Đồ Án Thiết kế hệ thống chống sét cho một trạm biến áp và đường dây cao áp dẫn tới trạm

MỞ ĐẦU

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HIỆN TƯỢNG SÉT Ở VIỆT NAM.

Qua việc nghiên cứu giông sét và các biện pháp bảo vệ chống sét cho các công trình, thiết bị đã có lịch sử từ lâu đời. Ngày nay người ta đã tìm ra được những biện pháp, những hệ thống thiết bị và những kỹ thuật tiên tiến để phòng chống sét một cách hữu hiệu và an toàn. Tuy nhiên giông sét là hiện tượng tự nhiên. Mật độ, thời gian và cường độ sét mang tính ngẫu nhiên cho nên việc nghiên cứu chống sét là rất quan trọng đối với các công trình.
Ở những vùng khác nhau, do điều kiện khí hậu và thiết bị kỹ thuật khác nhau nên các đặc điểm về giông sét gây ra những tác hại khác nhau. Tuỳ theo từng vùng mà có những biện pháp thích hợp để phòng chống sét có hiệu quả.
A.Tình hình giông sét ở việt nam:

Theo đề tài KC-03-07 của Viện năng lượng trong một năm số ngày giông trên Miền bắc nước ta thường giao động trong khoảng từ 70 đến 110 ngày và số lần giông từ 150 đến 300 lần, như vậy vào mùa mưa trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2 đến 3 cơn giông.
Vùng giông nhiều nhất trên Miền Bắc là vùng Tiên Yên, Móng Cái; Tại đây hàng năm có từ 100 đến 110 ngày, tháng nhiều giông nhất là các tháng VII, VIII có tới 25 ngày/ tháng.
Một số vùng khác có địa hình chuyển tiếp giữa cồng bằng số lần giông cũng nhiều tới 200 lần với số ngày giông khoảng trên 100 ngày, các vùng còn lại từ 150 đến 200 cơn giông mỗi năm tập chung khoảng 90 đến 100 ngày.
Nơi ít giông nhất là vùng Quảng Bình hàng năm chỉ có 80 ngày giông.

Xét về dạng diễn biến của mùa giông trong năm ta thấy mùa giông khônghoàn toàn đồng nhất giữa các vùng. Nói chung ở Bắc Bộ mùa mưa bão tập chung khoảng từ tháng 5 đến tháng 9. ở phía tây Bắc Bộ mùa giông tập trung trong khoảng từ đầu tháng 4 đến tháng 8. Ở các nơi khác thuộc Bắc Bộ tháng5, tháng 9 ở Hà Tĩnh, Quảng Bình .

Vùng Duyên hải trung bộ ở phần phía bắc đến Quảng Ngãi là khu vực tương đối nhiều giông trong tháng 4 và từ tháng 5 đến tháng 8. Số ngày giông tập trung xấp xỉ 10 ngày/tháng. Tháng nhiều giông nhất (tháng 5 ) quan sát được 12 đến 15 ngày. Những tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa (tháng 10) mỗi tháng chỉ gặp từ 2 đến 5 lần giông. Phía nam Duyên Hải trung bộ (từ Bình định trở vào) là khu vực ít giông nhất thường chỉ có tháng 5 số ngày giông chỉ xấp xỉ hoặc lớn hơn 10 ngày (Tuy hoà 10 ngày, Nha Trang 8 ngày, Phan Thiết 13 ngày) còn các tháng khác của mùa đông mỗi tháng chỉ quan sát được từ 5 đến 7 ngày giông.
Miền Nam cũng khá nhiều giông hàng năm trung bình quan sát được từ40 đến 50 ngày đến trên 100 ngày tuỳ từng nơi. Khu vực nhiều giông nhất là vùng đồng bằng Nam Bộ số ngày giông trung bình hàng năm lên tới 120 đến140 ngày (Sài Gòn 138 ngày, Hà Tiên 129 ngày).ở Bắc Bộ chỉ vào khoảng 100 ngày. Mùa giông ở Nam bộ từ tháng 4 đến tháng 11, trừ tháng đầu mùa là tháng 4 tháng cuối mùa là tháng 11 số ngày giông trung bình là 10 ngày trên mỗi tháng còn các tháng 5 tháng 6 đến tháng10 mỗi tháng quan sát trung bình gặp trên 20 ngày giông (sài gòn 22 ngày, HàTiên 23 ngày).

Tây Nguyên mùa giông thường chỉ có 2, 3 tháng số ngày giông đạt tới10 đến 15 ngày đó là các tháng 4, tháng 5 và tháng 9. Tháng cực đại (tháng 5) trung bình quan sát được chừng 15 ngày giông. ở bắc Tây Nguyên 10 đến 12 ngày, nam Tây Nguyên (P Lây Cu 17 ngày Kon Tum 14 ngày, Đà Lạt 10 ngày) còn các tháng khác trong mùa đông mỗi tháng trung bình từ 5 đến 7ngày giông.




Qua số liệu khảo sát ta thấy rằng tình hình giông sét trên ba miền khác nhau, những vùng lân cận lại có mật độ giông sét tương đối giống nhau.
Kết quả nghiên cứu đề tài KC-03-07 người ta đã lập được bản đồ phân vùng giông toàn Việt nam có thể phân thành 5 vùng 147 khu vực. Các thôngsố cho ghi ở bảng 1.

Từ các số liệu về ngày giờ giông số lượng đo lường nghiên cứu đã thực hiện qua các giai đoạn có thể tính toán đưa ra các số liệu dự kiến về mật độ phóng điện xuống các khu vực (bảng 2)
Bảng 2 :
Qua nghiên cứu ở trên ta thấy Việt Nam là nước có số ngày giông nhiều và mật độ phóng điện lớn cho nên dòng sét cũng gây nên những thiệt hại đáng kể cho lưới điện và các công trình xây dựng ở Việt Nam
B. Ảnh hưởng của giông sét

Ở Việt Nam trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nước KC-03-07 đã lắp đặt các vật ghi sét và bộ ghi tổng hợp trên các đường dây tải điện trong nhiều năm liên tục. Kết quả thu thập tình hình sự cố lưới điện 220kV Miền Bắc từnăm 1987ư1992 (bảng 3 )


Trong tổng số sự cố vĩnh cửu của đường dây không 220 kV Phả Lại ưHà Đông nguyên nhân do sét là 8/11 chiếm 72,7%. Sở dĩ lấy kết quả sự cố của đường dây Phả Lại ư Hà Đông làm kết quả chung cho sự cố lưới điện Miền Bắc vì đây là đường dây quan trọng của Miền Bắc vì sự cố đường dâynày ảnh hưởng rất lớn đến tình hình chuyên tải điện của Miền Bắc.

Kết luận : Qua những nghiên cứu tình hình giông sét ở Việt Nam và những tác hại của sét gây nên đối với lưới điện, cho nên việc bảo vệ chống sétcho đường dây điện và các trạm biến áp là không thể thiếu được khi thiết kếlưới điện. Vì vậy việc đầu tư nghiên cứu chống sét là cần thiết để nâng cao độtin cậy trong vận hành lưới điện ở nước ta.
MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 1

Giới thiệu chung về tình hình sét ở Việt Nam 2

A. Tình hình giông sét ở Việt Nam 2

B. Ảnh hưởng của giông sét . 5

Chương I. Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp . 6

1.1. Giới thiệu chung 6

1.2.Yêu cầu đối với cột thu sét và dây chống sét 8

1.3. Tính toán hệ thống chống sét 8

1.3.1.Các thiết bị trong trạm và nhiệm vụ tính toán 8

1.3.2. Các công thức sử dụng trong tính toán bảo vệ chống sét 13

1.4.Vạch phương án và tính toán các phương án 14

1.4.1.Phương án I . 14

1.4.2.Phương án II 21

1.4.3.Phương án III . 32

1.5.So sánh các phương án đưa ra phương án tối ưu 35

Chương II. Thiết kế và tính toán hệ thống nối đất 37

Giới thiệu chung 38

2.1. Phương pháp nối đất, các tham số ảnh hưởng đến điện

trở nối đấtvà hiện tượng phóng đIện xung kích 38

2.1.1. Phương pháp nối đất 38

2.1.2. Các tham số ảnh hưởng đến nối đất 38

2.1.3. Hiện tượng phóng điện xung kích 40

2.2. Yêu cầu đối với hệ thống nối đất . 41




Sinh viên : PHÙNG HUY ĐIỀM H7 HỆ THỐNG ĐIỆN 93

ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP

2.3. Tính toán nối đất cho trạm 41

2.3.1. Tính toán nối đất an toàn 41

2.3.2. Điện trở nối đất xung kích 47

2.3.3.Nối đất bổ xung 50

Chương III. Tính toán chống sét của đường dây 110 kV 55

3.1.Yêu cầu đối với bảo vệ chống sét đường dây 55

3.2.Các thông số tính toán chỉ tieu chống sét cho đường dây 56

3.2.1.Các thông số ban đầu 56

3.2.2. Các số liệu tính toán 57

3.3. Tính toán các chỉ tiêu 67

3.3.1.Xác định tổng số lần sét đánh vào đường dây

trong 1 năm với chiều dài 100 Km . 67

3.3.2. Tính xuất cắt do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn 68

3.3.3.Tính suất cắt do sét đánh vào khoảng vượt. 72

3.3.4. Tính suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột hoặc khu vực lân cận đỉnh cột 78

3.4. Tổng số lần cắt đIện do sét đánh vào đường dây tảI đIện . 91

3.5. Chỉ tiêu chống sét của đường dây tải điện . 91

3.6. Nhận xét 91

Tài liệu tham khảo . 93