Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ------------------------------------------------ LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc Ph©n tÝch c¸c ph¬ng ph¸p lµm gi¶m trÞ sè tiÕp ®Þa ë nh÷ng vïng cã ®iÖn trë suÊt ®Êt cao, ¸p dông thùc tÕ vµo tr¹m biÕn ¸p 25000KVA-110/35/22kV Kú anh - Hµ tÜnh Ngµnh: HÖ thèng ®iÖn M· sè: 2-06-07 NguyÔn trÝ dòng Nguêi híng dÉn khoa häc PGS. NguyÔn §×nh TH¾ng Hµ néi 2006 17061131535141000000 Môc lôc Trang Danh môc c¸c b¶ng Danh môc h×nh vÏ, ®å thÞ Më ®Çu 1 Ch¬ng I: Nh÷ng ph¬ng ph¸p vµ thiÕt bÞ nghiªn cøu d«ng sÐt ®Ó 4 x©y dùng b¶n ®å mËt ®é sÐt ë ViÖt nam 1.¶nh hëng cña d«ng sÐt ®Õn kinh tÕ x· héi vµ hÖ thèng ®iÖn 4 1.Ph¬ng ph¸p vµ thiÕt bÞ nghiªn cøu d«ng sÐt 6 1.Sè liÖu phãng ®iÖn qua vÖ tinh 6 2.Sè liÖu qua m¹ng tr¹m ra ®a thêi tiÕt vµ s©n bay 7 3.ThiÕt bÞ nghiªn cøu d«ng sÐt hiÖn ®¹i 7 1.Ph¬ng ph¸p xö lý sè liÖu 8 1.PhÇn mÒm xö lý sè liÖu ®Þnh vÞ phãng ®iÖn 11 1.C¸c kÕt qu¶ chÝnh 13 1.TiÕn tr×nh ngµy ho¹t ®éng d«ng sÐt 13 2.Sè xung sÐt trong mét phãng ®iÖn 15 3.KÕt luËn 22 Ch¬ng II: Vai trß cña cña nèi ®Êt trong vËn hµnh ®êng d©y vµ 23 tr¹m biÕn ¸p 2. ¶nh hëng cña ®iÖn trë nèi ®Êt tíi suÊt c¾t cña ®êng d©y t¶i 23 ®iÖn trung ¸p 1.¶nh hëng cña ®iÖn trë nèi ®Êt tíi suÊt c¾t cña ®êng d©y kh«ng 23 treo d©y chèng sÐt 2.¶nh hëng cña ®iÖn trë nèt ®Êt ®Õn suÊt c¾t ®èi víi ®êng d©y 23 kh«ng treo d©y chèng sÐt cã ®iÓm trung tÝnh kh«ng nèi ®Êt 3.¶nh hëng cña ®iÖn trë nèt ®Êt ®Õn suÊt c¾t ®èi víi ®êng d©y 27 kh«ng treo d©y chèng sÐt cã ®iÓm trung tÝnh nèi ®Êt 4.Vai trß cña nèi ®Êt ®èi víi tr¹m biÕn ¸p 32 1.Nèi ®Êt chèng sÐt 32 2.Nèi ®Êt lµm viÖc 33 3.Nèi ®Êt an toµn 34 4.Mèi liªn hÖ gi÷a ®iÖn trë nèi ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn ¸p 35 bíc 2.KÕt luËn 44 Ch¬ng III: Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n nèi ®Êt c¸c tr¹m biÕn ¸p 46 3.TÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt tr¹m biÕn ¸p theo ph¬ng ph¸p cña Nga 46 1.C¬ së tÝnh to¸n nèi ®Êt theo ph¬ng ph¸p m« h×nh t¬ng tù 46 2.Ph¬ng ph¸p tÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt tr¹m 48 3.TÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt d¹ng líi cña tr¹m biÕn ¸p theo ph¬ng 53 ph¸p IEEE 3.TÝnh to¸n vÒ nèi ®Êt d¹ng líi 53 3.Chän ph¬ng ph¸p tÝnh cho ®Ò tµi 59 3. Sö dông ch¬ng tr×nh ®· lËp ®Ó xem xÐt trÞ sè tiÕp ®Þa mét sè 61 tr¹m biÕn ¸p ®iÓn h×nh 3.
KÕt luËn 67 Ch¬ng IV:Nh÷ng biÖn ph¸p lµm gi¶m trÞ sè hÖ thèng tiÕp ®Þa ë 68 nh÷ng vïng cã ®iÖn trë suÊt ®Êt cao 4.HÖ thèng tiÕp ®Þa ë nh÷ng vïng cã ®iÖn trë suÊt ®Êt cao, c¸c biÖn 68 ph¸p kh¾c phôc 1.Lîi dông c¸c vËt tiÕp ®Êt tù nhiªn cã s½n 69 2.Thay ®Êt gèc cã ®iÖn trë suÊt ®Êt cao b»ng ®Êt míi cã ®iÖn trë 69 suÊt ®Êt thÊp 3.¸p dông hÖ thèng tiÕp ®Êt hçn hîp 69 4.Dïng cùc tiÕp ®Êt ch«n s©u 69 5.Dïng cùc tiÕp ®Êt kÐo dµi 71 6.Trén muèi ¨n vµ ®Êt 71 7.Trén ho¸ chÊt dÉn ®iÖn vµo ®Êt 73 8.Cùc tiÕp ®Êt ho¸ häc 76 9.Sö dông c«ng nghÖ hµn nhiÖt ho¸- Cadweld 77 4.øng dông c¸c biªn ph¸p ®Ó gi¶m trÞ sè tiÕp ®Þa ë tr¹m 110kV Kú 78 anh 1.Thùc tr¹ng vÒ tr¹m biÕn ¸p 110kV Kú anh 78 2.§¸nh gi¸ vÒ kÕt qu¶ nhËn ®îc cña c¸c lÇn xö lý hÖ thèng tiÕp 79 ®Þa cña TBA Kú anh 3.Ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng nèi ®Êt phï hîp víi ®Þa h×nh, ®Þa 79 chÊt tr¹m biÕn ¸p 110kV Kú anh 4.Ph©n tÝch hÖ thèng nèi ®Êt phæ biÕn hiÖn nay 79 5.Kh¶o s¸t ph©n tÝch ®Þa chÊt khu vùc tr¹m vµ khu vùc xung quanh 80 tr¹m biÕn ¸p 6.X¸c ®Þnh trÞ sè hÖ thèng tiÕp ®Þa cÇn ph¶i ®¹t ®îc cña tr¹m biÕn 85 ¸p 110kV Kú anh 7.X¸c ®Þnh vÞ trÝ x©y dùng hÖ thèng tiÕp ®Þa bæ sung 86 8.Lùa chän vËt liÖu 86 9.Ph¬ng ¸n kü thuËt thi c«ng 88 10.TÝnh to¸n hÖ thèng tiÕp ®Þa bæ sung 88 11.NhËn xÐt, ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ 93 KÕt luËn 94 Tµi liÖu tham kh¶o Phô lôc Danh môc c¸c b¶ng Trang B¶ng 1.1: Sè lÇn sù cè vµ sè lÇn sù cè do sÐt trªn mét sè ®êng d©y t¶i 5 ®iÖn trong n¨m 2005 B¶ng 1. MÉu sè liÖu víi y lµ vÜ ®é, x lµ kinh ®é tÝnh tõ vÞ trÝ t©m tr¹m 10 B¶ng 2.1: Gi¸ trÞ ®iÖn trë nèi ®Êt cét ®iÖn phô thuéc ®iÖn trë suÊt ®Êt 32 B¶ng 2.2: HÖ sè t¾t dÇn Df theo thêi gian sù cè ts R R R R 37 B¶ng 3.1: Gi¸ trÞ cña hÖ thèng nèi ®Êt tÝnh theo c«ng thøc cña Nga vµ 60 IEEE.2: Th«ng sè hÖ thèng tiÕp ®Þa d¹ng líi 62 B¶ng 3.3: Th«ng sè hÖ thèng tiÕp ®Þa d¹ng líi ch«n c¸c ®iÖn cùc 63 th¼ng ®øng t¹i c¸c gãc « líi.4: Khèi lîng s¾t thÐp dïng trong hÖ thèng tiÕp ®Þa tr¹m 66 B¶ng 4.1: HÖ sè gi¶m ®iÖn trë suÊt cña ®Êt ®îc c¶i t¹o b»ng muèi 72 B¶ng 4.2: Gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt cña c¸c mÉu ho¸ chÊt 87 B¶ng 4.3: Sè liÖu tÝnh to¸n hÖ thèng tiÕp ®Þa tr¹m 110/35/22kV Kú anh 90 B¶ng 4.4: TÝnh kinh tÕ ph¬ng ¸n 1 91 B¶ng 4.5: TÝnh kinh tÕ ph¬ng ¸n 2 91 B¶ng 4.6: Khèi lîng vËt t ph¬ng ¸n 3 92 B¶ng 4.7: TÝnh kinh tÕ ph¬ng ¸n 3 92 Danh môc c¸c h×nh vÏ Trang H×nh 1.1: Kªnh xung sÐt qua m¸y GPI 10 H×nh 1.2: Phãng ®iÖn t¹i Phó Thôy theo m¸y ESID 11 H×nh 1.3: BiÕn tr×nh sÐt theo giê trong ngµy ë tr¹m NghÜa ®« 13 H×nh 1.4: BiÕn tr×nh sÐt trong ngµy t¹i mét sè tr¹m ®Þnh vÞ sÐt 14 H×nh 1.5: TÇn suÊt xuÊt hiÖn sÐt theo th¸ng trong n¨m 2004 15 H×nh 1.6: Sè xung sÐt trong mét phãng ®iÖn sÐt 15 H×nh 1.7: D¹ng sãng kªnh ®iÖn ®Æc trng cho sÐt ©m xung ®Çu ngµy 16 22/05/2003 t¹i tr¹m NghÜa ®« H×nh 1.8: D¹ng kªnh sãng ®iÖn ®Æc trng cho sÐt trong m©y ngµy 17 22/5/2003 t¹i NghÜa ®« H×nh 1.9: D¹ng sãng kªnh ®iÖn ®Æc trng cho sÐt d¬ng ngµy 25/5/2003 17 t¹i NghÜa ®« H×nh 1.10a,b,c,e: D¹ng xung sÐt 19 H×nh 1.12: B¶n ®å ngµy d«ng sÐt trung b×nh 21 H×nh 2.1: S¬ ®å khèi ch¬ng tr×nh tÝnh suÊt c¾t ®êng d©y trung ¸p 28 H×nh 2.2: ¶nh hëng cña ®iÖn trë ch©n cét tíi suÊt c¾t ®êng d©y 35kV 29 trung tÝnh kh«ng nèi ®Êt H×nh 2.3: ¶nh hëng cña ®iÖn trë ch©n cét tíi suÊt c¾t ®êng d©y 10kV 29 trung tÝnh kh«ng nèi ®Êt H×nh 2.4: ¶nh hëng cña ®iÖn trë ch©n cét tíi suÊt c¾t ®êng d©y 30 6kVtrung tÝnh kh«ng nèi ®Êt H×nh 2.5: ¶nh hëng cña ®iÖn trë ch©n cét ®Õn suÊt c¾t ®êng d©y22kV 30 trung tÝnh nèi ®Êt H×nh 2.6: ¶nh hëng cña ®iÖn trë ch©n cét ®Õn suÊt c¾t ®êng d©y10kV 31 trung tÝnh nèi ®Êt H×nh 2.7: S¬ ®å x¸c ®Þnh ®iÖn ¸p bíc, ®iÖn ¸p tiÕp xóc tr¹m biÕn ¸p 35 H×nh 2.8: S¬ ®å khèi ch¬ng tr×nh tÝnh ®iÖn ¸p bíc vµ ®iÖn ¸p tiÕp xóc 39 tr¹m biÕn ¸p H×nh 2.9: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn ¸p 40 bíc ë líi nèi ®Êt cã diÖn tÝch S= 40x40m2P H×nh 2.10: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn 41 ¸p bíc ë líi nèi ®Êt cã diÖn tÝch S= 60x60m2 P H×nh 2.11: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn 41 ¸p bíc ë líi nèi ®Êt cã diÖn tÝch S= 80x80m2 P H×nh 2.12: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn 42 ¸p bíc ë líi nèi ®Êt ch«n thªm 32 ®iÖn cùc th¼ng ®øng lb =2,5m, cã diÖn tÝch S= 40x40m2 R R P H×nh 2.13: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn 42 ¸p bíc ë líi nèi ®Êt ch«n thªm 48 ®iÖn cùc th¼ng ®øng lb =2,5m, cã diÖn tÝch S= 60x60m2 R R P H×nh 2.14: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn 43 ¸p bíc ë líi nèi ®Êt ch«n thªm 64 ®iÖn cùc th¼ng ®øng l b =2,5m, cã diÖn tÝch S= 80x80m 2 R R P Hình 3.1: Hệ số tương tự A đối với lưới trong sự phụ thuộc vào số lượng 49 mắt lưới m theo cạnh bên của lưới ở các tỷ số khác nhau d 0 / S R R Hình 3.2: Hệ số ∆h tính đến sự ảnh hưởng của độ sâu bố trí đến điện R R 49 trở của lưới Hình 3.3: Điện trở suất tương đương của đất để tính toán điện trở lưới 50 Hình 3.4: Hệ số ∆ 51 Hình 3.5: Hệ số ∆h R R 51 Hình 3.6: Điện trở suất tương đương tương đối 52 Hình 3.7: Nối đất dạng lưới 54 Hình 3.8: Điện trở của 2 điện cực nối đất hình bán cầu 55 Hình 3.9: Giá trị của hệ số K1 và K2 với hệ thống tiếp đất dạng lưới phụ R R R R 58 thuộc vào tỷ số chiều dài và chiều rộng của diện tích tiếp đất Hình 3.10: Cọc nối đất chôn giữa 2 lớp đất có điện trở suất khác nhau 58 H×nh 3.11: S¬ ®å khèi ch¬ng tr×nh tÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt theo ph¬ng 59 ph¸p cña Nga vµ cña IEEE H×nh 3.12: S¬ ®å bè trÝ hÖ thèng tiÕp ®Þa lµm vÝ dô ®Ó tÝnh to¸n 60 H×nh 3.13: HÖ thèng tiÕp ®Þa ®Þnh h×nh tr¹m biÕn ¸p 110kV 62 H×nh 3.14: Gi¸ trÞ ®iÖn trë tiÕp ®Êt tr¹m phô thuéc vµo ®iÖn trë suÊt ®Êt, 63 líi kh«ng ch«n c¸c cäc th¼ng ®øng H×nh 3.15: Gi¸ trÞ ®iÖn trë tiÕp ®Êt tr¹m phô thuéc vµo ®iÖn trë suÊt ®Êt, 64 líi ch«n c¸c ®iÖn cùc th¼ng ®øng H×nh 3.16: §iÖn trë nèi ®Êt phô thuéc vµo chiÒu dµi cäc víi hÖ thèng 64 nèi ®Êt cã S=40x40m 2 P H×nh 3.17: §iÖn trë nèi ®Êt phô thuéc vµo chiÒu dµi cäc víi hÖ thèng 65 nèi ®Êt cã S=60x60m2 P P H×nh 3.18: §iÖn trë nèi ®Êt phô thuéc vµo chiÒu dµi cäc víi hÖ thèng 65 nèi ®Êt cã S=80x80m2 P H×nh 4.1: Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë suÊt ®Êt víi hµm lîng muèi theo ®é 73 Èm trong ®Êt H×nh 4.2: Lîng RES-LO ®èi víi c¸c lo¹i ®Êt kh¸c nhau 75 H×nh 4.3: S¬ ®å bè trÝ hÖ cùc ®o s©u ®èi xøng Wener-Schumberger vµ 81 c¸ch biÔu diÔn c¸c gi¸ trÞ ρk t¹i mét ®iÓm ®o s©u trªn tuyÕn R R H×nh 4.4: MÆt c¾t ®Þa ®iÖn tuyÕn 1 82 H×nh 4.5: MÆt c¾t ®Þa ®iÖn tuyÕn 2 84 H×nh 4.