Tiểu luận đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220kV và đường dây 220kV

• Tác giả: Lù Minh Hiếu
• Người hướng dẫn: ThS. Phạm Thị Thanh Đam
• Trường học: Trường Đại Học Điện Lực
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện, Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Bảo Vệ Chống Sét Cho Trạm Biến Áp 220kV Và Đường Dây 220kV
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: HIỆN TƯỢNG GIÔNG SÉT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
• 1.1. Hiện tượng giông sét
• 1.2. Khái niệm chung
• 1.3. Tình hình giông sét ở Việt Nam
• 1.4. Ảnh hưởng của hiện tượng giông sét tới hệ thống điện Việt Nam
• 1.5. Kết luận
• 2. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110KV
• 2.1. Khái niệm chung
• 2.2. Các yêu cầu kỹ thuật khi tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
• 2.3. Lý thuyết để tính chiều cao cột & dây và phạm vi bảo vệ
• 2.3.1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi
• 2.3.2. Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi
• 2.3.3. Phạm vi bảo vệ của dây chống sét
• 2.3.4. Đề xuất phương án bố trí cột và dây chống sét cho trạm biến áp
• 3. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110KV
• 3.1. Khái niệm chung
• 3.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống nối đất
• 3.2.1. Trị số cho phép của điện trở nối đất
• 3.2.2. Hệ số mùa
• 3.2.3. Trình tự tính toán
• 3.2.3.1. Nối đất an toàn làm việc
• 4. CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY 220KV
• 4.1. Khái niệm và yêu cầu chung đối với bảo vệ chống sét đường dây
• 4.2. Lý thuyết tính toán
• 4.2.1. Phạm vi bảo vệ của dây chống sét
• 4.2.2. Tính toán chung về chỉ tiêu chống sét
• 4.2.3. Tính toán bảo vệ chống sét cho đường dây 220kV
• 4.2.3.1. Các tham số tính toán
• 4.2.3.2. Xác định tổng số lần sét đánh vào đường dây
• 4.2.3.3. Tính suất cắt đường dây ncđ
• PHẦN II: TÍNH TOÁN SÓNG TRUYỀN TỪ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 110KV VÀO TRẠM BIẾN ÁP
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN SÓNG TRUYỀN TỪ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 110KV VÀO TRẠM BIẾN ÁP
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220kV

Hệ thống bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220kV là một phần quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện. Việc thiết kế hệ thống này cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt nhằm giảm thiểu thiệt hại do sét đánh. Hệ thống này bao gồm các cột thu sét, dây dẫn xuống đất, và các thiết bị bảo vệ khác. Mục tiêu chính là tạo ra một khu vực an toàn, nơi mà dòng điện sét có thể được dẫn xuống đất một cách an toàn mà không gây hại cho các thiết bị trong trạm. Theo tiêu chuẩn IEC và TCVN, các yêu cầu về chiều cao cột thu sét và khoảng cách bảo vệ cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả tối ưu. Việc sử dụng kim thu sét và dây dẫn xuống đất có điện trở thấp là rất cần thiết để đảm bảo rằng điện áp không vượt quá mức cho phép, từ đó ngăn chặn hiện tượng phóng điện ngược vào thiết bị. Đặc biệt, việc phân tích rủi ro sét đánh và tính toán các chỉ tiêu bảo vệ là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.

1.1. Hiện tượng sét và ảnh hưởng đến hệ thống điện

Sét là một hiện tượng tự nhiên có thể gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho hệ thống điện. Khi sét đánh vào trạm biến áp 220kV, nó có thể gây ra quá điện áp, dẫn đến hư hỏng thiết bị và gián đoạn cung cấp điện. Theo thống kê, Việt Nam có số ngày sét cao, đặc biệt là ở miền Bắc, nơi có thể lên tới 110 ngày/năm. Điều này làm tăng nguy cơ xảy ra sự cố cho hệ thống điện. Do đó, việc thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét là rất cần thiết để giảm thiểu thiệt hại. Các thiết bị như chống sét van (SPD) và hệ thống nối đất cần được lắp đặt đúng cách để đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện. Việc phân tích rủi ro và tính toán các chỉ tiêu bảo vệ là rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống điện có thể hoạt động ổn định và an toàn trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

II. Tính toán chỉ tiêu chống sét cho đường dây 220kV

Đường dây 220kV là một phần quan trọng trong hệ thống truyền tải điện. Việc tính toán chỉ tiêu chống sét cho đường dây này cần phải dựa trên các thông số kỹ thuật cụ thể như chiều cao cột, loại dây dẫn, và số ngày sét trong năm. Theo các tiêu chuẩn hiện hành, việc sử dụng dây dẫn chống sét là cần thiết để bảo vệ đường dây khỏi các tác động của sét. Các tính toán cần phải xác định được số lần sét đánh vào đường dây và xác định suất cắt đường dây. Việc này không chỉ giúp bảo vệ đường dây mà còn đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện khác trong hệ thống. Hệ thống bảo vệ cần được thiết kế sao cho có thể giảm thiểu thiệt hại do sét đánh, từ đó nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Các phương pháp mô phỏng và phân tích rủi ro cũng cần được áp dụng để đánh giá hiệu quả của hệ thống bảo vệ.

2.1. Phân tích rủi ro sét đánh

Phân tích rủi ro sét đánh là một bước quan trọng trong việc thiết kế hệ thống bảo vệ cho đường dây 220kV. Việc này bao gồm việc xác định các yếu tố như tần suất sét đánh, cường độ dòng điện sét, và các đặc tính của đất nơi đặt đường dây. Các số liệu thống kê cho thấy rằng số ngày sét ở Việt Nam có thể lên tới 83 ngày/năm, điều này làm tăng nguy cơ xảy ra sự cố. Do đó, việc tính toán các chỉ tiêu bảo vệ chống sét là rất cần thiết. Hệ thống bảo vệ cần phải được thiết kế sao cho có thể dẫn dòng điện sét xuống đất một cách an toàn, từ đó giảm thiểu thiệt hại cho đường dây và các thiết bị điện khác. Việc sử dụng các thiết bị như chống sét van và dây dẫn xuống đất có điện trở thấp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.