Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Trờng đH Bách khoa hà nội Độc lập Tự do Hạnh phúc
Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp
Họ và tên sinh viên:
Khoa : Điện Ngành : Hệ thống điện
Lớp : Hệ Thống Điện K1 Hải Dơng
1- ĐầU Đề THIếT Kế
Bảo vệ chống sét trạm biến áp và đờng dây
Trạm biến áp
+ Sơ đồ 110kV 2TG+TGV
220kV 2TG+TGV
+ Độ cao cần bảo vệ 110kV 11 m
220kV 16.5m
+ Mặt bằng: +
Mặt cắt :
+ Máy biến áp 2AT 110/220kV
+ Đờng dây vào trạm 110kV 2
220kV 5
+ Điện trở suất của đất 80.m
đờng dây
+ Cấp điện áp 220kV
+ Cột
Loại cột Sắt
Chiều cao cột 26,8m
Độ treo cao dây dẫn pha A20,8m
Độ treo cao dây dẫn pha B16,8m
Độ treo cao dây dẫn pha C16,8m
Góc bảo vệ pha A 25
0
Góc bảo vệ pha B 15,6

4- cán bộ hớng dẫn :
5- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :
6- Ngày hoàn thành nhiệm vụ
Nộp quyển
Bảo vệ

Cán bộ hớng dẫn
(Ghi rõ họ tên và ký tên)
-2-
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp
B GIO DC V O TO
TRNG I HC BCH KHOA H NI
---------------------------------------------------
BN NHN XẫT N TT NGHIP
H v tên sinh viên:
Ng nh: Hệ Thống Điện Khoá: 1 Hải D ơng
Giáo viên hng dn:
Giáo viên duyệt :
Ni dung thit k tt nghip:
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
............................................................................
1. Nhn xét ca giáo viên :
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................6
đặt vấn đề..........................................................................................................6
chơng I..................................................................................................................7
bảo vệ chống sét đánh trực tiếp.........................................................7
1.1. các yêu cầu:....................................................................................................7
1.2. phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét:.............................................................8
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét................................................................8
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét.............................................................13
1.3. phơng án bảo vệ của hệ thống thu sét:.........................................................15
1.3.1. Phơng án 1............................................................................................15
1.3.2. Phơng án 2............................................................................................19
1.3.3. Phơng án 3............................................................................................22
chơng ii..............................................................................................................27
Tính toán nối đất cho trạm..................................................................27
2.1. yêu cầu kỹ thuật khi nối đất trạm biến áp....................................................27
Nối đất làm việc.................................................................................................27
Nối đất an toàn..................................................................................................27
Có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho con ngời khi cách điện bị h hỏng. Thực
hiện nối đất an toàn bằng cách nối đất các bộ phận kim loại không mang điện nh
vỏ máy, thùng dầu máy biến áp, các giá đỡ kim loại. Khi cách điện bị h hỏng do
lão hoá thì trên các bộ phận kim loại sẽ có một điện thế nhng do nối đất nên điện
thế này có giá trị nhỏ không nguy hiểm cho ngời tiếp xúc................................27
Nối đất chống sét...............................................................................................27
2.2- Các số liệu dùng để tính toán nối đất..........................................................29
........................................................................................................................29
2.2.1. Nối đất an toàn......................................................................................29
Trong đó : RTN: điện trở nối đất tự nhiên.........................................................30
-5-
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp
Nối đất tự nhiên của trạm là hệ thống chống sét đờng dây và cột điện 110kV

Điện trở suất của đất: 80 .m
Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt đi kèm.

chơng I
bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
1.1. các yêu cầu:
Tất cả các thiết bị cần bảo vệ phải đợc nằm trọn trong phạm vi bảo vệ an toàn
của hệ thống bảo vệ.
Tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt bằng trạm và các yêu cầu cụ thể, hệ thống các
cột thu sét có thể đợc đặt trên các độ cao có sẵn nh xà, cột đèn chiếu sáng... hoặc
đợc đặt độc lập.
Khi đặt hệ thống cột thu sét trên kết cấu của trạm sẽ tận dụng đợc độ cao vốn
có của công trình nên sẽ giảm đợc độ cao của cột thu sét. Tuy nhiên đặt hệ thống
thu sét trên các thanh xà của trạm thì khi có sét đánh sẽ gây nên một điện áp giáng
trên điện trở nối đất và trên một phần điện cảm của cột. Phần điện áp này khá lớn
và có thể gây phóng điện ngợc từ hệ thống thu sét sang các phần tử mang điện khi
cách điện không đủ lớn. Do đó điều kiện để đặt cột thu sét trên hệ thống các thanh
xà trạm là mức cách điện cao và điện trở tản của bộ phận nối đất nhỏ.
-7-
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp
Đối với trạm ngoài trời từ 110kV trở lên do có cách điện cao nên có thể đặt
cột thu sét trên các kết cấu của trạm phân phối. Các trụ của kết cấu trên đó có đặt
cột thu sét thì phải nối đất vào hệ thống nối đất của trạm phân phối theo đờng
ngắn nhất và sao cho dòng điện I
S
khuyếch tán vào đất theo 3 - 4 cọc nối đất.
Ngoài ra ở mỗi trụ của kết cấu ấy phải có nối đất bổ sung để cải thiện trị số điện
trở nối đất.
Nơi yếu nhất của trạm phân phối ngài trời điện áp 110kV trở lên là cuộn dây
của máy biến áp. Vì vậy khi dùng chống sét van để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầu

6,1
X
X
X
hh
h
h
r

+
=
(1-1)
Trong đó : h: độ cao cột thu sét.
h
X
: độ cao cần bảo vệ.
h
a
=h-h
X
: độ cao hiệu dụng cột thu sét.
r
X
: bán kính của phạm vi bảo vệ.
Để dễ dàng và thuận tiện trong tính toán thiết kế thờng dùng phạm vi bảo vệ
dạng dạng đơn giản hoá đờng sinh của hình chóp có dạng đờng gẫy khúc nh hình
sau:
Rx
0,2h
a

3
2
>
thì
)1(75.0
h
h
hr
x
X
=
(1.3)
Các công thức trên chỉ đúng khi cột thu sét cao dới 30m. Hiệu quả của cột thu sét
cao trên 30m giảm đi do độ cao định hớng của sét giữ hằng số. Có thể dùng các
công thức trên để tính toán phạm vi bảo vệ nhng phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh
h
p
5,5
=
và trên hoành độ lấy các giá trị
hp75,0
và
hp5,1
.
b. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao bằng nhau.
Phạm vi bảo vệ của hai hoặc nhiều cột thu lôi thì lớn hơn tổng phạm vi bảo
vệ các cột đơn cộng lại. Nhng để các cột thu lôi có thể phối hợp đợc thì khoảng
cách a giữa hai cột phải thoả mãn
ha 7


h
h
hr
x
x
=

(1.5)
Nếu
0
3
2
hh
x
>
thì
)1.(.75,0
0
00
h
h
hr
x
x
=

(1.6)
Khi độ cao của cột thu sét vợt quá 30m thì có các hiệu chỉnh hệ số
h
p

Hình 1.2: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao giống nhau.

c. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau.
Trờng hợp hai cột thu sét có độ cao h
1
và h
2
khác nhau thì việc xác định
phạm vi bảo vệ đợc xác định nh sau:
Vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao (cột 1) và cột thấp (cột 2) riêng rẽ. Qua đỉnh
cột thấp (cột 2) vẽ đờng thẳng ngang gặp đờng sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở
điểm 3 điểm này đợc xem là đỉnh của một cột thu sét giả định. Cột 2 và cột 3 hình
thành đôi cột có độ cao bằng nhau và bằng h
2
với khoảng cách a. Bằng cách giả
sử vị trí x có đặt cột thu lôi 3 có độ cao h
2
. Điểm này đợc xem nh đỉnh của một cột
thu sét giả định. Ta xác định đợc các khoảng cách giữa hai cột có cùng độ cao h
2
là a
'
và x nh sau:
-11-
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp
0,2h1
0,8h1
h1
ho
2

Nếu
12
3
2
hh
>
ta có công thức:
)1(75,0
1
2
1
h
h
hx
=
(1.8)
xaa
=
'
(1.9)
Phần còn lại giống phạm vi bảo vệ cột 1.
d. Phạm vi bảo vệ của một nhóm cột thu sét (số cột >2).
Để bảo vệ đợc một diện tích giới hạn bởi một đa giác thì độ cao của cột thu
lôi phải thoả mãn:
a
hD 8

(1.10)
Trong đó: D là đờng kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo bởi các chân cột.
Nhóm cột tam giác có ba cạnh là a, b,c có: +

-12-
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp

D
a
b
c

D
a
b

Hình1.4: Phạm vi bảo vệ của nhóm cột tạo thành tam giác và chữ nhật.
1.2.1. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét.
a. Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét.
Phạm vi bảo vệ của dây thu sét là một dải rộng. Chiều rộng của phạm vi bảo
vệ phụ thuộc vào mức cao h
x
đợc biểu diễn nh sau :
-13-