Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp 110/35 khu vực Châu Khê - Bắc ninh

Ch­¬ng 1: b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp tr¹m biÕn ¸p 110/35 kV Ch©u Khª - B¾c Ninh. 1.1-Kh¸i niÖm chung. Tr¹m biÕn ¸p lµ mét bé phËn quan träng trong hÖ thèng truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn. §èi víi tr¹m biÕn ¸p 110/35kV Ch©u Khª - B¾c Ninh th× c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cña tr¹m ®­îc ®Æt ngoµi trêi nªn khi cã sÐt ®¸nh trùc tiÕp vµo tr¹m sÏ x¶y ra nh÷ng hËu qu¶ nÆng nÒ kh«ng nh÷ng chØ lµm háng ®Õn c¸c thiÕt bÞ trong tr¹m mµ cßn g©y nªn nh÷ng hËu qu¶ cho nh÷ng ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c do bÞ ngõng cung cÊp ®iÖn. Do vËy tr¹m biÕn ¸p th­êng cã yªu cÇu b¶o vÖ kh¸ cao. HiÖn nay ®Ó b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp cho tr¹m biÕn ¸p ng­êi ta dïng hÖ thèng cét thu l«i, d©y thu l«i. T¸c dông cu¶ hÖ thèng nµy lµ tËp trung ®iÖn tÝch ®Ó ®Þnh h­íng cho c¸c phãng ®iÖn sÐt tËp trung vµo ®ã, t¹o ra khu vùc an toµn bªn d­íi hÖ thèng nµy. HÖ thèng thu sÐt ph¶i gåm c¸c d©y tiÕp ®Þa ®Ó dÉn dßng sÐt tõ kim thu sÐt vµo hÖ nèi ®Êt. §Ó n©ng cao t¸c dông cña hÖ thèng nµy th× trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cña bé phËn thu sÐt ph¶i nhá ®Ó t¶n dßng ®iÖn mét c¸ch nhanh nhÊt, ®¶m b¶o sao cho khi cã dßng ®iÖn sÐt ®i qua th× ®iÖn ¸p trªn bé phËn thu sÐt sÏ kh«ng ®ñ lín ®Ó g©y phãng ®iÖn ng­îc ®Õn c¸c thiÕt bÞ kh¸c gÇn ®ã. Ngoµi ra khi thiÕt kÕ hÖ thèng b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp vµo tr¹m ta cÇn ph¶i quan t©m ®Õn c¸c chØ tiªu kinh tÕ sao cho hîp lý vµ ®¶m b¶o vÒ yªu cÇu vÒ kü thuËt, mü thuËt. 1.2- C¸c yªu cÇu kü thuËt khi tÝnh to¸n b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp vµo tr¹m biÕn ¸p. TÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ cÇn b¶o vÖ ph¶i ®­îc n»m trän trong ph¹m vi b¶o vÖ an toµn cña hÖ thèng b¶o vÖ. HÖ thèng b¶o vÖ tr¹m 110/35kV ë ®©y ta dïng hÖ thèng cét thu l«i, hÖ thèng nµy cã thÓ ®­îc ®Æt ngay trªn b¶n th©n c«ng tr×nh hoÆc ®Æt ®éc lËp tïy thuéc vµo c¸c yªu cÇu cô thÓ. §Æt hÖ thèng thu sÐt trªn b¶n th©n c«ng tr×nh sÏ tËn dông ®­îc ®é cao cña ph¹m vi b¶o vÖ vµ sÏ gi¶m ®­îc ®é cao cña cét thu l«i. Nh­ng møc c¸ch ®iÖn cña tr¹m ph¶i ®¶m b¶o an toµn trong ®iÒu kiÖn phãng ®iÖn ng­îc tõ hÖ thèng thu sÐt sang thiÕt bÞ. V× ®Æt kim thu sÐt trªn c¸c thanh xµ cña tr¹m th× khi cã phãng ®iÖn sÐt, dßng ®iÖn sÐt sÏ g©y nªn mét ®iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn trë nèi ®Êt vµ trªn mét phÇn ®iÖn c¶m cña cét, phÇn ®iÖn ¸p nµy kh¸ lín vµ cã thÓ g©y phãng ®iÖn ng­îc tõ hÖ thèng thu sÐt ®Õn c¸c phÇn tö mang ®iÖn trong tr¹m khi mµ møc c¸ch ®iÖn kh«ng ®ñ lín. Do ®ã ®iÒu kiÖn ®Ó ®Æt cét thu l«i trªn hÖ thèng c¸c thanh xµ cña tr¹m lµ møc c¸ch ®iÖn cao vµ trÞ sè ®iÖn trë t¶n cña bé phËn nèi ®Êt nhá. §èi víi tr¹m ph©n phèi cã ®iÖn ¸p tõ 110kV trë lªn cã møc c¸ch ®iÖn kh¸ cao (cô thÓ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thiÕt bÞ ®ñ lín vµ ®é dµi chuçi sø lín) do ®ã cã thÓ ®Æt c¸c cét thu l«i trªn c¸c kÕt cÊu cña tr¹m vµ c¸c kÕt cÊu trªn ®ã cã ®Æt cét thu l«i th× ph¶i nèi ®Êt vµo hÖ thèng nèi ®Êt cña tr¹m theo ®­êng ng¾n nhÊt sao cho dßng ®iÖn sÐt khuyÕch t¸n vµo ®Êt theo 3 ®Õn 4 cäc nèi ®Êt, mÆt kh¸c mçi trô ph¶i cã nèi ®Êt bæ xung ®Ó c¶i thiÖn trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt. Kh©u yÕu nhÊt trong tr¹m ph©n phèi ngoµi trêi ®iÖn ¸p tõ 110kV trë lªn lµ cuén d©y m¸y biÕn ¸p v× vËy khi dïng cét thu l«i ®Ó b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p th× yªu cÇu kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm nèi vµo hÖ thèng cña cét thu l«i vµ ®iÓm nèi vµo hÖ thèng nèi ®Êt cña vá m¸y biÕn ¸p lµ ph¶i lín h¬n 15m theo ®­êng ®iÖn. TiÕt diÖn c¸c d©y dÉn dßng ®iÖn sÐt ph¶i ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh nhiÖt khi cã dßng ®iÖn sÐt ch¹y qua. Khi sö dông cét ®Ìn chiÕu s¸ng lµm gi¸ ®ì cho cét thu l«i th× c¸c d©y dÉn ®iÖn ph¶i ®­îc cho vµo èng ch× vµ ch«n trong ®Êt. 1.3- TÝnh to¸n thiÕt kÕ, c¸c ph­¬ng ¸n bè trÝ cét thu l«i. Víi yªu cÇu thiÕt kÕ hÖ thèng chèng sÐt cho tr¹m 110kV vµ dùa vµo ®é cao cña c¸c thiÕt bÞ ta cã thÓ bè trÝ ®­îc c¸c cét thu l«i vµ tÝnh ®­îc ®é cao cña chóng. 1.3.1. C«ng thøc tÝnh chiÒu cao cña cét thu l«i . h = hx + ha Trong ®ã : . h-Lµ chiÒu cao cét thu l«i . . hx-Lµ ®é cao cÇn ®­îc b¶o vÖ . . ha-Lµ ®é cao t¸c dông cña cét thu l«i . ha:X¸c ®Þnh theo nhãm cét víi ®iÒu kiÖn lµ ha ³ D/8. . D-Lµ ®­êng kÝnh ®­êng trßn ngo¹i tiÕp ®a gi¸c t¹o bëi c¸c cét . 1.3.2. Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét cét thu l«i ®éc lËp Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét cét thu l«i ®éc lËp lµ miÒn giíi h¹n bëi mÆt ngoµi cña h×nh chãp trßn xoay cã ®­êng sinh x¸c ®Þnh bëi ph­¬ng tr×nh : rx = Trong ®ã : rx-Lµ ph¹m vi b¶o vÖ ë møc cao hx cña cét thu l«i . h rx hx 2/3h 0,75h 1,5h 0,75h 1,5h 0,2h H×nh 1.1Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét cét thu l«i §Ó dÔ dµng thuËn tiÖn trong viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ th­êng dïng ph¹m vi b¶o vÖ d¹ng ®¬n gi¶n ho¸. §­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc : - NÕu hx th× - NÕu hx th× * C¸c c«ng thøc trªn chØ ®óng víi nh÷ng cét thu l«i cao d­íi 30 m. HiÖu qu¶ cña cét thu l«i h¬n 30 m sÏ gi¶m do ®é cao ®Þnh h­íng cña sÐt lµ h»ng sè . Khi cét cã chiÒu cao trªn 30m th× ta vÉn dïng c«ng thøc trªn nh­ng ph¶i nh©n thªm víi hÖ sè hiÖu chØnh p = Vµ trªn h×nh vÏ ta sö dông c¸c hoµnh ®é 0,75.h.p 1,5.h.p 1.3.3. Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai hay nhiÒu cét thu l«i Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai hay nhiÒu cét thu l«i th× lín h¬n nhiÒu so víi tæng sè ph¹m vi b¶o vÖ cña hai hay nhiÒu cét ®¬n .Nh­ng ®Ó hai cét thu l«i cã thÓ phèi hîp b¶o vÖ ®­îc kho¶ng gi÷a chóng th× kho¶ng c¸ch a gi÷a hai cét ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn a 7.h a) Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai cét thu l«i cã cïng ®é cao . Khi hai cét thu l«i cã cïng ®é cao h ®Æt c¸ch nhau mét kho¶nh a(a7.h) th× ®é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ h0®­îc x¸c ®Þnh : h0 = h - B¸n kÝnh ph¹m vi b¶o vÖ t¹i kho¶ng gi÷a hai cét ®­îc tÝnh nhu sau : - NÕu hx th× r0x = - NÕu hx th× r0x = Trong ®ã : . h0-Lµ ®é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i . r0x-Lµ b¸n kÝnh ph¹m vi b¶o vÖ t¹i kho¶ng gi÷a hai cét thu l«i Khi ®é cao cña cét thu l«i lín h¬n 30 m th× ta còng ph¶i thªm hÖ sè hiÖu chØnh p nh­ môc 1.3.2 vµ tÝnh h0 theo h0 = h - ; p = 1,5h0 0,75h0 h0 0,2h0 b) Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai cét thu l«i cã ®é cao kh¸c nhau . §­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : Gi¶ sö cã hai cét thu l«i : Cét 1 cã ®é cao h1 Cét 2 cã ®é cao h2 Kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét la a vµ h1 > h2 Tr­íc tiªn ta vÏ ph¹m vi b¶o vÖ cña cét cao h1sau ®ã tõ ®Ønh cña cét thÊp h2 giãng ®­êng th¼ng ngang sang cét h1. C¾t ®­êng sinh cña ph¹m vi b¶o vÖ cña cét 1 t¹i ®iÓm 3 §iÓm nµy ®­îc coi lµ ®Ønh cña cét thu l«i gi¶ ®Þnh (cét 3) Cét thu l«i gi¶ ®Þnh nµy cã cïng ®é cao víi cét 2 vµ h×nh thµnh ®«i cét cã chiÒu cao b»ng nhau, c¸ch nhau mét kho¶ng a, h0 a' 2 h2 1 h1 3 R a r0x r1x r2x hx 1,5h2 0,75h2 0,75h1 1,5h1 H×nh 1.3. Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai cét thu l«i cã ®é cao kh¸c nhau x DÔ dµng nhËn thÊy kho¶ng c¸ch x tõ h1 (cét 1) ®Õn cét gi¶ t­ëng (cét 3) chÝnh lµ b¸n kÝnh b¶o vÖ cña cét cao h1 ®èi víi chiÒu cao cÇn b¶o vÖ b»ng h2 Do ®ã tÝnh kho¶ng c¸ch x theo : NÕu : Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc a’ = a - x vµ h0 = h2 - a’/7 Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc b¸n kÝnh b¶o vÖ r0x NÕu c) Ph¹m vi b¶o vÖ cña nhiÒu cét thu sÐt Khi c«ng tr×nh cÇn ®­îc b¶o vÖ chiÕm mét khu vùc réng lín nÕu chØ dïng mét vµi cét th× cét ph¶i rÊt cao g©y nhiÒu khã kh¨n cho viÖc thi c«ng vµ l¾p r¸p. Trong tr­êng hîp nµy ta dïng phèi hîp nhiÒu cét víi nhau ®Ó b¶o vÖ. PhÇn ngoµi cña ph¹m vi b¶o vÖ sÏ ®­îc x¸c a n»m trong ®a gi¸c sÏ ®­îc b¶o vÖ nÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: D £ 8.(h - hx) = 8.ha Trong ®ã : D - ®­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp ®a gi¸c h×nh thµnh bëi c¸c cét thu sÐt ha = h - hx lµ ®é cao hiÖu dông cña cét thu sÐt. NÕu ®é cao cét v­ît qu¸ 30 m th× ®iÒu kiÖn an toµn sÏ ®­îc hiÖu chØnh lµ D £ 8.(h - hx).p = 8.ha.p ; p = 1.3.2- C¸c sè liÖu dïng ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ cét thu l«i b¶o vÖ tr¹m biÕn ¸p 110/35kV Ch©u Khª - B¾c Ninh. - Tr¹m cã diÖn tÝch lµ: 57 x 58,35m vµ bao gåm: + Hai m¸y biÕn ¸p T1 vµ T2 + 2 lé 110kV vµ 6 lé 35kV. - §é cao c¸c thanh xµ phÝa 110kV lµ 10m vµ 8m. - §é cao c¸c thanh xµ phÝa 35kV lµ 9m vµ 7m. - Ngoµi ra tr¹m cßn cã 3 cét chiÕu s¸ng cao 21m. 3.3.3- Tr×nh tù tÝnh to¸n. Tr¹m biÕn ¸p E27.3 Ch©u Khª ®­îc hai ®­êng 110kV cÊp, ®ã lµ lé ®­êng d©y m¹ch kÐp Ph¶ L¹i ®i §«ng Anh, hai ®­êng 110kV nµy ®­îc nèi víi nhau qua m¸y c¾t liªn l¹c gi÷a hai hÖ thèng thanh gãp. Tr¹m cã cÊp ®iÖn ¸p 110/35kV vµ cã hai m¸y biÕn ¸p T1 ; T2 ®­îc nèi víi hai lé ®­êng d©y vµo 110kV vµ s¸u lé ®­êng d©y 35kV. PhÝa 110kV cã hai hÖ thèng thanh gãp vµ cã m¸y c¾t liªn l¹c. Sau khi kh¶o s¸t s¬ bé s¬ ®å mÆt b»ng tr¹m, vÞ trÝ bè trÝ c¸c thiÕt bÞ trong tr¹m vµ yªu cÇu b¶o vÖ cña mçi thiÕt bÞ, ta ®­a ra hai ph­¬ng ¸n ®Æt cét thu l«i nh­ sau: 1.3.3.1- Ph­¬ng ¸n 1. - C¸c cét thu l«i phÝa tr¹m 110kV ®­îc bè trÝ ®éc lËp lµ cét sè 5 cã ®é cao lµ 21m; c¸c cét sè 1 ®Õn sè 4 ®­îc bè trÝ trªn c¸c thanh xµ cã ®é cao 10m vµ c¸c cét nµy cã ®é cao lµ 21m ( tÝnh tõ xµ ®Õn kim thu sÐt lµ 6m, kim thu sÐt cao 5m) - C¸c cét thu l«i phÝa 35kV ®­îc bè trÝ trªn c¸c thanh xµ cã ®é cao 9m, cét cao thªm 7m, kim thu sÐt cao 5m lµ c¸c cét sè 6;7;8;9. Ngoµi ra cßn hai cét thu l«i ®éc lËp cao 21m lµ cét sè 10 vµ 11. H×nh ( 3 – 3 ) H×nh (3–3): §­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c ®i qua 3 ch©n cét thu l«i TÝnh ®é cao t¸c dông cña cét thu l«i: §Ó b¶o vÖ ®­îc mét diÖn tÝch giíi h¹n bëi mét tam gi¸c (hoÆc tø gi¸c) th× ®é cao cña cét thu l«i ph¶i tho¶ m·n: D £ 8ha Trong ®ã: - D: Lµ ®­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c ( hoÆc tø gi¸c), t¹o bëi c¸c ch©n cét. ®ã lµ ph¹m vi mµ nhãm cét cã thÓ b¶o vÖ ®­îc. - ha : Lµ ®é cao t¸c dông cña cét thu l«i. Ph¹m vi b¶o vÖ cña hai hay nhiÒu cét thu l«i bao giê còng lín h¬n ph¹m vi b¶o vÖ cña cét ®¬n céng l¹i. §iÒu kiÖn ®Ó cho hai cét thu l«i cã thÓ phèi hîp ®­îc víi nhau ®Ó b¶o vÖ ®­îc vËt cã ®é cao hx nµo ®ã lµ: a £ 7h Víi a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét thu l«i. - XÐt nhãm cét 1;2;5. Ph¹m vi b¶o vÖ cña nhãm cét nµy lµ ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c t¹o bëi c¸c cét 1;2;5. (1 ¸ 2 = 26m; tõ ®iÓm gi÷a 1¸2 víi 5 = 8,5m ) Vµ ®­êng kÝnh vßng trßn lµ: XÐt tam gi¸c (1;2;5) , ta cã: (1;2)=26 m ; (0;5)=8,5 m, suy ra : Ta cã c«ng thøc ®Ó tÝnh ®­êng kÝnh ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (1;2;5): Trong ®ã: + p lµ nöa chu vi tam gi¸c (1;2;5): + r lµ b¸n kÝnh ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (1;2;5). Thay sè vµo (3 –8 ) ta cã: B¸n kÝnh ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (1;2;5) lµ: §­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (1;2;5) lµ: D =14,2. 2 = 28,4m. §é cao t¸c dông tèi thiÓu ®Ó c¸c cét 1;2;5 b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng lµ: - XÐt nhãm cét (3;4;5) ta cã: Ph¹m vi b¶o vÖ cña nhãm cét nµy lµ ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c t¹o bëi c¸c cét 3;4;5. (3 ¸ 4 = 17m; kho¶ng c¸ch tõ 5 ®Õn (3¸4)= 20,35m ). §o¹n (4¸5): §o¹n (3¸5): §­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (3;4;5) lµ: D =12,55. 2 = 25,1m. §é cao t¸c dông tèi thiÓu ®Ó c¸c cét 3;4;5 b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng lµ: - XÐt nhãm cét (6;7;11) ta cã: Ph¹m vi b¶o vÖ cña nhãm cét nµy lµ ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c t¹o bëi c¸c cét 6;7;11. Cã: (6 ¸ 7) = 15m; (6¸11) = 15m ); (7¸11) = 15.1,41 = 21,2m §­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (6;7;11) lµ: D = 10,6. 2 =21,2m. §é cao t¸c dông tèi thiÓu ®Ó c¸c cét 6;7;11 b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng lµ: V× tam gi¸c (8;9;10)b»ng tam gi¸c (6;7;11) nªn ta cã ®é cao t¸c dông tèi thiÓu ®Ó c¸c cét 8;9;10 b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng lµ: C¸c cét 2;5;3. Cã: (2 ¸ 5) = 19m; (3¸5) = 24m ); (2¸3) = 28,85m §­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (6;7;11) lµ: D = 14,75. 2 =29m. §é cao t¸c dông tèi thiÓu ®Ó c¸c cét 2;5;3 b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng lµ: Qua tÝnh to¸n ®é cao t¸c dông cña c¸c cét thu l«i, cã thÓ lÊy chung mét gi¸ trÞ ®é cao t¸c dông tèi thiÓu cña cét thu l«i toµn tr¹m lµ chiÒu cao t¸c dông cña nhãm cét nµo cã gi¸ trÞ lín nhÊt. Do vËy ta lÊy: ha = 3,6m. TÝnh ®é cao cét thu l«i – chän kim thu sÐt: §é cao cét thu l«i dïng ®Ó b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp vµo tr¹m biÕn ¸p ®­îc x¸c ®Þnh bëi: Trong ®ã: + h: ®é cao cét thu l«i. + hx: ®é cao cña vËt ®­îc b¶o vÖ. + ha: ®é cao t¸c dông cña cét thu l«i. §èi víi phÝa 110kV c¸c thanh xµ cao 10m (hx = 10m) do ®ã ®é cao tèi thiÓu cña cét thu l«i lµ: h = hx + ha =10 + 3,6 = 13,6m. V× chñng lo¹i chung cña cét ly t©m cèt s¾t cã ®é cao 12m ;16 m, mÆt kh¸c do cã c¸c cét chiÕu s¸ng cã ®é cao lµ 21m, nªn ta chän lo¹i cét 16m. Kim thu sÐt ta chän lo¹i s¾t èng cã chiÒu cao lµ 5m. Do ®ã ®é cao cét thu l«i lµ: h = 16 + 5 = 21m. VËy ®é cao b¶o vÖ phÝa 110kV lµ: 21m. §èi víi phÝa 35kV c¸c thanh xµ cao 9m (hx = 9m) do ®ã ®é cao tèi thiÓu cña cét thu l«i lµ: h = hx + ha =9 + 3,55 = 12,6m. Ta còng chän ®é cao b¶o vÖ phÝa 35kV lµ: 21m. TÝnh ph¹m vi b¶o vÖ cña c¸c cét thu l«i: * B¸n kÝnh b¶o vÖ cña cét thu l«i cao 21m: - B¸n kÝnh b¶o vÖ ë ®é cao 10m: hx =10 m < 2/3 h = 14 m. Nªn: - B¸n kÝnh b¶o vÖ ë ®é cao 9m: - B¸n kÝnh b¶o vÖ ë ®é cao 8m: - B¸n kÝnh b¶o vÖ ë ®é cao 7m: * Ph¹m vi b¶o vÖ cña c¸c cÆp cét thu l«i: - XÐt cÆp cét 1;2. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 26m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: B¸n kÝnh cña khu vùc b¶o vÖ ë gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 10m: hx = 10m < 2/3ho = 11,5m. Nªn : ë ®é cao 8m: hx = 8m < 2/3h = 11,5m - XÐt cÆp cét 1;5: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ : §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: B¸n kÝnh cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 10m: hx = 10m < 2/3ho = 12,52m. ë ®é cao 8m: hx = 8 < 2/3ho = 12,52m. T­¬ng tù nh­ cÆp cét 1;5, cÆp cét 2;5 cã: ë ®é cao 10m: rxo = 9,42m ; ë ®é cao 8m : rxo =13,17m. - XÐt cÆp cét 3;4: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a =17m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 10m: hx = 10m < 2/3ho = 12,38m. ë ®é cao 8m: hx = 8m < 2/3ho = 12,38m. - XÐt cÆp cét 3;5: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 10m: hx = 10m < 2/3ho = 11,688m. ë ®é cao 8m: hx = 8m <2/3 ho = 11 688m. - XÐt cÆp cét 4;5: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 10m: hx = 10m < 2/3ho = 11,688m. ë ®é cao 8m: hx = 8m < 2/3ho = 11,688m. - XÐt cÆp cét 2;3: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a =28,85m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 10m: hx = 10m < 2/3ho = 11,25m. ë ®é cao 8m: hx = 8m < 2/3ho = 11,25m. - XÐt cÆp cét 6;7: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 15m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 9m: hx = 9m < 2/3ho = 12,85m. ë ®é cao 7m: hx = 7m < 2/3ho = 12,85m. - XÐt cÆp cét 6;11: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 15m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: T­¬ng tù nh­ cÆp cét 6;7 ta cã: - ë ®é cao 9m: rxo =12,045m. - ë ®é cao 7m: rxo =15,795m. - XÐt cÆp cét 7;11: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 9m: hx = 9m < 2/3ho = 11,979m. ë ®é cao 7m: hx = 9m < 2/3ho = 11,979m. - XÐt cÆp cét 8;9: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 15m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: T­¬ng tù cÆp cét 6;7 ta cã: - ë ®é cao 9m: rxo = 12,045m. - ë ®é cao 7m: rxo = 15,795m. - XÐt cÆp cét 9;10: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 15m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: T­¬ng tù cÆp cét 6;7 ta cã: - ë ®é cao 9m: rxo = 12,045m. - ë ®é cao 7m: rxo = 15,795m. - XÐt cÆp cét 8;10: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 9m: hx = 9m < 2/3ho = 11,979m. ë ®é cao 7m: hx = 9m < 2/3ho = 11,979m. - XÐt cÆp cét 7;8: kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 10m §é cao lín nhÊt cña khu vùc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 9m: hx = 9m < 2/3ho = 13m. ë ®é cao 7m: hx = 7m < 2/3ho = 13m. NhËn xÐt: Qu¸ tÝnh to¸n ë trªn ta vÏ ph¹m vi b¶o vÖ cña hÖ thèng cét thu l«i cho toµn tr¹m. Cô thÓ ®­îc tr×nh bµy ë h×nh (3 – 5 ). Tõ h×nh vÏ (3 – 5 ) ta thÊy r»ng toµn bé c¸c thiÕt bÞ cña tr¹m ®Òu n»m trong ph¹m vi b¶o vÖ cña c¸c cét thu l«i. VËy víi c¸ch bè trÝ thu l«i nh­ ph­¬ng ¸n I lµ ®¶m b¶o vÒ mÆt kü thuËt. B¶ng (3–1) vµ b¶ng (3-2) tr×nh bµy kÕt qu¶ tÝnh to¸n ph¹m vi b¶o vÖ cña cét thu l«i ë ph­¬ng ¸n I . B¶ng 3-1 : KÕt qu¶ tÝnh to¸n ph¹m vi b¶o vÖ cña cét thu l«i VÞ trÝ c¸c cét h (m) hx (m) ha=h-hx rxo (m) ho (m) 1-2 21 10 11 7,2 17,3 1-2 21 8 13 10,95 17,3 1-5 21 10 11 9,42 18,78 1-5 21 8 13 13,17 18,78 2-5 21 10 11 9,42 18,78 2-5 21 8 13 13,17 18,78 2-3 21 10 11 6,567 16,878 2-3 21 8 13 10,3 16,878 3-4 21 10 11 9,1 18,57 3-4 21 8 13 12,855 18,57 3-5 21 10 11 7,545 17,53 3-5 21 8 13 11,295 17,53 4-5 21 10 11 8,25 18,0 4-5 21 8 13 12,0 18,0 6-7 21 9 12 12,045 19,28 6-7 21 7 14 15,595 19,28 6-11 21 9 12 12,045 19,28 6-11 21 7 14 15,595 19,28 7-11 21 9 12 10,07 17,969 7-11 21 7 14 13,83 17,969 8-9 21 9 12 12,045 19,28 8-9 21 7 14 15,595 19,28 9-10 21 9 12 12,045 19,28 9-10 21 7 14 15,595 19,28 8-10 21 9 12 10,07 17,969 8-10 21 7 14 13,83 17,969 B¶ng 3–2 : KÕt qu¶ tÝnh to¸n ph¹m vi b¶o vÖ cña cét thu l«i ph­¬ng ¸n I VÞ trÝ c¸c cét h (m) hx (m) ha=h-hx rx (m) 1 21 10 11 12,75 1 21 8 13 16,5 2 21 10 11 12,75 2 21 8 13 16,5 3 21 10 11 12,75 3 21 8 13 16,5 4 21 10 11 12,75 4 21 8 13 16,5 5 21 10 11 12,75 5 21 8 13 16,5 6 21 9 12 14,625 6 21 7 14 18,375 7 21 9 12 14,625 7 21 7 14 18,375 8 21 9 12 14,625 8 21 7 14 18,375 9 21 9 12 14,625 9 21 7 14 18,375 10 21 9 12 14,625 10 21 7 14 18,375 11 21 9 12 14,625 11 21 7 14 18,375 3.3.3.2- Ph­¬ng ¸n 2. - C¸c cét thu l«i phÝa tr¹m 110kV ®­îc bè trÝ ®éc lËp lµ cét sè 5 cã ®é cao lµ 21m; c¸c cét sè 1 ®Õn sè 4 ®­îc bè trÝ trªn c¸c thanh xµ cã ®é cao 10m vµ c¸c cét nµy cã ®é cao lµ 21m ( tÝnh tõ xµ ®Õn kim thu sÐt lµ 6m, kim thu sÐt cao 5m) - C¸c cét thu l«i phÝa 35kV ®­îc bè trÝ trªn c¸c thanh xµ cã ®é cao 9m, cét cao thªm 7m, kim thu sÐt cao 5m lµ c¸c cét sè 6;7;8;9. Ngoµi ra cßn hai cét thu sÐt ®éc lËp cao 21m lµ cét sè 10 vµ 11 ta ®Æt ë vÞ trÝ míi nh­ h×nh ( 3 – 6 ). TÝnh ®é cao t¸c dông cña cét thu l«i: C¸ch tÝnh ®­îc tiÕn hµnh t­¬ng tù nh­ ë ph­¬ng ¸n 1. XÐt nhãm cét (1;2;5) (2;3;5) (3;4;5): T­¬ng tù nh­ ë ph­¬ng ¸n 1 ta cã b¶ng ( 3 – 3 ): Nhãm cét §­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (D) §é cao tèi thiÓu ®Ó nhãm cét b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng (ha) (1;2;5) 28,4m 3,55m (3;4;5) 25,1m 3,14m (2;3;5) 29m 3,6m XÐt nhãm cét (6;7;11) ta cã: Ph¹m vi b¶o vÖ cña nhãm cét nµy lµ ®­êng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c t¹o bëi c¸c cét (6;7;11). §o¹n (6¸7) = 15m. §o¹n (6¸11) = (7¸11) §­êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp tam gi¸c (6;7;11)lµ: D =9,37.2 = 18,75m. §é cao t¸c dông tèi thiÓu ®Ó c¸c cét (6;7;11) b¶o vÖ ®­îc hoµn toµn diÖn tÝch giíi h¹n bëi chóng lµ: T­¬ng tù ta cã nhãm cét (8;9;10) cã c¸c gi¸ trÞ nh­ nhãm cét (6;7;11): ha =2,34m. TÝnh ®é cao cña cét thu l«i – kim thu sÐt: - §é cao cét thu l«i dïng ®Ó b¶o vÖ chèng sÐt ®¸nh trùc tiÕp vµo tr¹m biÕn ¸p ®­îc x¸c ®Þnh bëi: Trong ®ã: + h: ®é cao cét thu l«i. + hx: ®é cao cña vËt ®­îc b¶o vÖ. + ha: ®é cao t¸c dông cña cét thu l«i. - §èi víi phÝa 110kV c¸c thanh xµ cao 10m (hx = 10m) do ®ã ®é cao tèi thiÓu cña cét thu l«i lµ: h = hx + ha =10 + 3,6 = 13,6m. V× chñng lo¹i chung cña cét ly t©m cèt s¾t cã ®é cao 12m; 16m, mÆt kh¸c do cã c¸c cét chiÕu s¸ng cã ®é cao lµ 21m, nªn ta chän lo¹i cét 16m. Kim thu sÐt ta chän lo¹i s¾t èng cã chiÒu cao lµ 5m. Do ®ã ®é cao cét thu l«i lµ: h = 16 + 5 = 21m. VËy ®é cao b¶o vÖ phÝa 110kV lµ: 21m. - §èi víi phÝa 35kV c¸c thanh xµ cao 9m (hx = 9m) do ®ã ®é cao tèi thiÓu cña cét thu l«i lµ: h = hx + ha =9 + 3,6 = 12,6m. Ta còng chän ®é cao b¶o vÖ phÝa 35kV lµ: 21m. TÝnh ph¹m vi b¶o vÖ cña c¸c cét thu l«i: * B¸n kÝnh b¶o vÖ cña cét thu l«i cao 21m: ë c¸c ®é cao (10;9;8;7)m nh­ ®· tÝnh ë phÇn 1 ta cã b¶ng (3 –4 ). * Ph¹m vi b¶o vÖ cña c¸c cÆp cét (1;2), (1;5), (2;5), (3;4), (3;5), (4;5), (2;3) nh­ b¶ng (3 – 5 ). XÐt cÆp cét (6;7) vµ (8;9) cã: ë ®é cao 9m nh­ ë ph­¬ng ¸n1 ta cã b¶ng ( 3 – 4 ) : VÞ trÝ c¸c cét h (m) hx (m) ha=h-hx rxo (m) ho (m) 6-7 21 9 12 12,045 19,28 6-7 21 7 14 15,595 19.28 8-9 21 9 12 12,045 19,28 8-9 21 7 14 15,595 19.28 XÐt cÆp cét (6;11) kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét lµ: a = 16,77m. §é cao lín nhÊt cña khu vùc ®­îc b¶o vÖ gi÷a hai cét thu l«i lµ: ë ®é cao 9m: hx = 9m < 2/3ho = 12,4m. ë ®é cao 7m: hx = 7m < 2/3ho = 12,4m. V× cÆp cét (6;11), (7;11), (8;10), (9;10) nh­ nhau nªn ta cã b¶ng (3 – 5 ): VÞ trÝ c¸c cét h (m) hx (m) ha=h-hx rxo (m) ho (m) 6-11 21 9 12 8,325 16,8 6-11 21 7 14 12,075 16,8 7-11 21 9 12 8,325 16,8 7-11 21 7 14 12,075 16,8 8-10 21 9 12 8,325 16,8 8-10 21 7 14 12,075 16,8 9-10 21 9 12 8,325 16,8 9-10 21 7 14 12,075 16,8 NhËn xÐt: Qua tÝnh to¸n ë trªn ta cã c¸c b¶ng ( 3 – 7) vµ ( 3 – 8 ) vÏ ph¹m vi b¶o vÖ cña hÖ thèng cét thu l«i cho toµn tr¹m. Cô thÓ ®­îc tr×nh bµy ë h×nh (3 – 7). Tõ h×nh vÏ (3 – 7) ta thÊy r»ng toµn bé c¸c thiÕt bÞ cña tr¹m ®Òu n»m trong ph¹m vi b¶o vÖ cña c¸c cét thu l«i. VËy víi c¸ch bè trÝ thu l«i nh­ ph­¬ng ¸n I lµ ®¶m b¶o vÒ mÆt kü thuËt. B¶ng (3–6): KÕt qu¶ tÝnh to¸n ph¹m vi b¶o vÖ cña cét thu l«i ë ph­¬ng ¸n 2 VÞ trÝ c¸c cét h (m) hx (m) ha=h-hx rx (m) 1 21 10 11 12,75 1 21 8 13 16,5 2 21 10 11 12,75 2 21 8 13 16,5 3 21 10 11 12,75 3 21 8 13 16,5 4 21 10 11 12,75 4 21 8 13 16,5 5 21 10 11 12,75 5 21 8 13 16,5 6 21 9 12 14,625 6 21 7 14 18,375 7 21 9 12 14,625 7 21 7 14 18,375 8 21 9 12 14,625 8 21 7 14 18,375 9 21 9 12 14,625 9 21 7 14 18,375 10 21 9 12 14,625 10 21 7 14 18,375 11 21 9 12 14,625 11 21 7 14 18,375 B¶ng(3–7): KÕt qu¶ tÝnh to¸n ph¹m vi b¶o vÖ cña cét thu l«i ë ph­¬ng ¸n 2 VÞ trÝ c¸c cét h (m) hx (m) ha=h-hx rxo (m) ho (m) 1-2 21 10 11 7,2 17,3 1-2 21 8 13 10,95 17,3 1-5 21 10 11 9,42 18,78 1-5 21 8 13 13,17 18,78 2-5 21 10 11 9,42 18,78 2-5 21 8 13 13,17 18,78 2-3 21 10 11 6,567 16,878 2-3 21 8 13 10,3 16,878 3-4 21 10 11 9,1 18,57 3-4 21 8 13 12,855 18,57 3-5 21 10 11 7,545 17,53 3-5 21 8 13 11,295 17,53 4-5 21 10 11 8,25 18,0 4-5 21 8 13 12,0 18,0 6-7 21 9 12 12,045 19,28 6-7 21 7 14 15,595 19,28 6-11 21 9 12 8,325 16,8 6-11 21 7 14 12,075 16,8 7-11 21 9 12 8,325 16,8 7-11 21 7 14 12,075 16,8 8-9 21 9 12 12,045 19,28 8-9 21 7 14 15,595 19,28 9-10 21 9 12 8,325 16,8 9-10 21 7 14 12,075 16,8 8-10 21 9 12 8,325 16,8 8-10 21 7 14 12,075 16,8 .4 -KÕt luËn. Qua tÝnh to¸n ë trªn ta thÊy c¶ hai ph­¬ng ¸n ®Òu ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ mÆt kü thuËt, nh­ng ph­¬ng ¸n I do c¸c cét 10 ;11 n»m ra ngoµi gÇn t­êng bao tr¹m nªn ®¶m b¶o vÒ mü quan vµ c¸ch xa c¸c thiÕt bÞ mang ®iÖn t¹o kh«ng gian th«ng tho¸ng. Ngoµi ra do n»m gÇn t­êng bao xung quanh tr¹m nªn ta cã thÓ lîi dông cét ®Ó l¾p ®Æt hÖ thèng chiÕu s¸ng cho tr¹m. Do vËy ta chän ph­¬ng ¸n I.