Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kv

g cột thu sét hoặc dây thu sét Phạm vi bảo vệ của cột thu sét Đó là hình chóp tròn xoay có đường sinh dạng hyperbol rx=1,6*h* Với p=1 khi h £ 30 m P= khi 30 m< h £ 60 m Độ cao vượt lên trên vật được bảo vệ của cột thu sét Ha=h-hx : độ cao hiệu dụng của cột thu sét Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét a/ Hai cột thu sét có cùng độ cao 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: 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 thỏa điều kiện : 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 : ) b/ 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 : ) C/ Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét Khi công trình cần được bảo vệ chiếm diện tích lớn thì người ta thường dùng hệ thống nhiều cột thu sét để bảo vệ .Để xác định phạm vi bảo vệ , người ta chia hệ thống cột thu sét thành từng nhóm 3 hoặc 4 cột thu sét .Mặt bằng của phạm vi bảo vệ của 3 cột thu sét không nằm trên cùng một đường thẳng và 4 cột thu sét đặt ở 4 góc của hình chữ nhật Bên ngoài diện tích của đa giác đi qua chân của cột thu sét phạm vi bảo vệ được xác định như giữa từng đôi cột thu sét với nhau .Còn tất cả các thiết bị có độ cao lớn nhất hx đặt trong diện tích của tam giác hay diện tích hình chữ nhật sẽ được bảo vệ an toàn nếu điều kiện sau được thoả mãn : D£ 8(h-hx)p Với p=1 khi h£ 30 m P= khi 30 (m) < h £ 60 (m) D : là đường kính vòng tròn ngoại tiếp của tam giác hay chữ nhật chạy qua đỉnh của cột thu sét B)Kiểm tra phạm vi bảo vệ của các cột thu sét Trạm biến áp gồm 2 khu vực có cấp điện áp cao là 220KV va2110KV .ứng với từng cấp điện áp ta chọn và tính toán hệ thống thu sét cho phù hợp I/ Chọn hệ thống chống sét cấp 220KV Khu vực 220KVgồm có : 2 mạch đường dây 2 mạch máy biến áp 1 mạch hệ thống thanh góp phân đoạn A/ Tính với hx=10,5 m Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét Do các cột thu sét có độ cao giống nhau và có hx giống nhau .Nên rx ta cũng tính giống với các cột thu sét khác Ta có h = 25,5m hx=10,5m p=1 : vì chiều cao của trụ <30 m Ta có h = . 25,5 = 17 m > hx Ta dùng công thức : rx=1,6*h* rx 10,5 =1,6*25,5* 2)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (1-2 ) và (3-4) rx=17 r0x=7,32 3-4 1-2 a =54 m Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=54 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*17,78 3 ) Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (1-3 ) và (2-4) r0x=10,22 2-4 a =37 m rx=17 1-3 Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=37 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*20,21 4)Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét (1-2-3-4) a=54 b=37 D=65,45 Ta có a=17+20+17=54m b=20+17=37m D= * Kiểm tra điều kiện D ≤ 8(h-hx) Mà 8(h-hx) =8(25,5-10,5)=120(m) Suy ra D=65,45(m) ≤ 8(h-hx)=120(m) Như vậy điều kiện trên đã thỏa 5)Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét (3-4-5-6) a=54 D=65,45 3 4 6 5 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=42,5 Ta có a=17+20+17=54m b=42,5m D= * Kiểm tra điều kiện D ≤ 8(h-hx) Mà 8(h-hx) =8(25,5-10,5)=120(m) Suy ra D=68,7(m) ≤ 8(h-hx) =120(m) Như vậy điều kiện trên đã thỏa 6 )Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (3-5 ) và (4-6) r0x=9,26 4-6 a =42,5 m rx=17 3-5 Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=42,5 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*19,42 B/ Tính với hx=15,5 m 1)Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét Do các cột thu sét có độ cao giống nhau và có hx giống nhau .Nên rx ta cũng tính giống với các cột thu sét khác Ta có h = 25,5m hx=15,5m p=1 : vì chiều cao của trụ <30 m Ta có h = * 25,5 = 17 m > hx Ta dùng công thức : rx=1,6*h* rx 15,5 =1,6*25,5* 2)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (1-2 ) và (3-4) rx=9,95 r0x=1,94 3-4 1-2 a =54 m Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=54 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*17,78 3 ) Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (1-3 ) và (2-4) r0x=4,26 2-4 a =37 m rx=9,95 1-3 Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=37 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*20,21 4)Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét (1-2-3-4) a=54 b=37 D=65,45 Ta có a=17+20+17=54m b=20+17=37m D= * Kiểm tra điều kiện D ≤ 8(h-hx) Mà 8(h-hx) =8(25,5-15,5)=80(m) Suy ra D=65,45(m) ≤ 8(h-hx)=80(m) Như vậy điều kiện trên đã thỏa 5)Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét (3-4-5-6) a=54 D=65,45 3 4 6 5 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=42,5 Ta có a=17+20+17=54m b=42,5m D= * Kiểm tra điều kiện D ≤ 8(h-hx) Mà 8(h-hx) =8(25,5-15,5)=80(m) Suy ra D=68,7(m) ≤ 8(h-hx) =80(m) Như vậy điều kiện trên đã thỏa 6 )Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (3-5 ) và (4-6) r0x=3,48 4-6 a =42,5 m rx=9,95 3-5 Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=42,5 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*19,42 II/ Chọn hệ thống chống sét cấp 110KV Khu vực 110Kvgồm có : 2 mạch đường dây 2 mạch máy biến áp 1 mạch hệ thống thanh góp phân đoạn 2 phụ tải A/Ttính với hx=8 m 1)Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét Do các cột thu sét có độ cao giống nhau và có hx giống nhau .Nên rx ta cũng tính giống với các cột thu sét khác Ta có h = 19m hx=8m p=1 : Vì chiều cao của trụ <30 m Ta có h = . 19 = 12,66 m > hx Ta dùng công thức : rx=1,6*h* rx 8 =1,6*19* 2)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (7-8 ) và (9-10) rx=12,38 r0x=5,1 9-10 7-8 a =41 m Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=41 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*13,14 3)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (7-9 ) và (8-10) rx=12,38 r0x=7,2 8-10 7-9 a =29 m Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=29 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*14,9* 5)Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét (7-8-9-10) a=41 D=50,21 7 8 10 9 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=29 Ta có a=41m b=29m D= * Kiểm tra điều kiện D ≤ 8(h-hx) Mà 8(h-hx) =8(19-8)=88(m) Suy ra D=50,21(m) ≤ 8(h-hx) =88(m) Như vậy điều kiện trên đã thỏa B/Tính với hx=11 m 1)Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét Do các cột thu sét có độ cao giống nhau và có hx giống nhau .Nên rx ta cũng tính giống với các cột thu sét khác Ta có h = 19m hx=11m p=1 : vì chiều cao của trụ <30 m Ta có h = . 11 = 7,3 m > hx Ta dùng công thức : rx=1,6*h* rx11 =1,6*19* 2)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (7-8 ) và (9-10) rx=8,1 r0x=1,9 9-10 7-8 a =41 m Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=41 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*13,14 3)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét (7-9 ) và (8-10) rx=8,1 r0x=3,6 8-10 7-9 a =29 m Aùp dụng công thức : h0=h- Ta có a=29 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*14,9* 5)Phạm vi bảo vệ của 4 cột thu sét (7-8-9-10) a=41 D=50,21 7 8 10 9 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=29 Ta có a=41m b=29m D= * Kiểm tra điều kiện D ≤ 8(h-hx) Mà 8(h-hx) =8(19-11)=64(m) Suy ra D=50,21(m) ≤ 8(h-hx) =64(m) Như vậy điều kiện trên đã thỏa C)Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét có(5-7) độ cao khác nhau: Ta có a=30 m p=1 * Với h1=25,5 m h2=19 m hx=11 m a/ = a * Với h1=25,5 m h2=19 m hx=8 m Chương II : Tính Toán Hệ Thống Nối Đất Cho Trạm I / Khái niệm chung Nối đất của trạm đóng vai trò quan trọng trong việc phát huy tác dụng bảo vệ của hệ thống thu sét .Nếu nối đất không đạt yêu cầu nhiều khi hậu quả có thể còn xấu hơn là không đặt hệ thống thu sét .Đối với trạm ngoài trời có điện áp ≥ 110KV , hệ thống thu sét được đặt trên kết cấu công trình của trạm .Nên một phần dòng sét sẽ tản qua mạch nối đất an toàn .Vì vậy , trứơc tiên phải thiết kế hệ thống nối đất an toàn cho trạm và trên cơ sở đó tính toán hệ thống nối đất này theo yêu cầu chống sét, khi tản dòng sét điện áp giáng xung trên hệ thống nối đất phải bé để không gây ra phóng điện ngược trong trạm II / Tính toán và thiết kế hệ thống nối đất (HTNĐ) Lưới điện áp 110KV trở lên thuộc hệ thống có trung tính trực tiếp nối đất , có dòng ngắn mạch chạm đất lớn trên 500A .Theo quy phạm về nối đất các trang thiết bị điện có điện trở nối đất an toàn của trạm phải thỏa yêu cầu R≤ 0,5 Điều kiện này là để giảm bớt chi phí xây dựng hệ thống nối đất , tiết kiệm vật liệu xây dựng .Trong thiết kế cần tận dụng các kết cấu kim loại chôn trong đất vốn phục vụ cho các mục đích khác nhưng có thể tham gia tản dòng điện chạm đất , coi như là loại nối đất sẵn có hay là nối đất tự nhiên có điện trở tản là Rtn Nếu gọi phần nối đất phải thiết kế là nối đất nhân tạo có điện trở tản Rnt thì theo quy phạm trên điện trở tản tổng của toàn bộ hệ thống nối đất phải thỏa yêu cầu : R= 0,5 Rtn ≤ 1 Quy định Rtn ≤ 1 nhằm tăng cường và dự phòng cho các trường hợp khi nối đất tự nhiên thay đổi 1) Nối đất tự nhiên Phần nối đất sẵn có cần tận dụng là các đường ống kim loại chôn ngầm tiếp xúc trực tiếp với đất , trừ các ống dẫn chất dễ cháy nổ , vỏ cáp bằng chì chôn ngầm trong đất (không dùng vỏ cáp bằng nhôm vì có lớp bảo vệ chống ăn mòn) , cốt thép móng bê tông của xà , cột trong trạm và nối đất của dây chống sét, cột điện của các đường dây của dây chống sét kéo đến tận xà của trạm Điện trở tản của nối đất tự nhiên có thể tính sơ bộ gần đúng , có tính chất ước lượng theo các công thức tính điện trở tản của điện cực thanh ( đối với ống kim loại và vỏ cáp ) , điện trở nối đất của cột điện đường dây truyền tải ( đối với móng trụ , xà) nhưng số liệu tin cậy nhất có được bằng cách đo đạt tại chỗ Việc xác định đầy đủ chính xác số liệu về các loại nối đất tự nhiên này rất khó khăn , nhưng thường chỉ xét đến sự tham gia của điện trở nối đất của hệ thống (dây chống sét, cột) của các đường dây truyền tải nối vào trạm Sơ đồ thay thế tính RCS-C RC RCS RCS RCS RC RC Đó là điện trở đầu vào của mạch địên thông số tập trung tạo nên bởi điện trở nối đất của các cột điện và điện trở tác dụng của dây chống sét giữa 2 cột RCS-C = Đối với những đường dây chỉ được bảo vệ bàng dây chống sét trên toàn tuyến thì số cột đặt dây chông sét lớn ,thường m< 20 nên có thể tính gần đúng : RCS-C =* m Các thông số cần biết: RC : Điện trở nối đất của cột điện tới trạm.Nếu điện trở suất của đất trong khu vực cógiá trị như sau: < 500 thì chọn RC =10 > 500 thì chọn RC =15 RCS: Điện trở tác dụng của dây chống sét trong một khoảng vượt ( giả thiết các khoảng vượt đều bằng nhau) Ta có : RCS = k* r0*l Trong đó l : Chiều dài trung bình của khoảng vượt r0 : Điện trở của một đơn vị dài của dây chống sét k: Hệ số phụ thuộc số dây chống sét trên đường dây k=1 khi có 1 dây chống sét k=0,5 khi có 2 dây chống sét Nếu có nối đất đường dây chống sét nối vào trạm thì: Rtn= Nối đất nhân tạo Hệ thống nối đất nhân tạo là bộ phận nối đất phải thiết kế thêm để thoả mãn yêu cầu về điện trở nối đất , để tiếp đất các trang thiết bị điện của trạm một cách thuận lợi và để cân bằng điện thế Nó gồm mạch vòng nối đất chạy theo ven chu vi (RMV) , bản thân là mạch vòng thanh(RT) hoặc nối với nhiều cọc (RC) rải đều ven chu vi ( điện trở suất của đất lớn và kích thước của trạm tương đối bé) .Trong phạm vi của trạm có 1 hệ thống thanh ngang dọc tạo thành một lưới nối đất có nhiệm vụ cân bằng thế trong khu vực trạm và để tiếp đất thuận lợi cho các thiết bị điện Ngoài ra, theo yêu cầu của quy phạm chống sét cho trạm phân phối điện , thì trong mọi trường hợp khi nối đất chống sét luôn nối chung với nối đất an toàn ( trường hợp lợi dụng kết cấu công trình của trạm để đặt hệ thống thu sét) , dưới chân các cột thu sét và dưới chân xà đỡ các dây chống sét của của các đường dây nối vào trạm phải có nối đất bổ sung (RBS) để tản dòng sét thuận lợi .Toàn bộ các hệ thống nối đất bổ sung này (RBS) cũng tham gia tản dòng ngắn mạch chạm đất tần số công nghiệp .Trong phương pháp tính gần đúng khi bỏ qua điện trở tản của lưới cân bằng thế thì điện trở nối đất nhân tạo gồm: Rnt = RMV // Nếu mạch vòng là thanh thì : RMV = Rt = Với = (: Điện trở suất tính toán của đất đối với thanh kt : Hệ số mùa của thanh l: Tổng chiều dài của thanh ven chu vi (m) l=2(l1+l2) d: Đường kính của thanh . nếu đường kính của thanh dẹp có bề rộng là b thì d= h0 :Độ chôn sâu của thanh (m) k :Hệ số hình dáng của mạch vòng , phụ thuộc tỉ số 1 1,5 2 3 4 K 5,53 5,81 6,42 8,17 10,4 Nếu mạch vòng có cả thanh và cọc thì: RMV = Trong đó : n : Số cọc : Hệ số sử dụng của cọc : Hệ số sử dụng của thanh RT :Điện trở của vòng thanh RC : Điện trở tản của 1 cọc Đối với cột chôn chìm , điện trở tính theo: RC = ) Trong đó : km: Hệ số mùa của cọc lc : Chiều dài cọc ( lấy 2 ÷ 3 m) d: Đường kính cọc, nếu cọc dẹp thì d= h: Độ sâu tính từ mặt đất đến 0,5 cọc , h= h0 +(m) Thanh thường là thép tròn đường kính từ 1÷2( cm) hoặc , thép dẹp 4x20 ÷ 4x40(mm2), chôn sâu cách mắt đất 0,5 ÷ 0,8(m) Ta dùng thêm cọc trong trường hợp điện trở tản xoay chiều của mạch vòng thanh chưa đạt yêu cầu .Để chọn số lượng cọc cho hợp lý về kinh tế và kỹ thuật cần xác định quan hệ RMV = f(n) Mà RMV = Nối đất bổ sung Dùng để tản dòng điện sét một cách thuận lợi nên được thực hiện theo hình thức nối đất tập trung .Tuỳ theo điện trở suất của đất bé hay lớn mà dùng cách nối đất hợp lý cho từng trường hợp Trường hợp nối đất bổ sung gồm tổ hợp nhiều tia (nt) , dọc theo mỗi tia có nhiều cọc (nc) Rbs = ( Trong đó : RT :Điện trở tản của 1 thanh (tia) RC : Điện trở tản của 1 cọc nc,nt : Số cọc trong mỗi tia và số tia : Hệ số sử dụng các cọc và thanh theo hình tia : Hệ số sử dụng nối đất bổ sung ở tần số công nghiệp Trường hợp nối đất bổ sung dạng nối đất đơn giản Rbs = Điện trở tản xoay chiều của toàn bộ nối đất bổ sung trạm : Trong đó m: số điểmđặt nối đất bổ sung cho toàn trạm , gồm nối đất bổ sung của kim thu sét , cột thu sét và các dây chống sét nối vào mạch vòng trạm III / Tính tổng trở sung của hệ thống nối đất có nối đất bổ sung Tổng trở xung của hệ thống nối đất được tính gần đúng theo các giả thiết sau: Ta xem chỉ có hệ thống nối đất đặt dưới chân cột (kim) thu sét trực tiếp sét đánh vào và mạch vòng nối đất ven chu vi của trạm tham gia vào quá trình tản dòng sét Bỏ qua ảnh hưởng màn che giữa nối đất bổ xung và mạch vòng nối đất của trạm Bỏ qua hiện tượng phóng điện trong đất chỉ kể đến ảnh hưởng của điện cảm của mạch vòng nối đất TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM A/NỐI ĐẤT TỰ NHIÊN Tính toán cho tram 220KV Điện trở suất của đất tại vị trí trạm =150 vì ta chọn loại đất khô =km* Trong đó km=1,6 vì do chọn thanh vòng chôn ngang có độ sâu là 0,8 m đo được lú đất khô ráo =km* =1,6*150 =240< 500 Nên ta chọn điện trở nối đất của cột điện ở đoạn đến trạm là RC=10 Điện trở tác dụng của đoạn dây chống sét trong một khoảng vượt ( giả thiết các khoảng vượt bằng nhau ) RCS= k* r0* l Trong đó : k: Hệ số phụ thuộc vào số dây chống sét trên đường dây Ta chọn k=0,5 vì có 2 dây chống sét r0=2,38 do dùng dây chống sét loại TK-70 L:Chiều dài trung bình của khoảng vượt lấy l=0,3 km RCS=0,5*2,38*0,3 =0,357 Điện trở tổng của hệ dây chống sét –cột RCS-C = Trạm 220KV có 2 đường dây nối vào hệ thống nên : Rtn== Tính toán cho trạm 110KV Điện trở suất của đất tại vị trí trạm =150 vì ta chọn loại đất khô =km* Trong đó km=1,6 vì do chọn thanh vòng chôn ngang có độ sâu là 0,8 m đo được lú đất khô ráo =km* =1,6*150 =240< 500 Nên ta chọn điện trở nối đất của cột điện ở đoạn đến trạm là RC=10 Điện trở tác dụng của đoạn dây chống sét trong một khoảng vượt ( giả thiết các khoảng vượt bằng nhau ) RCS=k*r0*l Trong đó : k : Hệ số phụ thuộc vào số dây chống sét trên đường dây Ta chọn k=1 vì có 1 dây chống sét r0=3,7 do dùng dây chống sét loại TK-50 L:Chiều dài trung bình của khoảng vượt lấy l=0,2 km RCS=1*3,7*0,2 =0,74 Điện trở tổng của hệ dây chống sét –cột RCS-C = Trạm 110KV có 4 đường dây nối vào hệ thống nên : Rtn== Þ Vậy điện trở nối đất tự nhiên của toàn trạmlà: Rtn=Rtn-220 // Rtn-110 =0,85 // 0,59 = B/ THIẾT KẾ NỐI ĐẤT NHÂN TẠO Điện trở nối đất nhân tạo được thiết kế nhằm thoả mãn các yêu cầu về điện trở nối đất trong phương pháp gần đúng nếu bỏ qua điện trở tản của lưới cân bằng thế thì điện trở nối đất nhân tạo gồm : Rnt=RMV // Rbså Trong đó : RMV : Điện trở mạch vòng ven chu vi của trạm bao gồm mạch vòng thanh .Nếu điện trở suất của trạm bé và trạm có kích thước lớn hay kết hợp với các cọc rải đều ven chu vi Rbså : Điện trở tản xoay chiều của toàn bộ nối đất bổ xung 1) Thiết kế mạch vòng nối đất Chọn mạch vòng ven chu vi trạm có kích thướt : - Chiều dài ven chu vi : l1=154 m - Chiều rộng ven chu vi : l2=85 m - Chu vi mạch vòng l = 2(l1+l2) = 2(154+85) = 478m a) Điện trở nối đất mạch vòng thanh RMV = Rt = Với = (: Điện trở suất tính toán của đất đối với thanh km : Hệ số phụ thuộc vào mùa khi có điện trở suất của đất km=1,6 đất khô =150*1,6=240( Dùng thanh là loại thép dẹt có tiết diện (4x40 mm2 ) d= Thanh chôn sâu có t0 =0,8 m k:Hệ số hình dáng của mạch vòng phụ thuộc vào l1 và l2 Với Tra bảng (4-2) và dùng phương pháp nội suy ta được: k=5,81+ RMV = Rt = b) Xác định RC của mạch vòng RC = Trong đó : km=1,4 (vì đất khô, cọc chôn đứng) =150 () =150*1,4 =210 ( lc: Chiều dài cọc(2-3 m) ta lấy lc=3m d: Đường kính cọc , lấy d=0,03m (vì dùng thép tròn) t0=0,8 m, lc =3m t= t0 + RC = = 62,83 ( Như vậy ta có điện trở tản của mạch vòng có thêm cọc ven chu vi của trạm được xác định : RMV = xác định các cọc đóng vào mạch vòng: Chọn tỉ số =1,2,3,4 . Ta chọn = 3 Bằng cách chọn khoảng cách giữa các cọc từ đó suy ra cọc cần thiết :n= =3 suy ra a=3*3=9(m) n= cọc Như vậy ta chọn số cọc là 60 cọc Tra bảng (1-4) ta có: n=60 và Suy ra =0,62 Tra bảng (1-5) ta có: n=60 và Suy ra =0,36 Từ các số liệu đã tính như trên thay vào công thức : RMV= 2)Thiết kế nối đất bổ xung Tại chân mỗi cột thu sét bố trí thêm nối đất bổ xung , các hệ thống nối đất bổ xung này được nối vào hệ thống nối đất an toàn của trạm nhằm giảm tổng trở xung . Do đó chúng cũng tham gia tản dòng điện ngắn mạch chạm đất tần số công nghiệp : Chọn dạng nối đất đơn giản dùng 3 tia Thanh dùng làm tia là thép dẹt (4x40 mm2) Mỗi tia dài lt =15 m Thanh chôn nằm ngang có độ sâu t0 =0,8 m Đường kính của thanh d=0,02m Khoảng cách giữa các cọc =3 m + Điện trở của 1 tia được tính theo công thức : Rtia = Ta có Rtia = *Tính Rbs Rbs= n: số tia ,chọn n=3 :hệ số sử dụng của thanh Tra bảng (1-7) = 0,85 Rbs= Điện trở tản xoay chiều của toàn bộ nối đất bổ xung của trạm Rbså= M: số kim thu sét ,theo thiết kế toàn trạm có 10 vị trí đặt kim thu sét nên m=10 Rbså= Điện trở tản của toàn bộ hệ thống nối đất nhân tạo å Trong đó Rmv=1,19( Rbså =0,954( å = Như vậy ta tính toán đã thoả điều kiện Điện trở tản của toàn bộ hệ thống nối đất là: Rnđ=Rtn // Rnt Trong đó Rnt = 0,34( Rnt = 0,52( Rnđ=Rtn // Rnt = Như vậy ta tính toán đã thoả điều kiện Kết luận : hệ thống nối đất khi thiết kế thoả mãn yêu cầu về nối đất an toàn đúng về mặt kỹ thuật 3) Điện trở tản của nối đất chống sét Ơû các trạm biến áp và nhà máy điện trong những điều kiện nhất định , cột thu sét có thể đặt ngay trên kết cấu công trình của trạm và nhà máy như : cột ,xà, cột đèn pha, anten Nhờ lợi dụng độ cao sẵn có mà tận dụng phạm vi bảo vệ giảm được giá thành xây dựng cột thu sét . Nhưng khi sét đánh vào cột thu sét , dòng điện truyền qua thân cột tản qua điện trở nối đất có thể phóng điện ngược từ các kết cấu công trình (xà ,cột ) của trạm đến các thiết bị mang điện ( dây dẫn , thanh góp ) nếu điện áp giáng trên hệ thống nối đất vượt quá điện áp phóng của cách điện trạm Như vậy xuất phát từ điều kiện an toàn trên ta cần phải xác định điện trở nối đất cần phải đạt được để tránh xảy ra phóng điện ngược Điện trở tản xung của dạng nối đất tập trung Đối với dạng nối đất tập trung , do chiều dài của điện cực không lớn , ảnh hưởng của điện cảm bản thân điện cực không đáng kể ,trong khi hiện tượng phóng tia lửa điện trong đất tạo nên ở xung quanh điện cực khu dẫn điện tốt .Trong tính toán gần đúng có thể xem tia lửa điện phát triển đồng đều , đất trong khu vực có độ dẫn điện tương đương với kim loại làm điện cực .Để tính toán gần đúng điện trở tản xung của một loại điện cực thì dùng công thức tính điện trở tản ở tần số công nghiệp Điện trở tản xung của một tổ hợp nối đất Để xác định điện trở tản xung của một tổ hợp nối đất tập trung (của cột thu sét độ lập, của cột điện đường dây ) cần tiến hành các bước sau : Tính điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp của từng loại điện cực riêng lẻ Xác định sự phân bố dòng sét trên từng loại điện cực theo tỉ lệ nghịch của trị số điện trở tản xoay chiều của chúng Xác định hệ số xung của từng loại điện cực phụ thuộc dòng sét qua chúng và điện trở suất của đất bằng cách tra bảng hay các đường cong tương ứng trong các điều kiện thiết kế chống sét .Từ đó xác định được điện trở tản xung của từng loại điện cực riêng lẻ Rxc=RC* Rxtia=Rtia* Điện trở tản của cả nối đất tổ hợp xác định theo : Rxå= n : Số cọc mắc bổ xung tại các điểm thu sét : n=10*9=90 cọc Với , =3,5 và biên độ là 10KA Tra bảng 1-8 ta có: =3 m 62,83 * 0,85=53,4( 1,15= 24,33*1,15=27,97( Với nối đất đơn giản hình tia gồm 3 tia , trên mỗi tia gắn 3 cọc 0,82 Rxå= Kiểm tra điều kiện an toàn nối đất Dòng sét tản qua hệ thống nối đất của trạm sẽ tạo nên một điện áp giáng trên tổng trở xung của nó .Trị số cực đại của giá trị điện áp giáng này bằng IS*Zå(0,) Với IS : Biên độ của dòng sét đầu vào hệ thống nối đất Để không xảy ra hư hỏng cách điện của trang thiết bị hoặc gây ra phóng điện ng