đồ án: thiết kế hệ thống cung cấp điện, chương 10 doc

Chương 10: Thiết kế vận hành
 Khi dùng CB hoặc cầu chì. tổng trở nguồn của mạch trước và
sau thiết bò cần được xác đònh khi thiết kế.Tổng trở này cần
dươc đo sau khi lắp đặt và theo đònh kỳ.Đặt tính thiết bò bảo vệ
sẽ được xác đònh theo điện trở này này
 Khi công trình được cung cấp từ 2 nguồn , các đặt tính cắt của
CB cần được xác đònh thèonguồn sử dụng
 Bất kỳ sự cải tạo nào của lưới cũng phải kiểm tra điều kiện
bảo vệ
2.Sơ đồ TN-S (3 pha 5 dây):
 Đặc tính:
- Dây bảo vệ vá dây trung tính là riêng biệt .Đối với cáp có vỏ bọc
chì, dây bảo vệ thường là vỏ chì . HệTNS là bắt buộc đối với mạch có
tiết diện < 10mm (Cu) và 16mm((Al) hoặc các thiết bò di động
- Cách nối đất :
 Điểm trung tímh của biến áp dược nối đất 1 lần tại đầu vào lưới
. Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối vào dây bảo
vệ PE , dây này sẽ được nối trung tính biến áp.
- Bố trí dây PE :
 Dây PE tách biệt với dây trung tính và được đònh kích cỡ theo
dòng sự cố lớn nhất có thể xảy ra.
 Bố trí bảo vệ chống chạm điện . Do dòng sự cố và điện áp tiếp
xúc lớn nên:
-Tự dộng cắt nguồn khi có hư hỏng cách điện .
-CB và cầu chì sẽ đảm nhận vai trò này hoặc các RCD
 Hệ quả :
-
Quá điện áp : Trong điều kiện bình thường , trung tính biến áp và vỏ
thiết bò cùng điện thế
- Khả năng liên tục cung cấp điện , nhiễu điện từ , phòng cháy thấp
- Dây PE không được nối đất lặp lại tránh điện áp rơi và dòng trong

dây bảo vệ trong điều kiện vận hành bình thường .
-
Tương hợp điện từ : trong điều kiện bình thường dây PE không có
sụt áp do đó nhược điểm của sơ đồ TNC được khắc phục.Sơ đồ TNC
sẽ tương tự như sơ dồ TNS về vấn đề này .Khi có hư hỏng cách
điện,điện áp xung lớn sẽ xuất hiện trên dây PE,tạo nên hiện tượng
quá độ như sơ đồ TNC
Thiết kế vận hành :
- Tính toán tổng trở của nguồn và của mạch có kiêm tra bằng đo
lường sau lắp đặt và đònh kỳ sau đó .
- Xác đònh điều kiện cắt khi công trình được cấp từ 2 nguồn.
- Kiểm tra điều kiện bảo vệ khi có sự cải tạo lưới.
- Sử dụng RCD với dòng tác động 500 mA sẽ tránh được hư hỏng về
điện cũng như những hư hỏng này xảy ra do hư hỏng cách điện hoặc
ngắn mạch qua tổng trở.
3.Sơ đồ TN-C-S :
-Sơ đồ TN-C-S là sự kết hợp giữa hai sơ đồ TN-C và TN-S,vì vậy
mà ta tận dụng được những ưu khuyết điểm của chúng để bảo vệ an
toàn cho phân xưởng.
-Khi dùng chung một lưới , sơ đồ TN-S luôn sử dụng sau sơ đồ TN-
C và điểm phân giữa dây PE khỏi dây PEN thường là điểm đầu của
lưới.
-Từ tủ điện chính đến các tủ phân phối ta sử dụng mạng kiểu TN-
C,từ tủ phân phối đến các thiết bò ta sử dụng mạng kiểu TN-S
II.Tính toán chọn dây bảo vệ:
Dây PEN chọn bằng dây pha và bằng dây trung tính
Dây PE chọn có tiết diện bằng nửa tiết diện dây pha
Tính toán dòng chạm vỏ :
I
chạm vỏ

=0.95U
pha
/Z

Z

=Z
pha

+Z
N
+R
PE
Do dòng chạm vỏ mang tính chất kiểm tra nên ta chỉ chọn những
thiết bò trên các tuyến dây có tổng trở nhỏ để kiểm tra điều kiện I
cắt
nhanhCB
<I
chạm vỏ min
Với : I
cắt nhanhCB
=(2

4) I
đmCB
Nhóm 1:
động cơ 8C: Z
pha

=419.10

-3

R
PE
=R
0
xL=37,1x5= 185,5.10
-3

Z

=Z
pha

+Z
PEN
+R
PE
= 785.10
-3

I
chạm vỏ
=0.95x230/( 3 x785.10
-3
)=162(A)
I
cắt nhanhCB
= 3I
đmCB

=3x40=120A(chọn k=3)
Kiểm tra điều kiện :I
cắt nhanhCB
<I
chạm vỏ min
(thoả điều kiện )
Nhóm 2:
động cơ 9A: Z
pha

=82,5.10
-3

R
PE
=7.10
-3

Z

=Z
pha

+Z
PEN
+R
PE
= 97.10
-3


I
chạm vỏ
=0.95x230/( 3 x321.10
-3
)=1309 (A)
I
cắt nhanhCB
=3x40=120(A)(chọn k=3)
I
cắt nhanhCB
<I
chạm vỏ min
(thoả điều kiện)
Nhóm 3:
động cơ 13: Z
pha

=183,3.10
-3

R
PE
=74,5. 10
-3

Z

=Z
pha


+Z
PEN
+R
PE
=332,3.10
-3

I
chạm vỏ
=0.95x230/( 3 x332,3.10
-3
)=394(A)
I
cắt nhanhCB
=3x40=120A(chọn k=3)
I
cắt nhanhCB
<I
chạm vỏ min
(thoả điều kiện)
 Điều kiện này được kiểm tra khi biết đầy đủ về đặc tuyến các
thông số chỉnh đònh khả năng cắt của CB.
III.Tính toán chọn hệ thống nối đất:
1. Lý thuyết:
Vì ta chọn sơ đồ mạng TN-C-S nên ta thiết kế hệ thống điện trở
nối đất nối đất trung tính nguồn và nối đất lặp lại với điều kiện:
R
nđnguồn



4
;
R
nđll


10
Thực hiện hệ thống nối đất
Với
:

tt
=k
m

đo
k
m
: hệ số mùa phụ thuộc vào loại đất,thời tiết

tt
:điện trở suất tính toán của đất(

m)

đo
: điện trở suất của đất đo được(

m)
Tuỳ theo loại đất khác nhau mà ta có


khác nhau và nó phụ thuộc
vào từng mùa trong năm và độ chôn sâu của điện cực.Vì vậy ta có
các cách chọn sau :
-Khi
m


300

thì sử dụng hình thức nối đất tập trung l
cọc
=2-3m ,
nếu

đ
ở dưới sâu có trò số nhỏ hoặc có các mạch nước ngầm cần sử
dụng hình thức nối đất chôn sâu với chiều dài cọc l
m6

-Khi

đ
lớp trên nhỏ ,phía dưới là sỏi đá hoặc có

đ
lớn hơn sử
dụng hình thức nối đất hình tia l
tia
m20


,chôn sâu 0.5-0.8m,số tia
4

,
l
tia m30

R
nđcọc
= )
4
4
ln5.0
2
(ln
2
l
t
lt
d
l
l
ttdung





R

thanh
= )
2
(ln
2
2
bt
l
l
thanhtt



-Khi m


700

sử dụng hình thức nối đất tia mạch vòng hay hổn
hợp
-Khoảng cách giữa các cọc a
2

chiều dài cọc ,khi điều kiện cụ thể
không cho phép ít nhất đảm bảo a
l

cọc
-Khi điện trở nối từ n bộ phận nối đất giống nhau hợp thành ,R
nđ~

được tính : R
nđ~
=

n
R
0
Với: R
nđ~
:điện trở nối đất tần số công nghiệp
R
0
=điện trở nối đất tần số công nghiệp của một bộ phận nối
đất


~
=hệ số sử dụng tần số công nghiệp
2.Tính toán :
-Ta chọn điện trở suất của đất

0
=100

m và ta sử dụng hình thức
nối đất phức hợp gồm dây dẫn nối các cọc(giống nhau) dạng tròn
như hình dưới đây:
với khoảng cách giữa các cọc a=3m,t
0
=0.8m,t=t

0
+l/2
Thông số cọc :l
c
=5m, d
c
=30mm,

ttđứng
=

đ
.k
m
=1.4x100 =140( m

)
R
nđcọc
= )
4
4
ln5.0
2
(ln
2
l
t
lt
d

l
l
ttdung





=27.5(

)
Với a/l=5/3

2 và n=5 tra bảng ta được : 7,0
c

(Bài tập :KỸ THUẬT CAO ÁP- Hồ Nguyên Nhật Chương)
 Xem dây nối các cọc có điện trở nhỏ có thể bỏ qua
- Điện trở tản(tổ hợp) của một nhánh với

=0.7 :
R
1nhánh
=R
th1
=
C
C
n
R


=
7
.
0
5
5.27

=7.86(

)
Một nhánh của cọc nối đất song song
- Điện trở tản tổ hợp cho 3 nhánh với

=0.87 :
R
th
=
87
.
0
3
1

th
R
=3.01 (

)
Điện trở nối đất hệ thống(gồm 3 nhánh nối song song)

- Điện trở nối đất lặp lại có thể chọn là điện trở tổ hợp của một
nhánh:
R
nđll
= R
th1
= 7.86(

)
- Kiểm tra điều kiện điện trở nối đất trung tính :
R
nđHT
=R
nđng
=3.01< 4 (

)
R
nđll
=7.86 < 10 (

)
 Như vậy, với hệ thống cọc nối đất đã tính ở trên đảm bảo yêu cầu
an toàn cho phân xưởng.