Giáo trình Thiết kế chống sét - Chương 3: Các số liệu dùng để tính toán thiết kế cột thu lôi bảo vệ trạm biến áp 110/22kV

Chương 3: 
Các số liệu dùng để tính toán thiết 
kế cột thu lôi bảo vệ trạm biến áp 
110/22kV
- Trạm có diện tích là: 94 x 71m và bao gồm:
+ Hai máy biến áp T1 và T2
- Độ cao các thanh xà phía 110kV là 11m 
I.3.3- Trình tự tính toán.
Trạm có cấp điện áp 110kV và có hai máy biến áp MB1,MB2.
Sau khi khảo sát sơ bộ sơ đồ mặt bằng trạm, vị trí bố trí các thiết 
bị trong trạm và yêu cầu bảo vệ của mỗi thiết bị, ta đ-a ra hai 
ph-ơng án đặt cột thu lôi nh- sau: 
I.3.3.1- Ph-ơng án 1.
Ta bố trí 8 cột thu lôi trong đó 2 cột bố trí trên thanh xà cao 
11m và các cột còn lại bố trí độc lập nh- hình vẽ :
15.000 19.000
T2
25.000
Phoứng phaõn phoỏi
Phoứng tuù buứ 
32.000
Sụ ủoà hieọn traùng maởt baống TBA 110kV Vaờn ẹieồn : Phửụng aựn 1
2 
T1
Phoứng ủieàu khieồn
3 6
541
7
8
PHÍA 22KV 
PHÍA 110KV 
Tính độ cao tác dụng của cột thu lôi:
Để bảo vệ đ-ợc một diện tích giới hạn bởi một tam giác (hoặc tứ 
giác) thì độ cao của cột thu lôi phải thoả mãn: D  8ha
Trong đó:
 - D: Là đ-ờng kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác ( hoặc tứ 
giác), tạo bởi các chân cột. đó là phạm vi mà nhóm cột có thể bảo 
vệ đ-ợc.
- ha : Là độ cao tác dụng của cột thu lôi.
Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi bao giờ cũng lớn 
hơn phạm vi bảo vệ của cột đơn cộng lại. Điều kiện để cho hai cột 
thu lôi có thể phối hợp đ-ợc với nhau để bảo vệ đ-ợc vật có độ cao 
hx nào đó là: a  7h
Với a là khoảng cách giữa hai cột thu lôi.
- Xét nhóm cột (1;2;3;4) ta có:
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đ-ờng tròn ngoại tiếp hình 
chữ nhật tạo bởi các cột 1;2;3;4
Đoạn (1-2) = 30,6m
Đoạn (2-4) = 34m
 Đ-ờng kính vòng tròn ngoại tiếp D : mD 7,456,3034 22 
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột (1;2;3;4) bảo vệ đ-ợc hoàn 
toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
m
D
ha .7,58
7,45
8

- Xét nhóm cột (3;4;5;6) ta có:
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đ-ờng tròn ngoại tiếp hình 
chữ nhật tạo bởi các cột 3;4;5;6
Đoạn (3-4) = 35m
Đoạn (4-5) = 30,6m
 Đ-ờng kính vòng tròn ngoại tiếp D : mD 5,466,3035 22 
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột (3;4;5;6) bảo vệ đ-ợc hoàn 
toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
m
D
ha .8,58
5,46
8

- Xét nhóm cột 5;6;7
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đ-ờng tròn ngoại tiếp tam 
giác tạo bởi các cột 5;6;7. (5 - 7 = 22 4,3025  = 40m ; từ 5 – 6 = 
28m ; 6  7 = = 17,8m) .
Và đ-ờng kính vòng tròn là:
Ta có công thức để tính đ-ờng kính đ-ờng tròn ngoại tiếp tam 
giác (1;4;5):
)81(
)).().(.(.2
.. 


cpbpapp
cba
D
Trong đó: + p là nửa chu vi tam giác (1;4;5):
2
cba
p

 + r là bán kính đ-ờng tròn ngoại tiếp tam giác 
(1;4;5).
Thay số vào (I –8 ) ta có:
Bán kính đ-ờng tròn ngoại tiếp tam giác (1;4;5) là:
43
2
40288,17 p
 mD 45
3.15.2,25.43.2
40.28.8,17 
Đ-ờng kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (5;6;7) là: D =45 m.
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 5;6;7 bảo vệ đ-ợc hoàn 
toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
m
D
ha 6,58
45
8

- Xét nhóm cột 5;7;8
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đ-ờng tròn ngoại tiếp tam 
giác tạo bởi các cột 5;7;8 (5  8 = 17m , từ 7 – 8 = 25m .Và 
đ-ờng kính vòng tròn là:
mD 3,301725 22 
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 5;7;8 bảo vệ đ-ợc hoàn 
toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
m
D
ha 48
3,30
8

- Xét nhóm cột 6;7;8
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đ-ờng tròn ngoại tiếp tam 
giác tạo bởi các cột 6;7;8. (6 - 7 = 22 5,317  = 17,4m ; từ 7 – 8 = 
30,4m ; 60  8 = = 34,8m) 
Và đ-ờng kính vòng tròn là:
Ta có công thức để tính đ-ờng kính đ-ờng tròn ngoại tiếp tam 
giác (6;7;8):
)81(
)).().(.(.2
.. 


cpbpapp
cba
D
Trong đó: + p là nửa chu vi tam giác (6;7;8):
2
cba
p

 + r là bán kính đ-ờng tròn ngoại tiếp tam giác 
(6;7;8).
Thay số vào (I –8 ) ta có:
Bán kính đ-ờng tròn ngoại tiếp tam giác (6;7;8) là:
3,41
2
8,344,304,17 p
 mD 8,34
5,6.9,10.24.3,41.2
8,34.4,30.4,17 
Đ-ờng kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác (6;7;8) là: D =34,8 
m.
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 6;7;8 bảo vệ đ-ợc hoàn 
toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
m
D
ha 4,48
8,34
8

- Xét nhóm cột 5;6;8
Phạm vi bảo vệ của nhóm cột này là đ-ờng tròn ngoại tiếp tam 
giác tạo bởi các cột 5;6;8 (5  8 = 17m , từ 5 – 6 = 30,4m .Và 
đ-ờng kính vòng tròn là:
mD 35174,30 22 
Độ cao tác dụng tối thiểu để các cột 5;6;8 bảo vệ đ-ợc hoàn 
toàn diện tích giới hạn bởi chúng là:
m
D
ha 4,48
35
8

Nh- vậy đối với tất cả các cột thu lôi có thể lấy một độ cao tác 
dụng là :
ha = 5,8m