Thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV

PHAÀN B: CHOÁNG SEÙT CHÖÔNG 1: BAÛO VEÄ CHOÁNG SEÙT ÑAÙNH TRÖÏC TIEÁP CHO HEÄ THOÁNG A/ GIÔÙI THIEÄU CHUNG Seùt ñaùnh tröïc tieáp vaøo caùc thieát bò vaø boä phaän mang ñieän cuûa traïm phaân phoái vaø nhaø maùy seõ gaây neân quaù ñieän aùp nguy hieåm laøm ngaén maïch , laøm hö hoûng caùch ñieän cuûa caùc thieát bò , gaây giaùn ñoaïn söï cung caáp ñieän cho caùc hoä tieâu thuï laøm thieät haïi lôùn cho neàn kinh teá quoác daân .Vì vaäy heä thoáng ñieän phaûi ñöôïc baûo veä moät caùch coù hieäu quaû choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp Vieäc baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp ñöôïc thöïc hieän baèng coät thu seùt hoaëc daây thu seùt Phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt Ñoù laø hình choùp troøn xoay coù ñöôøng sinh daïng hyperbol rx=1,6*h* Vôùi p=1 khi h £ 30 m P= khi 30 m< h £ 60 m Ñoä cao vöôït leân treân vaät ñöôïc baûo veä cuûa coät thu seùt Ha=h-hx : ñoä cao hieäu duïng cuûa coät thu seùt Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt a/ Hai coät thu seùt coù cuøng ñoä cao Neáu 2 coät thu seùt coù cuøng ñoä cao h caùch nhau a=2R=7h thì moïi ñieåm treân maët ñaát giöõa 2 coät thu seùt seõ khoâng bò seùt ñaùnh Töø ñoù suy ra neáu 2 coät thu seùt ñaët caùch nhau a< 7h thì chuùng coù theå baûo veä ñöôïc moät vaät coù ñoä cao h0 ñaët giöõa chuùng , vôùi h0 xaùc ñònh theo: h-h0= hay h0=h - hoaëc noùi caùch khaùc , ñeå baùo veä moät ñoä cao h0 giöõa hai coät thu seùt thì khoaûng caùch a giöõa 2 coät thu seùt phaûi thoûa ñieàu kieän : a£ 7p(h-h0) Khu vöïc beân ngoaøi cuõng ñöôïc xaùc ñònh nhö ñoái vôùi moãi coät rieâng leõ .Khu vöïc giöõa hai coät ñöôïc giôùi han bôûi moät cung troøn qua hai ñænh coät vaø ñieåm coù ñoä cao h0 ôû giöõa khoûang caùch hai coät vaø baùn kính baûo veä giöõa hai coät öùng vôùi ñoä cao h0 ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : ) b/ Hai coät thu seùt coù ñoä cao khaùc nhau Neáu hai coät thu seùt coù ñoä cao khaùc nhau h1 >h2 thì phaïm vi baûo veä giöõa chuùng ñöôïc xaùc ñònh öùng vôùi hình veõ nhö sau : Ñeå xaùc ñònh ñöôïc ñoä cao h’0 caàn baûo veä Vôùi a’ laø khoûang caùch giöõa hai coät thu seùt h’ vaø h2 Vaäy baùn kính baûo veä cuûa hai coät thu seùt ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : ) C/ Phaïm vi baûo veä cuûa nhieàu coät thu seùt Khi coâng trình caàn ñöôïc baûo veä chieám dieän tích lôùn thì ngöôøi ta thöôøng duøng heä thoáng nhieàu coät thu seùt ñeå baûo veä .Ñeå xaùc ñònh phaïm vi baûo veä , ngöôøi ta chia heä thoáng coät thu seùt thaønh töøng nhoùm 3 hoaëc 4 coät thu seùt .Maët baèng cuûa phaïm vi baûo veä cuûa 3 coät thu seùt khoâng naèm treân cuøng moät ñöôøng thaúng vaø 4 coät thu seùt ñaët ôû 4 goùc cuûa hình chöõ nhaät Beân ngoaøi dieän tích cuûa ña giaùc ñi qua chaân cuûa coät thu seùt phaïm vi baûo veä ñöôïc xaùc ñònh nhö giöõa töøng ñoâi coät thu seùt vôùi nhau .Coøn taát caû caùc thieát bò coù ñoä cao lôùn nhaát hx ñaët trong dieän tích cuûa tam giaùc hay dieän tích hình chöõ nhaät seõ ñöôïc baûo veä an toaøn neáu ñieàu kieän sau ñöôïc thoaû maõn : D£ 8(h-hx)p Vôùi p=1 khi h£ 30 m P= khi 30 (m) < h £ 60 (m) D : laø ñöôøng kính voøng troøn ngoaïi tieáp cuûa tam giaùc hay chöõ nhaät chaïy qua ñænh cuûa coät thu seùt B)Kieåm tra phaïm vi baûo veä cuûa caùc coät thu seùt Traïm bieán aùp goàm 2 khu vöïc coù caáp ñieän aùp cao laø 220KV va2110KV .öùng vôùi töøng caáp ñieän aùp ta choïn vaø tính toaùn heä thoáng thu seùt cho phuø hôïp I/ Choïn heä thoáng choáng seùt caáp 220KV Khu vöïc 220KVgoàm coù : 2 maïch ñöôøng daây 2 maïch maùy bieán aùp 1 maïch heä thoáng thanh goùp phaân ñoaïn A/ Tính vôùi hx=10,5 m Phaïm vi baûo veä cuûa caùc coät thu seùt Do caùc coät thu seùt coù ñoä cao gioáng nhau vaø coù hx gioáng nhau .Neân rx ta cuõng tính gioáng vôùi caùc coät thu seùt khaùc Ta coù h = 25,5m hx=10,5m p=1 : vì chieàu cao cuûa truï <30 m Ta coù h = . 25,5 = 17 m > hx Ta duøng coâng thöùc : rx=1,6*h* rx 10,5 =1,6*25,5* 2)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (1-2 ) vaø (3-4) rx=17 r0x=7,32 3-4 1-2 a =54 m Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=54 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*17,78 3 ) Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (1-3 ) vaø (2-4) r0x=10,22 2-4 a =37 m rx=17 1-3 Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=37 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*20,21 4)Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt (1-2-3-4) a=54 b=37 D=65,45 Ta coù a=17+20+17=54m b=20+17=37m D= * Kieåm tra ñieàu kieän D ≤ 8(h-hx) Maø 8(h-hx) =8(25,5-10,5)=120(m) Suy ra D=65,45(m) ≤ 8(h-hx)=120(m) Nhö vaäy ñieàu kieän treân ñaõ thoûa 5)Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt (3-4-5-6) a=54 D=65,45 3 4 6 5 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=42,5 Ta coù a=17+20+17=54m b=42,5m D= * Kieåm tra ñieàu kieän D ≤ 8(h-hx) Maø 8(h-hx) =8(25,5-10,5)=120(m) Suy ra D=68,7(m) ≤ 8(h-hx) =120(m) Nhö vaäy ñieàu kieän treân ñaõ thoûa 6 )Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (3-5 ) vaø (4-6) r0x=9,26 4-6 a =42,5 m rx=17 3-5 Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=42,5 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*19,42 B/ Tính vôùi hx=15,5 m 1)Phaïm vi baûo veä cuûa caùc coät thu seùt Do caùc coät thu seùt coù ñoä cao gioáng nhau vaø coù hx gioáng nhau .Neân rx ta cuõng tính gioáng vôùi caùc coät thu seùt khaùc Ta coù h = 25,5m hx=15,5m p=1 : vì chieàu cao cuûa truï <30 m Ta coù h = * 25,5 = 17 m > hx Ta duøng coâng thöùc : rx=1,6*h* rx 15,5 =1,6*25,5* 2)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (1-2 ) vaø (3-4) rx=9,95 r0x=1,94 3-4 1-2 a =54 m Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=54 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*17,78 3 ) Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (1-3 ) vaø (2-4) r0x=4,26 2-4 a =37 m rx=9,95 1-3 Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=37 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*20,21 4)Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt (1-2-3-4) a=54 b=37 D=65,45 Ta coù a=17+20+17=54m b=20+17=37m D= * Kieåm tra ñieàu kieän D ≤ 8(h-hx) Maø 8(h-hx) =8(25,5-15,5)=80(m) Suy ra D=65,45(m) ≤ 8(h-hx)=80(m) Nhö vaäy ñieàu kieän treân ñaõ thoûa 5)Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt (3-4-5-6) a=54 D=65,45 3 4 6 5 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=42,5 Ta coù a=17+20+17=54m b=42,5m D= * Kieåm tra ñieàu kieän D ≤ 8(h-hx) Maø 8(h-hx) =8(25,5-15,5)=80(m) Suy ra D=68,7(m) ≤ 8(h-hx) =80(m) Nhö vaäy ñieàu kieän treân ñaõ thoûa 6 )Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (3-5 ) vaø (4-6) r0x=3,48 4-6 a =42,5 m rx=9,95 3-5 Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=42,5 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*19,42 II/ Choïn heä thoáng choáng seùt caáp 110KV Khu vöïc 110Kvgoàm coù : 2 maïch ñöôøng daây 2 maïch maùy bieán aùp 1 maïch heä thoáng thanh goùp phaân ñoaïn 2 phuï taûi A/Ttính vôùi hx=8 m 1)Phaïm vi baûo veä cuûa caùc coät thu seùt Do caùc coät thu seùt coù ñoä cao gioáng nhau vaø coù hx gioáng nhau .Neân rx ta cuõng tính gioáng vôùi caùc coät thu seùt khaùc Ta coù h = 19m hx=8m p=1 : Vì chieàu cao cuûa truï <30 m Ta coù h = . 19 = 12,66 m > hx Ta duøng coâng thöùc : rx=1,6*h* rx 8 =1,6*19* 2)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (7-8 ) vaø (9-10) rx=12,38 r0x=5,1 9-10 7-8 a =41 m Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=41 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*13,14 3)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (7-9 ) vaø (8-10) rx=12,38 r0x=7,2 8-10 7-9 a =29 m Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=29 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*14,9* 5)Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt (7-8-9-10) a=41 D=50,21 7 8 10 9 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=29 Ta coù a=41m b=29m D= * Kieåm tra ñieàu kieän D ≤ 8(h-hx) Maø 8(h-hx) =8(19-8)=88(m) Suy ra D=50,21(m) ≤ 8(h-hx) =88(m) Nhö vaäy ñieàu kieän treân ñaõ thoûa B/Tính vôùi hx=11 m 1)Phaïm vi baûo veä cuûa caùc coät thu seùt Do caùc coät thu seùt coù ñoä cao gioáng nhau vaø coù hx gioáng nhau .Neân rx ta cuõng tính gioáng vôùi caùc coät thu seùt khaùc Ta coù h = 19m hx=11m p=1 : vì chieàu cao cuûa truï <30 m Ta coù h = . 11 = 7,3 m > hx Ta duøng coâng thöùc : rx=1,6*h* rx11 =1,6*19* 2)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (7-8 ) vaø (9-10) rx=8,1 r0x=1,9 9-10 7-8 a =41 m Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=41 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*13,14 3)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt (7-9 ) vaø (8-10) rx=8,1 r0x=3,6 8-10 7-9 a =29 m Aùp duïng coâng thöùc : h0=h- Ta coù a=29 m p=1 = rx0=1,6*h0*=1,6*14,9* 5)Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt (7-8-9-10) a=41 D=50,21 7 8 10 9 a1 a2 a1 a2 r0x2 r0x1 D b=29 Ta coù a=41m b=29m D= * Kieåm tra ñieàu kieän D ≤ 8(h-hx) Maø 8(h-hx) =8(19-11)=64(m) Suy ra D=50,21(m) ≤ 8(h-hx) =64(m) Nhö vaäy ñieàu kieän treân ñaõ thoûa C)Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt coù(5-7) ñoä cao khaùc nhau: Ta coù a=30 m p=1 * Vôùi h1=25,5 m h2=19 m hx=11 m a/ = a * Vôùi h1=25,5 m h2=19 m hx=8 m Chöông II : Tính Toaùn Heä Thoáng Noái Ñaát Cho Traïm I / Khaùi nieäm chung Noái ñaát cuûa traïm ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc phaùt huy taùc duïng baûo veä cuûa heä thoáng thu seùt .Neáu noái ñaát khoâng ñaït yeâu caàu nhieàu khi haäu quaû coù theå coøn xaáu hôn laø khoâng ñaët heä thoáng thu seùt .Ñoái vôùi traïm ngoaøi trôøi coù ñieän aùp ≥ 110KV , heä thoáng thu seùt ñöôïc ñaët treân keát caáu coâng trình cuûa traïm .Neân moät phaàn doøng seùt seõ taûn qua maïch noái ñaát an toaøn .Vì vaäy , tröùôc tieân phaûi thieát keá heä thoáng noái ñaát an toaøn cho traïm vaø treân cô sôû ñoù tính toaùn heä thoáng noái ñaát naøy theo yeâu caàu choáng seùt, khi taûn doøng seùt ñieän aùp giaùng xung treân heä thoáng noái ñaát phaûi beù ñeå khoâng gaây ra phoùng ñieän ngöôïc trong traïm II / Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng noái ñaát (HTNÑ) Löôùi ñieän aùp 110KV trôû leân thuoäc heä thoáng coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát , coù doøng ngaén maïch chaïm ñaát lôùn treân 500A .Theo quy phaïm veà noái ñaát caùc trang thieát bò ñieän coù ñieän trôû noái ñaát an toaøn cuûa traïm phaûi thoûa yeâu caàu R≤ 0,5 Ñieàu kieän naøy laø ñeå giaûm bôùt chi phí xaây döïng heä thoáng noái ñaát , tieát kieäm vaät lieäu xaây döïng .Trong thieát keá caàn taän duïng caùc keát caáu kim loaïi choân trong ñaát voán phuïc vuï cho caùc muïc ñích khaùc nhöng coù theå tham gia taûn doøng ñieän chaïm ñaát , coi nhö laø loaïi noái ñaát saün coù hay laø noái ñaát töï nhieân coù ñieän trôû taûn laø Rtn Neáu goïi phaàn noái ñaát phaûi thieát keá laø noái ñaát nhaân taïo coù ñieän trôû taûn Rnt thì theo quy phaïm treân ñieän trôû taûn toång cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát phaûi thoûa yeâu caàu : R= 0,5 Rtn ≤ 1 Quy ñònh Rtn ≤ 1 nhaèm taêng cöôøng vaø döï phoøng cho caùc tröôøng hôïp khi noái ñaát töï nhieân thay ñoåi 1) Noái ñaát töï nhieân Phaàn noái ñaát saün coù caàn taän duïng laø caùc ñöôøng oáng kim loaïi choân ngaàm tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi ñaát , tröø caùc oáng daãn chaát deã chaùy noå , voû caùp baèng chì choân ngaàm trong ñaát (khoâng duøng voû caùp baèng nhoâm vì coù lôùp baûo veä choáng aên moøn) , coát theùp moùng beâ toâng cuûa xaø , coät trong traïm vaø noái ñaát cuûa daây choáng seùt, coät ñieän cuûa caùc ñöôøng daây cuûa daây choáng seùt keùo ñeán taän xaø cuûa traïm Ñieän trôû taûn cuûa noái ñaát töï nhieân coù theå tính sô boä gaàn ñuùng , coù tính chaát öôùc löôïng theo caùc coâng thöùc tính ñieän trôû taûn cuûa ñieän cöïc thanh ( ñoái vôùi oáng kim loaïi vaø voû caùp ) , ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän ñöôøng daây truyeàn taûi ( ñoái vôùi moùng truï , xaø) nhöng soá lieäu tin caäy nhaát coù ñöôïc baèng caùch ño ñaït taïi choã Vieäc xaùc ñònh ñaày ñuû chính xaùc soá lieäu veà caùc loaïi noái ñaát töï nhieân naøy raát khoù khaên , nhöng thöôøng chæ xeùt ñeán söï tham gia cuûa ñieän trôû noái ñaát cuûa heä thoáng (daây choáng seùt, coät) cuûa caùc ñöôøng daây truyeàn taûi noái vaøo traïm Sô ñoà thay theá tính RCS-C RC RCS RCS RCS RC RC Ñoù laø ñieän trôû ñaàu vaøo cuûa maïch ñòeân thoâng soá taäp trung taïo neân bôûi ñieän trôû noái ñaát cuûa caùc coät ñieän vaø ñieän trôû taùc duïng cuûa daây choáng seùt giöõa 2 coät RCS-C = Ñoái vôùi nhöõng ñöôøng daây chæ ñöôïc baûo veä baøng daây choáng seùt treân toaøn tuyeán thì soá coät ñaët daây choâng seùt lôùn ,thöôøng m< 20 neân coù theå tính gaàn ñuùng : RCS-C =* m Caùc thoâng soá caàn bieát: RC : Ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän tôùi traïm.Neáu ñieän trôû suaát cuûa ñaát trong khu vöïc coùgiaù trò nhö sau: < 500 thì choïn RC =10 > 500 thì choïn RC =15 RCS: Ñieän trôû taùc duïng cuûa daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït ( giaû thieát caùc khoaûng vöôït ñeàu baèng nhau) Ta coù : RCS = k* r0*l Trong ñoù l : Chieàu daøi trung bình cuûa khoaûng vöôït r0 : Ñieän trôû cuûa moät ñôn vò daøi cuûa daây choáng seùt k: Heä soá phuï thuoäc soá daây choáng seùt treân ñöôøng daây k=1 khi coù 1 daây choáng seùt k=0,5 khi coù 2 daây choáng seùt Neáu coù noái ñaát ñöôøng daây choáng seùt noái vaøo traïm thì: Rtn= Noái ñaát nhaân taïo Heä thoáng noái ñaát nhaân taïo laø boä phaän noái ñaát phaûi thieát keá theâm ñeå thoaû maõn yeâu caàu veà ñieän trôû noái ñaát , ñeå tieáp ñaát caùc trang thieát bò ñieän cuûa traïm moät caùch thuaän lôïi vaø ñeå caân baèng ñieän theá Noù goàm maïch voøng noái ñaát chaïy theo ven chu vi (RMV) , baûn thaân laø maïch voøng thanh(RT) hoaëc noái vôùi nhieàu coïc (RC) raûi ñeàu ven chu vi ( ñieän trôû suaát cuûa ñaát lôùn vaø kích thöôùc cuûa traïm töông ñoái beù) .Trong phaïm vi cuûa traïm coù 1 heä thoáng thanh ngang doïc taïo thaønh moät löôùi noái ñaát coù nhieäm vuï caân baèng theá trong khu vöïc traïm vaø ñeå tieáp ñaát thuaän lôïi cho caùc thieát bò ñieän Ngoaøi ra, theo yeâu caàu cuûa quy phaïm choáng seùt cho traïm phaân phoái ñieän , thì trong moïi tröôøng hôïp khi noái ñaát choáng seùt luoân noái chung vôùi noái ñaát an toaøn ( tröôøng hôïp lôïi duïng keát caáu coâng trình cuûa traïm ñeå ñaët heä thoáng thu seùt) , döôùi chaân caùc coät thu seùt vaø döôùi chaân xaø ñôõ caùc daây choáng seùt cuûa cuûa caùc ñöôøng daây noái vaøo traïm phaûi coù noái ñaát boå sung (RBS) ñeå taûn doøng seùt thuaän lôïi .Toaøn boä caùc heä thoáng noái ñaát boå sung naøy (RBS) cuõng tham gia taûn doøng ngaén maïch chaïm ñaát taàn soá coâng nghieäp .Trong phöông phaùp tính gaàn ñuùng khi boû qua ñieän trôû taûn cuûa löôùi caân baèng theá thì ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo goàm: Rnt = RMV // Neáu maïch voøng laø thanh thì : RMV = Rt = Vôùi = (: Ñieän trôû suaát tính toaùn cuûa ñaát ñoái vôùi thanh kt : Heä soá muøa cuûa thanh l: Toång chieàu daøi cuûa thanh ven chu vi (m) l=2(l1+l2) d: Ñöôøng kính cuûa thanh . neáu ñöôøng kính cuûa thanh deïp coù beà roäng laø b thì d= h0 :Ñoä choân saâu cuûa thanh (m) k :Heä soá hình daùng cuûa maïch voøng , phuï thuoäc tæ soá 1 1,5 2 3 4 K 5,53 5,81 6,42 8,17 10,4 Neáu maïch voøng coù caû thanh vaø coïc thì: RMV = Trong ñoù : n : Soá coïc : Heä soá söû duïng cuûa coïc : Heä soá söû duïng cuûa thanh RT :Ñieän trôû cuûa voøng thanh RC : Ñieän trôû taûn cuûa 1 coïc Ñoái vôùi coät choân chìm , ñieän trôû tính theo: RC = ) Trong ñoù : km: Heä soá muøa cuûa coïc lc : Chieàu daøi coïc ( laáy 2 ÷ 3 m) d: Ñöôøng kính coïc, neáu coïc deïp thì d= h: Ñoä saâu tính töø maët ñaát ñeán 0,5 coïc , h= h0 +(m) Thanh thöôøng laø theùp troøn ñöôøng kính töø 1÷2( cm) hoaëc , theùp deïp 4x20 ÷ 4x40(mm2), choân saâu caùch maét ñaát 0,5 ÷ 0,8(m) Ta duøng theâm coïc trong tröôøng hôïp ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa maïch voøng thanh chöa ñaït yeâu caàu .Ñeå choïn soá löôïng coïc cho hôïp lyù veà kinh teá vaø kyõ thuaät caàn xaùc ñònh quan heä RMV = f(n) Maø RMV = Noái ñaát boå sung Duøng ñeå taûn doøng ñieän seùt moät caùch thuaän lôïi neân ñöôïc thöïc hieän theo hình thöùc noái ñaát taäp trung .Tuyø theo ñieän trôû suaát cuûa ñaát beù hay lôùn maø duøng caùch noái ñaát hôïp lyù cho töøng tröôøng hôïp Tröôøng hôïp noái ñaát boå sung goàm toå hôïp nhieàu tia (nt) , doïc theo moãi tia coù nhieàu coïc (nc) Rbs = ( Trong ñoù : RT :Ñieän trôû taûn cuûa 1 thanh (tia) RC : Ñieän trôû taûn cuûa 1 coïc nc,nt : Soá coïc trong moãi tia vaø soá tia : Heä soá söû duïng caùc coïc vaø thanh theo hình tia : Heä soá söû duïng noái ñaát boå sung ôû taàn soá coâng nghieäp Tröôøng hôïp noái ñaát boå sung daïng noái ñaát ñôn giaûn Rbs = Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa toaøn boä noái ñaát boå sung traïm : Trong ñoù m: soá ñieåmñaët noái ñaát boå sung cho toaøn traïm , goàm noái ñaát boå sung cuûa kim thu seùt , coät thu seùt vaø caùc daây choáng seùt noái vaøo maïch voøng traïm III / Tính toång trôû sung cuûa heä thoáng noái ñaát coù noái ñaát boå sung Toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát ñöôïc tính gaàn ñuùng theo caùc giaû thieát sau: Ta xem chæ coù heä thoáng noái ñaát ñaët döôùi chaân coät (kim) thu seùt tröïc tieáp seùt ñaùnh vaøo vaø maïch voøng noái ñaát ven chu vi cuûa traïm tham gia vaøo quaù trình taûn doøng seùt Boû qua aûnh höôûng maøn che giöõa noái ñaát boå xung vaø maïch voøng noái ñaát cuûa traïm Boû qua hieän töôïng phoùng ñieän trong ñaát chæ keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñieän caûm cuûa maïch voøng noái ñaát TÍNH TOAÙN –THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG NOÁI ÑAÁT CHO TRAÏM A/NOÁI ÑAÁT TÖÏ NHIEÂN Tính toaùn cho tram 220KV Ñieän trôû suaát cuûa ñaát taïi vò trí traïm =150 vì ta choïn loaïi ñaát khoâ =km* Trong ñoù km=1,6 vì do choïn thanh voøng choân ngang coù ñoä saâu laø 0,8 m ño ñöôïc luù ñaát khoâ raùo =km* =1,6*150 =240< 500 Neân ta choïn ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän ôû ñoaïn ñeán traïm laø RC=10 Ñieän trôû taùc duïng cuûa ñoaïn daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït ( giaû thieát caùc khoaûng vöôït baèng nhau ) RCS= k* r0* l Trong ñoù : k: Heä soá phuï thuoäc vaøo soá daây choáng seùt treân ñöôøng daây Ta choïn k=0,5 vì coù 2 daây choáng seùt r0=2,38 do duøng daây choáng seùt loaïi TK-70 L:Chieàu daøi trung bình cuûa khoaûng vöôït laáy l=0,3 km RCS=0,5*2,38*0,3 =0,357 Ñieän trôû toång cuûa heä daây choáng seùt –coät RCS-C = Traïm 220KV coù 2 ñöôøng daây noái vaøo heä thoáng neân : Rtn== Tính toaùn cho traïm 110KV Ñieän trôû suaát cuûa ñaát taïi vò trí traïm =150 vì ta choïn loaïi ñaát khoâ =km* Trong ñoù km=1,6 vì do choïn thanh voøng choân ngang coù ñoä saâu laø 0,8 m ño ñöôïc luù ñaát khoâ raùo =km* =1,6*150 =240< 500 Neân ta choïn ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän ôû ñoaïn ñeán traïm laø RC=10 Ñieän trôû taùc duïng cuûa ñoaïn daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït ( giaû thieát caùc khoaûng vöôït baèng nhau ) RCS=k*r0*l Trong ñoù : k : Heä soá phuï thuoäc vaøo soá daây choáng seùt treân ñöôøng daây Ta choïn k=1 vì coù 1 daây choáng seùt r0=3,7 do duøng daây choáng seùt loaïi TK-50 L:Chieàu daøi trung bình cuûa khoaûng vöôït laáy l=0,2 km RCS=1*3,7*0,2 =0,74 Ñieän trôû toång cuûa heä daây choáng seùt –coät RCS-C = Traïm 110KV coù 4 ñöôøng daây noái vaøo heä thoáng neân : Rtn== Þ Vaäy ñieän trôû noái ñaát töï nhieân cuûa toaøn traïmlaø: Rtn=Rtn-220 // Rtn-110 =0,85 // 0,59 = B/ THIEÁT KEÁ NOÁI ÑAÁT NHAÂN TAÏO Ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo ñöôïc thieát keá nhaèm thoaû maõn caùc yeâu caàu veà ñieän trôû noái ñaát trong phöông phaùp gaàn ñuùng neáu boû qua ñieän trôû taûn cuûa löôùi caân baèng theá thì ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo goàm : Rnt=RMV // Rbså Trong ñoù : RMV : Ñieän trôû maïch voøng ven chu vi cuûa traïm bao goàm maïch voøng thanh .Neáu ñieän trôû suaát cuûa traïm beù vaø traïm coù kích thöôùc lôùn hay keát hôïp vôùi caùc coïc raûi ñeàu ven chu vi Rbså : Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa toaøn boä noái ñaát boå xung 1) Thieát keá maïch voøng noái ñaát Choïn maïch voøng ven chu vi traïm coù kích thöôùt : - Chieàu daøi ven chu vi : l1=154 m - Chieàu roäng ven chu vi : l2=85 m - Chu vi maïch voøng l = 2(l1+l2) = 2(154+85) = 478m a) Ñieän trôû noái ñaát maïch voøng thanh RMV = Rt = Vôùi = (: Ñieän trôû suaát tính toaùn cuûa ñaát ñoái vôùi thanh km : Heä soá phuï thuoäc vaøo muøa khi coù ñieän trôû suaát cuûa ñaát km=1,6 ñaát khoâ =150*1,6=240( Duøng thanh laø loaïi theùp deït coù tieát dieän (4x40 mm2 ) d= Thanh choân saâu coù t0 =0,8 m k:Heä soá hình daùng cuûa maïch voøng phuï thuoäc vaøo l1 vaø l2 Vôùi Tra baûng (4-2) vaø duøng phöông phaùp noäi suy ta ñöôïc: k=5,81+ RMV = Rt = b) Xaùc ñònh RC cuûa maïch voøng RC = Trong ñoù : km=1,4 (vì ñaát khoâ, coïc choân ñöùng) =150 () =150*1,4 =210 ( lc: Chieàu daøi coïc(2-3 m) ta laáy lc=3m d: Ñöôøng kính coïc , laáy d=0,03m (vì duøng theùp troøn) t0=0,8 m, lc =3m t= t0 + RC = = 62,83 ( Nhö vaäy ta coù ñieän trôû taûn cuûa maïch voøng coù theâm coïc ven chu vi cuûa traïm ñöôïc xaùc ñònh : RMV = xaùc ñònh caùc coïc ñoùng vaøo maïch voøng: Choïn tæ soá =1,2,3,4 …. Ta choïn = 3 Baèng caùch choïn khoaûng caùch giöõa caùc coïc töø ñoù suy ra coïc caàn thieát :n= =3 suy ra a=3*3=9(m) n= coïc Nhö vaäy ta choïn soá coïc laø 60 coïc Tra baûng (1-4) ta coù: n=60 vaø Suy ra =0,62 Tra baûng (1-5) ta coù: n=60 vaø Suy ra =0,36 Töø caùc soá lieäu ñaõ tính nhö treân thay vaøo coâng thöùc : RMV= 2)Thieát keá noái ñaát boå xung Taïi chaân moãi coät thu seùt boá trí theâm noái ñaát boå xung , caùc heä thoáng noái ñaát boå xung naøy ñöôïc noái vaøo heä thoáng noái ñaát an toaøn cuûa traïm nhaèm giaûm toång trôû xung . Do ñoù chuùng cuõng tham gia taûn doøng ñieän ngaén maïch chaïm ñaát taàn soá coâng nghieäp : Choïn daïng noái ñaát ñôn giaûn duøng 3 tia Thanh duøng laøm tia laø theùp deït (4x40 mm2) Moãi tia daøi lt =15 m Thanh choân naèm ngang coù ñoä saâu t0 =0,8 m Ñöôøng kính cuûa thanh d=0,02m Khoaûng caùch giöõa caùc coïc =3 m + Ñieän trôû cuûa 1 tia ñöôïc tính theo coâng thöùc : Rtia = Ta coù Rtia = *Tính Rbs Rbs= n: soá tia ,choïn n=3 :heä soá söû duïng cuûa thanh Tra baûng (1-7) = 0,85 Rbs= Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa toaøn boä noái ñaát boå xung cuûa traïm Rbså= M: soá kim thu seùt ,theo thieát keá toaøn traïm coù 10 vò trí ñaët kim thu seùt neân m=10 Rbså= Ñieän trôû taûn cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát nhaân taïo å Trong ñoù Rmv=1,19( Rbså =0,954( å = Nhö vaäy ta tính toaùn ñaõ thoaû ñieàu kieän Ñieän trôû taûn cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát laø: Rnñ=Rtn // Rnt Trong ñoù Rnt = 0,34( Rnt = 0,52( Rnñ=Rtn // Rnt = Nhö vaäy ta tính toaùn ñaõ thoaû ñieàu kieän Keát luaän : heä thoáng noái ñaát khi thieát keá thoaû maõn yeâu caàu veà noái ñaát an toaøn ñuùng veà maët kyõ thuaät 3) Ñieän trôû taûn cuûa noái ñaát choáng seùt Ôû caùc traïm bieán aùp vaø nhaø maùy ñieän trong nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh , coät thu seùt coù theå ñaët ngay treân keát caáu coâng trình cuûa traïm vaø nhaø maùy nhö : coät ,xaø, coät ñeøn pha, anten … Nhôø lôïi duïng ñoä cao saün coù maø taän duïng phaïm vi baûo veä giaûm ñöôïc giaù thaønh xaây döïng coät thu seùt . Nhöng khi seùt ñaùnh vaøo coät thu seùt , doøng ñieän truyeàn qua thaân coät taûn qua ñieän trôû noái ñaát coù theå phoùng ñieän ngöôïc töø caùc keát caáu coâng trình (xaø ,coät ) cuûa traïm ñeán caùc thieát bò mang ñieän ( daây daãn , thanh goùp ) neáu ñieän aùp giaùng treân heä thoáng noái ñaát vöôït quaù ñieän aùp phoùng cuûa caùch ñieän traïm Nhö vaäy xuaát phaùt töø ñieàu kieän an toaøn treân ta caàn phaûi xaùc ñònh ñieän trôû noái ñaát caàn phaûi ñaït ñöôïc ñeå traùnh xaûy ra phoùng ñieän ngöôïc Ñieän trôû taûn xung cuûa daïng noái ñaát taäp trung Ñoái vôùi daïng noái ñaát taäp trung , do chieàu daøi cuûa ñieän cöïc khoâng lôùn , aûnh höôûng cuûa ñieän caûm baûn thaân ñieän cöïc khoâng ñaùng keå ,trong khi hieän töôïng phoùng tia löûa ñieän trong ñaát taïo neân ôû xung quanh ñieän cöïc khu daãn ñieän toát .Trong tính toaùn gaàn ñuùng coù theå xem tia löûa ñieän phaùt trieån ñoàng ñeàu , ñaát trong khu vöïc coù ñoä daãn ñieän töông ñöông vôùi kim loaïi laøm ñieän cöïc .Ñeå tính toaùn gaàn ñuùng ñieän trôû taûn xung cuûa moät loaïi ñieän cöïc thì duøng coâng thöùc tính ñieän trôû taûn ôû taàn soá coâng nghieäp Ñieän trôû taûn xung cuûa moät toå hôïp noái ñaát Ñeå xaùc ñònh ñieän trôû taûn xung cuûa moät toå hôïp noái ñaát taäp trung (cuûa coät thu seùt ñoä laäp, cuûa coät ñieän ñöôøng daây …) caàn tieán haønh caùc böôùc sau : Tính ñieän trôû taûn xoay chieàu taàn soá coâng nghieäp cuûa töøng loaïi ñieän cöïc rieâng leû Xaùc ñònh söï phaân boá doøng seùt treân töøng loaïi ñieän cöïc theo tæ leä nghòch cuûa trò soá ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa chuùng Xaùc ñònh heä soá xung cuûa töøng loaïi ñieän cöïc phuï thuoäc doøng seùt qua chuùng vaø ñieän trôû suaát cuûa ñaát baèng caùch tra baûng hay caùc ñöôøng cong töông öùng trong caùc ñieàu kieän thieát keá choáng seùt .Töø ñoù xaùc ñònh ñöôïc ñieän trôû taûn xung cuûa töøng loaïi ñieän cöïc rieâng leû Rxc=RC* Rxtia=Rtia* Ñieän trôû taûn cuûa caû noái ñaát toå hôïp xaùc ñònh theo : Rxå= n : Soá coïc maéc boå xung taïi caùc ñieåm thu seùt : n=10*9=90 coïc Vôùi , =3,5 vaø bieân ñoä laø 10KA Tra baûng 1-8 ta coù: =3 m 62,83 * 0,85=53,4( 1,15= 24,33*1,15=27,97( Vôùi noái ñaát ñôn giaûn hình tia goàm 3 tia , treân moãi tia gaén 3 coïc 0,82 Rxå= Kieåm tra ñieàu kieän an toaøn noái ñaát Doøng seùt taûn qua heä thoáng noái ñaát cuûa traïm seõ taïo neân moät ñieän aùp giaùng treân toång trôû xung cuûa noù .Trò soá cöïc ñaïi cuûa giaù trò ñieän aùp giaùng naøy baèng IS*Zå(0,) Vôùi IS : Bieân ñoä cuûa doøng seùt ñaàu vaøo heä thoáng noái ñaát Ñeå khoâng xaûy ra hö hoûng caùch ñieän cuûa trang thieát bò hoaëc gaây ra phoùng ñieän ngöôïc ñeán boä phaän mang ñieän thì giaù trò ñieän aùp giaùng naøy khoâng ñöôïc lôùn hôn möùc caùch ñieän xung cuûa traïm IS*Zå(0,)≤ min(U0,5) Ñoái vôùi traïm ñang thieát keá thì möùc caùch ñieän xung beù nhaát laø möùc caùch ñieän xung cuûa caáp 110KV vôùi U0,5=660 KV Theo qui phaïm choáng seùt , ñoái vôùi traïm coù coâng suaát lôùn thì thoâng soá cuûa doøng seùt choïn theo: Is=150KA Thôøi gian ñaàu soùng : Kieåm tra theo ñieàu kieän ta thaáy: Ugiaùng=150* 0,7=105KV<660KV KEÁT LUAÄN : Heä thoáng noái ñaát an toaøn ñaõ thieát keá cho traïm thoûa maõn yeâu caàu veà ñieàu kieän choáng seùt