Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV - Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV - Tập 2: Hướng dẫn tính toán (Phần 1)

 TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM 
QUY ĐỊNH VỀ CÔNG TÁC 
THIẾT KẾ DỰ ÁN LƯỚI ĐIỆN 
CẤP ĐIỆN ÁP 110KV – 500KV 
(Ban hành theo Quyết định số 1289/QĐ-EVN ngày 
01/11/2017 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam) 
PHẦN TRẠM BIẾN ÁP 
CẤP ĐIỆN ÁP TỪ 220kV ĐẾN 500kV 
TẬP 2 
HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN 
Hà Nội 2017 
PHẦN TRẠM BIẾN ÁP CẤP ĐIỆN ÁP TỪ 220kV ĐẾN 500kV: 
- TẬP 1: NỘI DUNG, BIÊN CHẾ HỒ SƠ TƯ VẤN 
 TẬP 2: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN 
- TẬP 3: BẢN VẼ THAM KHẢO 
- TẬP 4: CHUẨN HÓA CÁC HẠNG MỤC CỦA TRẠM BIẾN ÁP 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 1 
MỤC LỤC 
CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN TRÀO LƯU CÔNG SUẤT, NGẮN MẠCH HỆ THỐNG ...... 9 
1.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN .............................................................................................. 9 
1.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO ........................................................... 9 
1.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................... 9 
1.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ................................................................................................... 9 
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐỊNH MỨC, CÔNG SUẤT THIẾT BỊ ........... 10 
2.1 MÁY BIẾN ÁP .............................................................................................................. 10 
2.1.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 10 
2.1.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 10 
2.1.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 10 
2.1.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 11 
2.2 DÒNG ĐỊNH MỨC CỦA THIẾT BỊ TRẠM ............................................................. 11 
2.2.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 11 
2.2.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 11 
2.2.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 11 
2.2.3.1 PHÍA 500KV ........................................................................................................... 11 
2.2.3.2 PHÍA 220KV ........................................................................................................... 12 
2.2.3.3 PHÍA 110KV ........................................................................................................... 13 
2.2.3.4 PHÍA 35 KV ............................................................................................................ 13 
2.2.3.5 PHÍA 22KV ............................................................................................................. 14 
2.2.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 14 
2.3 MÁY CẮT ...................................................................................................................... 16 
2.3.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 16 
2.3.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 16 
2.3.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 16 
2.3.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 16 
2.4 DAO CÁCH LY ............................................................................................................ 16 
2.4.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 16 
2.4.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 17 
2.4.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 17 
2.4.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 17 
2.5 BIẾN ĐIỆN ÁP .............................................................................................................. 17 
2.5.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 17 
2.5.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 17 
2.5.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 17 
2.5.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 18 
2.6 BIẾN DÒNG ĐIỆN ....................................................................................................... 18 
2.6.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 18 
2.6.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 18 
2.6.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 19 
2.6.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 19 
2.7 CÁCH ĐIỆN .................................................................................................................. 19 
2.7.1 CƠ SỞ ........................................................................................................................... 19 
2.7.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .................................................................................................... 19 
2.7.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................................................................ 19 
2.7.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN ................................................................................................ 20 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 2 
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THAM SỐ KHÁC MÁY CẮT: TRV, 
RRRV, ĐIỆN TRỞ ĐÓNG ................................................................................................... 21 
3.1 ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ PHỤC HỒI (TRANSIENT RECOVERY VOLTAGE-TRV), 
TỐC ĐỘ TĂNG ĐIỆN ÁP PHỤC HỒI (RATE-OF-RISE OF RECOVERY 
VOLTAGE RRRV) CỦA MÁY CẮT CHO ĐƯỜNG DÂY 500KV DÀI ............... 21 
3.1.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 21 
3.1.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN : .................................................................................................. 21 
3.1.3 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : .................................................................................................. 21 
3.1.3.1 NGUỒN .................................................................................................................. 21 
3.1.3.2 CÁC MÁY BIẾN THẾ TĂNG ÁP CỦA CÁC TỔ MÁY PHÁT .......................... 22 
3.1.3.3 CÁC ĐƯỜNG DÂY 220 KV .................................................................................. 22 
3.1.3.4 ĐƯỜNG DÂY 500 KV ........................................................................................... 22 
3.1.3.5 CÁC BỘ TỤ BÙ DỌC ............................................................................................ 22 
3.1.3.6 KHÁNG BÙ NGANG VÀ KHÁNG TRUNG TÍNH ............................................. 22 
3.1.3.7 CÁC MÁY BIẾN THẾ TỰ NGẪU 500/225/35KV ............................................... 22 
3.1.3.8 PHỤ TẢI ................................................................................................................. 23 
3.1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: .................................................................................. 23 
3.1.4.1 CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG: ..................................................................... 23 
3.1.4.2 LOẠI NGẮN MẠCH MÔ PHỎNG: ...................................................................... 24 
3.1.4.3 MÔ HÌNH MÁY CẮT: ........................................................................................... 24 
3.1.4.4 VỊ TRÍ SỰ CỐ: ....................................................................................................... 24 
3.1.4.5 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN: ..................................................................................... 25 
3.1.4.6 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN: ........................................................................................ 25 
3.1.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN MÁY CẮT: ............................. 26 
3.1.6 GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC:.......................................................................................... 26 
3.2 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY CẮT KHÁNG BÙ NGANG: ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ 
PHỤC HỒI (TRANSIENT RECOVERY VOLTAGE-TRV), TỐC ĐỘ TĂNG 
ĐIỆN ÁP PHỤC HỒI (RATE-OF-RISE OF RECOVERY VOLTAGE RRRV) 
CỦA MÁY CẮT 500KV .............................................................................................. 26 
3.2.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 26 
3.2.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN: ................................................................................................... 27 
3.2.3 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : .................................................................................................. 27 
3.2.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: .................................................................................. 27 
3.2.4.1 QUÁ ĐIỆN ÁP THAY ĐỔI NHANH (CHOPPING VOLTAGE): ....................... 28 
3.2.4.2 QUÁ ĐIỆN ÁP HỒ QUANG (REIGNITION VOLTAGE): .................................. 29 
3.2.4.3 QUÁ ĐIỆN ÁP HỒ QUANG PHỤC HỒI CỦA MÁY CẮT KHÁNG: ................ 30 
3.2.4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: .......................................................................................... 32 
3.2.5 GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC:.......................................................................................... 33 
3.3 TÍNH TOÁN SỰ CẦN THIẾT ĐIỆN TRỞ ĐÓNG TRƯỚC CỦA MÁY CẮT ..... 33 
3.3.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 33 
3.3.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN: ................................................................................................... 34 
3.3.3 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : .................................................................................................. 34 
3.3.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: .................................................................................. 34 
3.3.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: ............................................................................................... 36 
3.3.6 GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC:.......................................................................................... 36 
3.4 TÍNH TOÁN RRRV CHO MÁY CẮT TRẠM CÓ LẮP KHÁNG HẠN CHẾ 
DÒNG NGẮN MẠCH. ................................................................................................. 38 
3.4.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 38 
3.4.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN: ................................................................................................... 38 
3.4.3 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : .................................................................................................. 39 
3.4.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: .................................................................................. 39 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 3 
3.4.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: ................................................................................................ 42 
3.4.6 GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC: .......................................................................................... 42 
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN BÙ NGANG CHO ĐƯỜNG DÂY 500KV .............................. 44 
4.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 44 
4.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN: ................................................................................................... 44 
4.3 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : ................................................................................................... 44 
4.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: .................................................................................. 44 
4.4.1 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY: .................................................................. 45 
4.4.2 BÙ CHO ĐƯỜNG DÂY MẠCH ĐƠN: ....................................................................... 45 
4.4.3 BÙ CHO ĐƯỜNG DÂY MẠCH KÉP: ........................................................................ 46 
4.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: ................................................................................................ 49 
4.6 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THÔNG SỐ KHÁNG TRUNG TÍNH VÀ KIỂM TRA 
THỜI GIAN TẮT CỦA DÒNG HỒ QUANG THỨ CẤP. ........................................ 49 
4.6.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 49 
4.6.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN: ................................................................................................... 49 
4.6.3 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : .................................................................................................. 49 
4.6.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: ................................................................................... 50 
4.6.4.1 THÀNH PHẦN HỖ DUNG KHI CHƯA CÓ KHÁNG TRUNG TÍNH: ............... 51 
4.6.4.2 THÀNH PHẦN HỖ CẢM ....................................................................................... 52 
4.6.4.3 THÀNH PHẦN MỘT CHIỀU DO NĂNG LƯỢNG BỊ "BẪY" TRONG KHÁNG 
BÙ NGANG: ....................................................................................................................... 52 
4.6.4.4 THÀNH PHẦN DÒNG PHÓNG TRONG TỤ BÙ DỌC: ...................................... 52 
4.6.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: ................................................................................................ 53 
4.7 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRUNG TÍNH (CHỐNG SÉT VAN, ĐIỆN TRỞ) . 54 
4.7.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN: ........................................................................................... 54 
4.7.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN: ...................................................................... ... áp một chiều yêu cầu cực đại cho phép (Uv max = 1,1*Uht). 
 ∆Umin : Điện áp rơi giữa ắc quy và phụ tải nhỏ nhất có thể (∆Umin = 1V). 
 UZLE max : Điện áp nạp cực đại trên một ngăn (UZLE max = UZLE + 1%, trong 
đó UZLE =1,4V/ngăn là điện áp nạp từ từ). 
- Điện áp ngăn nhỏ nhất: 
n
UUU VZ maxminmin
 n : Số ngăn. 
 Uv min : Điện áp một chiều yêu cầu cực tiểu cho phép (Uv min= 0,85* Uht). 
 ∆Umax : Điện áp rơi giữa ắc quy và phụ tải lớn nhất có thể (∆Umax = 2V). 
 UZmix : Điện áp cực tiểu trên một ngăn ⇒ UZmix =1,1V/ngăn 
Phụ tải sự cố Isc kéo dài trong suốt thời gian sự cố: 
- Sự cố mất nguồn chiếu sáng làm việc, chiếu sáng sự cố sẽ được cấp nguồn qua 
bộ chuyển đổi DC/AC, riêng chiếu sáng sực cố tại nhà Trạm bơm và các nhà Bay 
housing được cấp bằng nguồn chiếu sáng sự cố 
Dòng tính toán để chọn ắc quy: 
HT
SC
HT
tx
sctxtt U
P
U
P
III 
Trong đó: 
 Itx : dòng phụ tải thường xuyên 
 Isc : dòng phụ tải sự cố kéo dài trong suốt thời gian sự cố 
 Ptx : công suất phụ tải thường xuyên 
 Psc : công suất phụ tải sự cố 
Dòng tính toán ngắn hạn để kiểm tra ắc quy: 
HT
cc
ttscttnghtt U
PIIII max'. 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 82 
Với maxccP là công suất lớn nhất cung cấp cho chu trình cắt của các máy cắt khi 
sự cố ngắn hạn 
I’sc là dòng phụ tải sự cố ngắn hạn 
Thời gian quy đổi từ dòng điện phóng thường xuyên (Itt) về dòng điện phóng cực 
đại (Itt.ngh): 
nghtt
tth
qd I
ITT
.
5 * 
Với hT5 là thời gian dòng điện phóng định mức (5h). 
Chọn dung lượng ắc quy: qdschtt TITIC ** '5 
Kiểm tra ắc quy đã chọn về dòng điện phóng tính toán ngắn hạn: 
 cpnghcpnghtt III 5,2.. 
Trong đó: 
 Icp.ngh là dòng điện phóng cho phép ngắn hạn 
 Icp là dòng điện phóng cho phép lâu dài với thời gian phóng trong 5h. 
Tính chọn tủ nạp: 
a) Dòng điện định mức của tủ nạp cần thỏa mãn điều kiện: In.đm ≥ In + 
Ipt 
Trong đó: 
 In.dm - dòng điện định mức của tủ nạp ắc quy. 
 Ipt - dòng phụ tải trong thời gian nạp. 
 In = 0,2xC - dòng điện nạp. 
8.2.4 Kết quả lựa chọn 
- Căn cứ kết quả tính toán và số liệu đầu vào để lựa chọn hệ thống ắc quy và áp 
tô mát cho hệ thống tự dùng DC 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 83 
Chương 9 
TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT, CHIẾU SÁNG 
9.1 TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT 
9.1.1 Cơ sở 
- Phạm vi bảo vệ phải phủ kín toàn bộ trang thiết bị điện và bộ phận mang điện 
của trạm nhằm loại trừ hoặc giảm nhỏ xác suất sét đánh trực tiếp vào thiết bị. 
- Trạm được bảo vệ chống sét đánh trực tiếp bởi các dây thu sét và kim thu sét 
lắp đặt trên cột cổng và cột chiếu sáng. 
- Khoảng cách từ dây chống sét đến dây dẫn ở giữa khoảng cột được tính toán 
đảm bảo quy phạm hiện hành. 
9.1.2 Số liệu đầu vào 
- Mặt bằng bố trí kim chống sét, độ cao đinh kim chống sét. 
- Mặt bằng bố trí dây chống sét, độ cao treo dây chống sét, độ võng dây chống 
sét. 
- Mặt bằng thiết bị và cao độ cần bảo vệ chống sét. 
9.1.3 Nội dung tính toán 
9.1.3.1 Tính toán phạm vi kim thu sét 
a) Phạm vi bảo vệ ở độ cao hx của 1 kim thu sét có chiều cao h: 
- Công thức tính toán: 
)25,11(5,1
3
2
h
hhrhh xxx 
)1(75,0
3
2
h
hhrhh xxx 
Trong đó : 
 h : cao độ đỉnh kim thu sét 
 hx : cao độ cần bảo vệ 
 rx : bán kính phạm vi bảo vệ của 1 kim thu sét. 
b) Phạm vi bảo vệ ở độ cao hx của 2 kim thu sét có chiều cao và cách 
nhau 1 khoảng là a: 
- Công thức tính toán: 
 7
ahho 
)25,11(5,1
3
2
o
x
ooxox h
hhbhh 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 84 
)1(75,0
3
2
o
x
ooxox h
hhbhh 
Trong đó: 
 h : cao độ đỉnh kim thu sét 
 hx : cao độ cần bảo vệ 
 a : khoảng cách giữa 2 kim thu sét 
 ho : cao độ đỉnh kim thu sét giả tưởng nằm giữa 2 kim thu sét 
 box: bán kính phạm vi bảo vệ ứng với chiều cao ho. 
c) Phạm vi bảo vệ ở độ cao hx của 2 cột thu sét có chiều cao khác nhau: 
- Công thức tính toán: 
+ Nếu: ht < 
3
2 hc a’ = a - 1,5 (0,8hc – ht) h0 = ht 
7
a' 
 hx < 
3
2 ho box = 1,5h0 (1
0
X
h
1,25h ) 
 hx > 
3
2 ho bx = 0,75h0 (1
0
X
h
h ) 
+ Nếu: ht > 
3
2 hc a’ = a - 0,75 (c – ht) h0 = ht 
7
a' 
 hx < 
3
2 ho box = 1,5h0 (1
0
X
h
1,25h ) 
 hx > 
3
2 ho box = 0,75h0 (1
0
X
h
h ) 
 Trong đó: 
 + ht: cao độ đỉnh kim thu sét cột thấp 
 + hc: cao độ đỉnh kim thu sét cột cao 
+ hx: cao độ cần bảo vệ 
+ a: khoảng cách giữa 2 kim thu sét 
+ a’: khoảng cách giữa kim thu sét thấp và kim thu sét giả tưởng 
+ h0: cao độ đỉnh kim thu sét giả tưởng nằm giữa kim thu sét thấp và kim 
thu sét giả tưởng. 
+ b0x: bán kính phạm vi bảo vệ ứng với chiều cao h0. 
9.1.3.2 Kết quả lựa chọn 
- Từ kết quả tính toán theo công thức trên, ta vẽ được phạm vi bảo vệ của các 
kim thu sét cho toàn trạm ứng với chiều cao cần bảo vệ. Phạm vi bảo vệ của các kim 
thu sét phải bao trùm toàn bộ các khu vực phân phối. 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 85 
- Trong trường hợp nếu D<8(h-hx) với D là đường chéo lớn nhất của đa giác thì 
phía trong đa giác nằm trong vùng bảo vệ của các kim thu sét. 
9.2 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 
9.2.1 Cơ sở 
- Tính toán hệ thống nối đất ngoài trời sẽ dựa vào việc kiểm tra điện áp chạm, 
điện áp bước, điện trở lưới nối đất. Việc tính toán này dựa theo tài liệu IEEE Std.80-
2000 “IEEE Guide For Safety In AC Substation Grounding” và căn cứ theo tiêu chuẩn 
Việt Nam. 
9.2.2 Số liệu đầu vào 
- Dòng sự cố: 
 Dòng ngắn mạch 3 pha để chọn tiết diện dây, I: (kA) 
 Dòng chạm đất cực đại đi qua hệ thống nối đất Iesys: (kA) 
- Dữ kiện về mô hình đất tại trạm: 
 Điện trở suất của đất hiện hữu (từ độ sâu H trở xuống), p2: (Ωm) 
 Điện trở suất của lớp đất đắp, p1: (Ωm) 
 Bề dày của lớp đất đắp H: (m) 
 Điện trở suất đất của lớp bề mặt (đá 1x2), ps: (Ωm) 
 Độ dày của lớp đá bề mặt, hs: m 
 Điện trở suất tương đương của đất( hiện hữu và đất đắp ), p: (Ωm) 
- Dữ kiện lưới nối đất 
 Độ sâu của lưới được chôn trong đất, h: (m) 
 Bề rộng của lưới nối đất, W: (m) 
 Bề dài của lưới nối đất L: (m) 
 Tổng diện tích của lưới nối đất, A : 
 Tổng chiều dài dây dẫn của lưới được chôn, Lc: (m) 
 Tổng chiều dài dây chôn trong đất kể cả cọc nối đất, Ltot=Lr+Lc: (m) 
 Tổng số cọc đóng trong lưới: 
 Đường kính cọc: (mm), chiều dài coc: (m) 
 Số giếng khoan tăng cường (giếng) 
9.2.2.1 Nội dung tính toán 
- Chọn tiết diện dây nối đất theo điều kiện quá nhiệt: 
Theo phương trình (37) trang 41 tiêu chuẩn IEEE STD80 -2000, ta có: 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 86 
a
am
rrc
Ntt
TK
TT
Ln
TCAP
t
IA
0
4
1
10...
.
Trong đó: 
 Att : Tiết diện dây nối đất (mm2). 
 IN : Dòng điện ngắn mạch hiệu dụng (kA). 
 Tm : Nhiệt độ cực đại qua dây nối đất ở điều kiện sự cố (0C). 
 Ta : Nhiệt độ môi trường xung quanh (0C). 
 r : Điện trở suất của dây nối đất ở nhiệt độ đang xét Tr, (μΩ.cm). 
 tc : Thời gian duy trì sự cố (sec). 
 TCAP : Hệ số khả năng chịu nhiệt (J/ cm3.0C). 
 Tr : Nhiệt độ tương ứng với điện trở suất dây nối đất (0C). 
 r : Hệ số tản nhiệt của đất ở nhiệt độ Tr. 
- Điện trở nối đất của hệ thống: 
mgridrod
mgridrod
nd RRR
RRR
R
2
. 2
Trong đó : 
 Rrod: điện trở suất của cọc nối đất (Ω). 
 Rgrid: điện trở suất của lưới nối đất (Ω). 
 Rm: điện trở suất tương hỗ giữa cọc và thanh (Ω). 
- Điện trở cọc nối đất: 
  
2
1 )1(
1.218ln
2 rrr
o
rod nA
K
d
l
L
R 
 Trong đó: 
 ρa: điện trở suất biểu kiến qua 2 lớp đất (Ωm) 
 l: chiều dài cọc nối đất (m) 
 lr: tổng chiều dài cọc nối đất (m) 
 dr: đường kính cọc nối đất (m) 
 A: diện tích lưới nối đất (m2) 
 nr: tổng số cọc 
 K1: hằng số (tra bảng) 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 87 
- Điện trở lưới nối đất: 
  21'
1 .2ln K
A
LK
h
L
L
R rr
r
grid
 Trong đó: 
 ρa: điện trở suất của lớp đất 1 (Ωm) 
 Lr: tổng chiều dài lưới nối đất (m) 
 K1, K2: hằng số (tra bảng) 
 A: diện tích lưới nối đất (m) 
 cdhh *' : hệ số cho dây được chôn ở độ sâu h (m) 
- Điện trở suất biểu kiến của cọc qua hai lớp đất: 
Với điện trở suất biểu kiến tương đương của mô hình đât hai lớp trong 
trường hợp ρ1< ρ2 
)()(
..
12
21
HhlhH
l
o 
Với điện trở suất biểu kiến tương đương của mô hình đât hai lớp trong 
trường hợp ρ1> ρ2 
 )(.
..
12
21
HlH
l
o 
Trong đó: 
 ρ1: điện trở suất của lớp đất 1 (Ωm). 
 ρ2: điện trở suất của lớp đất 2 (Ωm). 
 H: độ dày lớp đất 1 (m). 
 l: độ dài cọc (m). 
 h: độ chôn sâu của lưới nối đất (m). 
- Điện trở tương hỗ giữa cọc và lưới: 
  1.
2ln 21' KA
LK
h
L
L
R ccam
Trong đó: 
 ρa: điện trở suất biểu kiến qua 2 lớp cọc. 
 Lc: tổng chiều dài lưới nối đất bao gồm thanh và cọc. 
 K1, K2: hằng số (tra đồ thị) 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 88 
Hằng số K1, K2 được tra theo đồ thị (Figure 25: Coefficients k1 and k2 of 
Schwarz’s formula – p.67– std 80:2000) hoặc theo công thức nội suy: 
41,14,01 W
LxK
5,515,02 W
LxK
Trong đó: 
 L: chiều dài trung bình của lưới nối đất (m) 
 W: chiều rộng trung bình của lưới nối đất (m) 
- Điện trở nối đất của toàn bộ hệ thống nối đất 
1
)11.(
gemnd
nht RR
kR
Hệ số ảnh hưởng giữa các hệ thống: kn = 0,9 5 
Theo quy phạm thì điện trở yêu cầu của hệ thống nối đất cho phép là: Ryc = 0,5Ω 
Nếu kết quả tính toán điện trở nối đất của toàn bộ hệ thống Rht ≤ Ryc = 0,5Ω thì 
đảm bảo yêu cầu cho phép của hệ thống nối đất. 
- Tính toán dựa theo tiêu chuẩn IEEE Std 80- 2000: 
Điện áp tiếp xúc cho phép: 
Etouch 50 = 
t
116,0
(1000 + 1,5Cs. s) 
Điện áp bước cho phép: 
Estep 50 = 
t
116,0
(1000 + 6.Cs. s) 
Trong đó: 
 t là thời gian duy trì sự cố (t = 0,5s) 
 là điện trở suất của lớp cát san nền trạm (m) 
 s là điện trở suất của lớp đá rải nền trạm 
 Cs là hệ số tính đến sự tiếp xúc giữa lớp đá bề mặt với lớp đất phía dưới 
Cs = 1- 0,106 
s
s
h2106,0
1
a) Tính toán điện áp tiếp xúc lớn nhất: 
- Điện áp tiếp xúc lớn nhất được tính theo công thức sau: 
Em = .Km.Ki.Ig /L 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 89 
Trong đó: 
 là điện trở suất của đất nền trạm (m) 
 Km là hệ số khoảng cách được xác định theo công thức 
Km = 
1
2 [ln( hdc
D
16
2
+
2( 2 )
8
D h
Ddc
 - 
4
h
dc
) + Kii
Kh
ln
)12(
8
 n ] 
Với: 
* D là khoảng cách giữa các thanh dẫn của lưới (m) 
* n = na.nb.nc.nd 
Với: na = 
P
C
L
L.2 ; nb = 
A
LP
.4
 nc = 
yx LL
A
yx
A
LL .
.7,0
.
 ; nd = 
22
yx LL
D
nc = 1 : lưới hình vuông, chữ nhật 
nd= 1 : lưới hình vuông, chữ nhật, hình - L 
 Với: 
 Lc là tổng chiều dài thanh nối đất của lưới (m) 
 Lp là chu vi của lưới nối đất (m) 
 Lx là chiều dài trung bình của lưới nối đất (m) 
 Ly là chiều rộng trung bình của lưới nối đất (m) 
 A là diện tích của lưới nối đất (m2) 
* Kh = ohh /1 hệ số biểu thị sự ảnh hưởng của độ chôn sâu (h) của lưới 
nối đất (ho là độ chôn sâu tham khảo: ho= 1m) 
* Kii = nn /2)2(
1
 là hệ số liên hệ đến sự phân bố của cọc. 
* dc là đường kính của dây rải (m) 
 Ki là hệ số có xét đến sự gia tăng mật độ dòng điện ở các góc lưới. 
Ki = 0,644 + 0,148 . n 
 Ig là dòng điện tản vào lưới được tính bằng công thức sau: 
Ig = Sf . Df . C . IN 
Với: 
* Sf = 0,7 là hệ số phân dòng điện sự cố tản vào đất thông qua dây chống sét, 
dây trung tính nối đất 
* Df = 0,5 là hệ số suy giảm của thành phần 1 chiều 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 90 
* C = 0,5 là hệ số hiệu chỉnh thiết kế khi xét sự gia tăng của dòng điện sự cố 
* IN là trị số dòng điện ngắn mạch 1 pha (A). 
 L’ = LC + [1,55 + 1,22 . ( 22
yx
r
LL
L
 )].LR :chiều dài hiệu quả của lưới nối đất 
(m) 
b) Tính toán điện áp bước lớn nhất: 
Điện áp tiếp xúc lớn nhất được tính theo công thức sau: 
Es = .Ks.Ki.Ig/Ls 
Trong đó: 
 là điện trở suất của đất nền trạm (m) 
 Ks là hệ số khoảng cách trong tính toán Es được xác định theo công thức 
Ks = 
1
 [
1
2h
+ 1
D h + 
21 (1 0,5 )n
D
 ] 
Với: 
 * D là khoảng cách giữa các thanh dẫn của lưới (m) 
 * n = na.nb.nc.nd 
 LS = 0,75 . LC + 0,85 . LR: là chiều dài hiệu quả của lưới nối đất (m) 
9.2.2.2 Kết quả lựa chọn 
- Giá trị cực đại được phép theo tiêu chuẩn : ≤ 0,5  
Trong trường hợp đã tăng cường bổ sung thêm giếng nối đất nhưng vẫn > 0,5 
thì có thể áp dụng điều I.7.42 Qui phạm trang bị điện năm 2006, ở vùng đất có điện trở 
suất lớn hơn 500Ωm, được phép tăng giá trị điện trở suất nối đất của trang bị nối đất 
lên đến 0,001ρ[Ω] nhưng không được lớn hơn 5. 
9.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 
9.3.1 Cơ sở 
- Để đảm bảo về độ rọi phù hợp với chức năng làm việc của từng phòng, 
phương án thiết kế chiếu sáng nhân tạo trong trạm được thiết kế với phương án sử 
dụng các bộ đèn LED mang lại hiệu suất phát sáng cao và tiết kiệm điện năng tiêu thụ 
trong quá trình hoạt động. 
- Hệ thống chiếu sáng nhân tạo ngoài trời dùng để chiếu sáng cho các thiết bị và 
để cho nhân viên vận hành trạm thao tác đóng/cắt các thiết bị. Chiếu sáng nhân tạo 
ngoài trời phía các sân phân phối có độ rọi yêu cầu Eyc = 10lux. Sử dụng đèn pha 
LED 220V có công suất phù hợp. 
9.3.2 Số liệu đầu vào 
- Mặt bằng bố trí đèn chiếu sáng; 
Quy định về công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp 
từ 110kV đến 500kV 
Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 220kV đến 500kV 
Tập 2: Hướng dẫn tính toán 91 
- Cao độ lắp đặt đèn 
- Quang thông của 1 bộ đèn 
- Số đèn 
- Độ rọi yêu cầu 
9.3.3 Nội dung tính toán 
9.3.3.1 Phương pháp tính toán hệ thống chiếu sáng trong nhà sử dụng 
phương pháp hệ số sử dụng: 
E = N.m.K.M./A 
 Trong đó: 
- E : độ rọi (lux) 
- N : số bóng đèn. 
- m: quang thông của đèn (lumen) 
- K : hệ số sử dụng, phụ thuộc vào hệ số phản xạ của tường, trần và chỉ số 
kích thước của phòng (I). 
- M : hệ số suy giảm do bụi bẩn và sự già hoá của đèn. 
- A : diện tích chiếu sáng (m2). 
9.3.3.2 Phương pháp tính toán hệ thống chiếu sáng ngoài trời sử dụng phần 
mềm tính toán chiếu sáng. 
- Số đèn cần dùng: 
sdkF
ZkSEn
.
... 
E = 10 (lux) : độ rọi trung bình. 
S (m2) : diện tích cần chiếu sáng. 
k = 0,9 : hệ số dự trữ. 
Z = 1,4 : hệ số tính toán. 
F (lm) : quang thông của đèn 
ksd = 0,42 : hệ số sử dụng 
9.3.3.3 Kết quả lựa chọn 
- Việc bố trí đèn chiếu sáng có hợp lý và đạt hiệu quả độ rọi yêu cầu.