Bài tập dài cao áp 1

Bài tập dài cao áp là tài liệu hướng dẫn thiết kế tính toán chống sét đánh một phạm vi vùng bảo vệ được cho trước và tính toán nối đất

Bài tập dài cao áp

I Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

I.1.Bố trí các cột thu sét.

Theo sơ đồ kết cấu của trạm, ta mới chỉ biết diện tích mặt bằng trong trạm mà cha biết

vị trí của các thiết bị trong trạm Vì vậy ta chỉ cần bố trí các cột chống sét sao cho bảo

vệ đợc diện tích bên trong trạm ở độ cao hx

Hình 1: bố trí các cột thu sét.

Với kích thớc của trạm ta bố trí 8 cột thu sét, vị trí của các cột trên hình vẽ

Đờng kính của đờng tròn đi qua 3 đỉnh của các tam giác 128, 234, 456, và678 là

m

D 50 2 40 2 64







Vậy để toàn bộ phần diện tích giới hạn bởi các tam giác đó đợc bảo vệ thì

D<=8ha

 chiều cao hiệu dụng của các cột thu sét là

m D

8

64

8  



Chiều cao của cột thu sét là: h=hx+ha=7.5+8=15.5m

Vậy ta chọn chiều cao của các cột thu sét là h=16m

I.2.Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét

Bán kính bảo vệ của các cột thu sét ở độ cao hx là

x

x h

h h

16 8 0

5 7 1 16 5 1 8

0 1 5























Độ cao lớn nhất đợc bảo vệ tại khoảng giữa 2 cột (1,2),(2,3),(5,6),(6,7) là

h01=h-a1/7=16-50/7=8.86m

Bán kính bảo vệ tại khoảng giữa 2 cột (1,2),(2,3),(5,6),(6,7) ở độ cao hx là

Vì hx=7.5m>2/3xh01 x m

h

h h

86 8

5 7 1 86 8 75 0 1

75 0

01 01

































Độ cao lớn nhất đợc bảo vệ tại khoảng giữa 2 cột (3,4),(4,5),(7,8),(8,1)là

h02=h-a2/7=16-40/7=10.29m

Bán kính bảo vệ tại khoảng giữa 2 cột (3,4),(4,5),(7,8),(8,1) ở độ cao hx là

Vì hx=7.5m>2/3xh02

m x

h

h h

29 10

5 7 1 29 10 75 0 1

75

.

0

02 02

































Từ các số liệu tính toán trên ta vẽ đợc phạm vi bảo vệ của các cột thu sét nh sau

Hình 2: phạm vi bảo vệ của các cột thu sét.

II.Tính toán nối đất.

Nhiệm vụ của nối đất là tản dòng điện xuống đất để đảm bảo cho thế trên vật nối

đất có giá tri bé

Trong việc bảo vệ quá điện áp, nối đất của trạm, của các cột thu sét, của đờng dây

và của thiết bị chống sét rất quan trọng Vì trạm trạm biến áp có cấp điện áp 35kV nên nối đất an toàn và nối đất chống sét riêng nhau

1 Nối đất an toàn.

Nối đất an toàn với mục đích là bảo vệ con ngời Nối đất an toàn với trạm có điện

áp 35kV phải thoả mãn điều kiện sau:

Rđ≤4Ω

Vì trạm 35kV lên điện trở nối đất tự nhiên bằng không

Ta sử dụng các thanh kim loại tiết diện tròn đờng kính 2cm chôn sâu 0.8m xung quanh chu vi của trạm

.

ln 2

d h

L k L

k R

R

at m T

MV





Trong đó:

 RT: điện trở của thanh nối đất

  : điện trở suất , 1 , 1 10 4 cm





-km:hệ số mùa

km=1.6

 h: độ chôn sâu h = 0,8 m

 L: chu vi mạch vòng nối đất L = 2( l1 + l2 ) = 2( 100 + 80 ) =360 m

 d: đờng kính thanh, d = 2 cm

 k: hệ số hình dáng k = f(l1/ l2) = f(100/80) = f(1.25) = 5.68

Với các số liệu trên ta có giá trị điện trở nối đất mạch vòng là

37

`.

1 10

2 8 , 0

360 68 5 ln 10 360 2

6 1 10 1 , 1

2

2 2

4







R MV



Ta có Rmv=1.37Ω<4Ω nên ta không phải đóng thêm cọc

2.Nối đất chống sét.

Vì trạm 35kV nên nối đất chống sét độc lập cho các cột thu sét theo điều kiện

500

. 0

dt

di h L

R

I

S

s x d

s

k





300

. d

s

d

R

I

S 

Trong đó:

Is: Dòng điện sét, Is=150kA

L0: Điện cảm đơn vị của cột thu sét, L0=1.7àH/m

a=dis/dt: Độ dốc dòng sét, a=30kA/às

Theo quy định thì Sk≥5m, Sđ≥3m

150

30 5 7 7 1 5 500

.

I

a h L S R

s

x k

d

150

3 300

I

S R

s

d d

Vậy ta chọn Rđ=6Ω

Ta sử dụng sơ đồ nối đất hình tia tại chân mỗi cột, số tia là 3, chiều dài mỗi tia là 10m

Điện trở của tia đợc tính theo công thức

d h

l k l

K

R

cs

mt

cs

t

.

ln

.

2



 

Trong đó:

l: Tổng chiều dài các tia, l=30m

cs

mt

K : Hệ số mùa sét của thanh =1.25

K: Hệ số hình dáng của tia, K=2.38

h: Độ chôn sâu, h=0.8m

d: Đờng kính thanh, d=2cm

Vậy điện trở nối đất của tia là





10 2 8 0

30 38 2 ln 10 30 14

.

3

2

25 1 10

1

.

1

2

2 2

4

x x

x x

x x

x x

R cs

t

Ta có R t cs=8.62Ω>6Ω lên ta phải đóng thêm cọc

Ta sử dụng các cọc dài 2m đờng kính 6cm, các cọc đợc bố trí theo sơ đồ sau

Điện trở của 1cọc là



















l t

l t d

l l

K

R

cs

mc

cs

c

4

4 ln 2

1 2 ln

2

.



Trong đó:

cs

mc

K =1.25

t=h+l/2=1.8m

Điện trở của hệ thống cọc- thanh là

xk

cs t

cs

c

cs

t

cs

c

xk

ht

nR

R

R

R

R



1

.





Trong đó:

xk

 : Hệ số sử dụng xung kích, tra bảng hệ số sử dụng xung kích với sơ đồ tia, số tia là3 chiều dài mỗi tia là 10m, số cọc mỗi tia là 3 ta đợc xk=0.65

n: số cọc, n=7









65 0

1 62 8 7 1

.

49

62 8 1 49

x

x

R xk

ht

Ta có R ht xk=5.95Ω<RRyc=6ΩΩ

Vậy hệ thống đạt yêu cầu