët coät thu seùt treân caùc keát caáu , thì noái ñaát cuûa chuùng chæ ñöôïc noái chung vaøo maïch voøng noái ñaát an toaøn traïm . - Taát caû caùc ñieåm noái ñaát truï xaø coù ñaët kim thu seùt phaûi xa ñieåm noái ñaát trung tính cuûa maùy bieán aùp treân 15 m theo maïch thanh daãn trong ñaát . III. PHAÏM VI BAÛO VEÄ CUÛA COÄT THU SEÙT : 1. Phaïm vi baûo veä cuûa moät coät thu seùt : Phaïm vi baûo veä laø moät hình choùp troøn xoay coù ñöôøng sinh daïng hyperpol ñaõ ñöôïc tuyeán tính hoùa , coù baùn kính rx . + Neáu vaät caàn ñöôïc baûo veä coù ñoä cao hx 2h/3 thì : rx = 1,5h.p( 1- hx/0,8h) + Neáu vaät caàn ñöôïc baûo veä coù ñoä cao hx> 2h/3 thì : rx = 0,75h.p( 1- hx/h) Trong ñoù : h : Ñoä cao coät thu seùt . p : Heä soá hieäu chænh theo ñoä cao coät thu seùt . p = 1 khi h 30 m . p = khi 30 mh60 m . 2. Phaïm vi baûo veä cuûa hai coät thu seùt : a. Hai coät thu seùt coù ñoä cao baèng nhau : Neáu hai coät thu seùt coù ñoä cao baèng nhau vaø ñaët caùch nhau moät khoaûng a<7h thì chuùng coù theå baûo veä moät vaät coù ñoä cao h0 ñaët giöõa chuùng . Vôùi h0=h-a/7p - Khi hx< 2h0/3 thì : r0x= 1,5.h0.p(1-hx/0,8h0) - Khi hx> 2h0/3 thì : r0x= 0,75.h0.p(1-hx/h0) b. Hai coät thu seùt coù ñoä cao khaùc nhau : Beân ngoaøi hai coät thu seùt , ta veõ vuøng baûo veä nhö moät coät thu seùt . Beân trong ta veõ vuøng baûo veä cuûa coät thu seùt cao nhaát . Sau ñoù keû moät ñöôøng thaúng töø ñænh coät thu seùt thaáp gaëp vuøng baûo veä cuûa coät thu seùt cao taïi moät ñieåm . Taïi ñieåm naøy ta xem nhö coù moät coät thu seùt giaû coù ñoä cao baèng ñoä cao cuûa coät thu seùt thaät , nhö vaäy seõ trôû laïi tröôøng hôïp hai coät thu seùt coù ñoä cao baèng nhau . 3. Phaïm vi baûo veä cuûa nhieàu coät thu seùt : Khi coâng trình baûo veä chieám moät dieän tích roäng thì ngöôøi ta ñaët nhieàu coät thu seùt . Maët baèng cuûa caùc coät thu seùt seõ taïo thaønh caùc hình tam giaùc hay hình chöõ nhaät . Vuøng baûo veä cuûa chuùng ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : + Beân ngoaøi ña giaùc ( tam giaùc , chöõ nhaät …) vuøng baûo veä ñöôïc xaùc ñònh bôûi töøng ñoâi coät thu seùt . + Beân trong ña giaùc , moät ñoä cao hx seõ ñöôïc baûo veä neáu noù thoûa maõn ñieàu kieän sau : D7 (h-hx) . Trong ñoù : h : Ñoä cao caùc coät thu seùt . D : Ñöôøng kính ñöôøng troøn ngoaïi tieáp ña giaùc . * Ñoái vôùi traïm ñang thieát keá ñeå coù keát quaû moät caùch töông ñoái chính xaùc ta duøng coâng thöùc sau : + Phaïm vi baûo veä cuûa moät coät : .p + Phaïm vi baûo veä cuûa hai coät coù cuøng ñoä cao : .p ( phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät ) h0=h-a/7 ; h0 : ñoä cao truï aûo giöõa hai truï . .p ; ( phaïm vi baûo veä giöõa hai coät ). + Phaïm vi baûo veä cuûa hai coät coù ñoä cao khaùc nhau : .p ( phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät ) a’’ : Khoaûng caùch töø truï cao ñeán truï ñoàng quy . a’’=.p ; vôùi hc : Chieàu cao cuûa truï cao ; hT : chieàu cao cuûa truï thaáp . Khoaûng caùch giöõa truï ñoàng quy vôùi truï thaáp a’= a-a’’ h’= hT ( truï ñoàng quy cao baèng truï thaáp ) h= hT -a’/7 ( chieàu cao truï aûo giöõa truï ñoàng quy vaø truï thaáp ) Phaïm vi baûo veä cuûa truï aûo : .p h : Ñoä cao coät thu seùt . p : Heä soá hieäu chænh theo ñoä cao coät thu seùt . p = 1 khi h 30 m . p = =5,5/ khi 30 mh60 m . V. GIÔÙI THIEÄU TRAÏM BIEÁN AÙP VAØ QUAN ÑIEÅM THIEÁT KEÁ : 1/ Giôùi thieäu traïm bieán aùp : Traïm bieán aùp ñaõ thieát keá coù ba caáp ñieän aùp 220/110/22 KV . Toaøn boä traïm ñöôïc ñaët trong khuoân vieân haøng raøo coù : + Chieàu daøi : 152 m + Chieàu roäng : 102 m + Chu vi :( 152+102 ). 2 = 508 m + Dieän tích : 152.102 = 15504 m . a. Caáp ñieän aùp 220 KV ñaët ngoaøi trôøi goàm : + Hai ñöôøng daây töø heä thoáng ñeán , moät thanh goùp AB vaø hai xaø ñöôøng daây maùy bieán aùp coù ñoä cao caàn baûo veä hx= 10,5 m . + Ñoä cao lôùn nhaát cuûa caùc khí cuï ñieän : 7.5 m . hx= 7,5 m . (ñoä cao caàn baûo veä ) . + Truï aêng ten cao : h = 44 m ( coù kim thu seùt cao 4 m ). b. Caáp ñieän aùp 110 KV ñaët ngoaøi trôøi goàm : + Moät thanh goùp CD coù ñoä cao caàn baûo veä hx= 8 m . + Hai maïch ñöôøng daây phuï taûi coù ñoä cao caàn baûo veä hx= 8 m . + Hai maïch ñöôøng daây maùy bieán aùp coù ñoä cao caàn baûo veä hx= 11 m . + Ñoä cao lôùn nhaát cuûa caùc khí cuï ñieän : 5,35 m . hx= 5,35 m . (ñoä cao caàn baûo veä ) . c. Caáp ñieän aùp 22 KV : Toaøn boä ñöôïc laép ñaët trong nhaø phaân phoái coù ñoä cao 5m . hx= 5 m . (ñoä cao caàn baûo veä ) . 2/ Quan ñieåm thieát keá : Do traïm coù caáp ñieän aùp 110 KV neân ta ñaët caùc coät thu seùt treân maët baèng cuûa coâng trình . Neáu caùc xaø thanh goùp thaáp hôn caùc coät thì ta gia coá chaân xaø ñoàng thôøi noái theâm truï cuûa xaø cho baèng ñoä cao cuûa coät cuøng caáp , muïc ñích ñeå taïo veû myõ quan cho coâng trình . Baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp vaøo traïm baèng caùc heä thoáng kim thu seùt ñöôïc laép ñaët treân caùc ñænh cuûa caùc truï choáng seùt , caùc coät coång , daøn thanh caùi 220 KV vaø 110 KV cuûa traïm , keát hôïp vôùi truï aêng ten cao 44 ( coù laép kim thu seùt cao 4m ) vôùi muïc ñích voøng baûo veä ñöôïc bao truøm phuû kín cho toaøn traïm . Neáu taän duïng caùc coät heát caùc coät vaø caùc xaø maø khoâng theå baûo veä heát caùc thieát bò thì ta phaûi ñaët theâm caùc coät thu seùt ñoäc laäp treân caùc truï ñeøn . Ngoaøi vieäc ñaûm baûo caùc yeâu caàu veà kinh teá vaø kyõ thuaät coøn phaûi boá trí sao cho ñaûm baûo veà maët myõ quan cho coâng trình . IV. TÍNH TOAÙN CUÏ THEÅ HEÄ THOÁNG THU SEÙT : 1/ Sô löôït boá trí kim thu seùt : Ta taïm chia traïm bieán aùp thaønh ba vuøng nhö sau : a. Vuøng I : Khu vöïc traïm 220 KV ( theo sô ñoà maët baèng ) : Töø khu vöïc saân ngaét ñieän 220 KV vaø maùy bieán aùp goàm 4 kim thu seùt ñöôïc ñaët treân caùc coät ñöôïc ñaùnh soá thöù töï töø H1 ñeán H4 vaø truï aêng ten HA . b. Vuøng II : Khu vöïc traïm caáp 110 KV ( theo sô ñoà maët baèng ) : Töø khu vöïc saân ngaét ñieän maùy bieán aùp ñeán heát caáp 110 KV goàm 4 kim thu seùt ñöôïc ñaët treân caùc coät ñöôïc ñaùnh soá thöù töï töø H5 ñeán H8 . c. Vuøng III : Khu vöïc nhaø ñieàu khieån vaø nhaø phaân phoái ( theo sô ñoà maët baèng , nhaø noùc baèng) : Khu vöïc naøy ñöôïc baûo veä nhôø vaøo heä thoáng kim thu seùt ñaët treân noùc nhaø ñöôïc ñaùnh soá töø K1 ñeán K6 , moãi kim coù ñoä cao 2 m . 2/ Xeùt vaø xaùc ñònh ñoä cao cuûa caùc coät thu seùt : a. Vuøng I : Khu vöïc traïm 220 KV ( theo sô ñoà maët baèng ) : Ñöôïc boá trí goàm 4 kim thu seùt ñöôïc ñaët treân caùc coät ñöôïc ñaùnh soá thöù töï töø H1 ñeán H4 , moãi kim thu seùt coù ñoä cao 5 m vaø truï aêng ten HA coù kim thu seùt cao 4 m . 1.a/ Xeùt vuøng baûo veä cuûa nhoùm coät thu seùt : Xeùt nhoùm coät : H1 , H2 , H3 vaø H2 , H3 , H4 : Ñoä cao toái ña caàn baûo veä laø 10,5 m vaø vuøng baûo veä xa nhaát . * Nhoùm coät : H1 , H2 , H3 Döïa vaøo baûn veõ maët baèng coù : Khoaûng caùch töø H1 ñeán H2 : a12= 59 m Khoaûng caùch töø H1 ñeán H3 : a13= 25 m Khoaûng caùch töø H2 ñeán H3 : a23 = ==64,08 m Ñöôøng kính voøng troøn ngoaïi tieáp tam giaùc H1 , H2 , H3 laø : D = Vôùi a12 , a13 , a23 laø ba caïnh cuûa tam giaùc H1 , H2 , H3 . p : nöûa chu vi tam giaùc H1 , H2 , H3. p = (a12+ a13+ a23)/2 = ( 25+59+64,08)/2 = 74.04m vaäy D == 64,08 m Ñieàu kieän ñeå caùc thieát bò naèm trong vuøng trong tam giaùc ñöôïc baûo veä an toaøn ôû ñoä cao toái ña 10,5 m phaûi thoûa ñieàu kieän : D8 (h-hx).p ; (p = 1 do coät thaáp hôn 30 m ) h D/8 + hx = 64,08 : 8 + 10,5 = 18,51 m Vaäy chieàu cao coät thu seùt phaûi cao hôn 18,51 m . Ta choïn chieàu cao cho caùc coät thu seùt H1 , H2 , H3 laø : h = 25,5 m ; vôùi hkim= 5 m * Nhoùm coät : H2 , H3, H4 : Döïa vaøo baûn veõ maët baèng coù : Khoaûng caùch töø H3 ñeán H4 : a34= 59 m Khoaûng caùch töø H2 ñeán H4 : a24= 25 m Khoaûng caùch töø H2 ñeán H3 : a23 = ==64,08 m Ta nhaän thaáy tam giaùc H2 , H3, H4 baèng tam giaùc H1 , H2, H3 ( coù a23 caïnh chung , a34 = a12 , a24 = a13 ) neân ta khoâng caàn tính nöõa vaø xeùt ôû ñoä cao caàn baûo veä laø 15,5 m ta cuõng choïn ñöôïc ñoä cao cho coät H4 laø : h = 25,5 m ; vôùi hkim= 5 m . Vaø töông töï caùc thieát bò coù ñoä cao toái ña 10,5 naèm trong vuøng trong tam giaùc H2 , H3, H4 cuõng ñöôïc baûo veä an toaøn . 2.a/ Xeùt vuøng baûo veä cuûa töøng coät rieâng leû : * Xeùt vuøng baûo cuûa coät H1 , H2 , H3 , H4: Caùc coät H1 , H2 , H3 , H4 coù ñoä cao h = 25,5 m , baûo veä cho caùc theát bò coù ñoä cao caàn baûo veä laø hx= 10,5 m . Baùn kính baûo veä cuûa töøng coät laø : rx1 = rx2 = rx3 = rx4 =.p ; ( p =1 do coät coù h=25,5 m < 30 m ) = = 17 m . 3.a/ Xeùt vuøng baûo veä cho töøng ñoâi coät : + Xeùt vuøng baûo veä cuûa ñoâi coät H1 , H2 ( Hai truï coù cuøng ñoä cao ) : Xeùt ôû ñoä cao toái ña caàn baûo veä hx=10,5 m . Ñoä cao truï aûo giöõa hai truï : h0.12=h-a12/7 = 25,5 – 59/