đồ án: thiết kế hệ thống cung cấp điện, chương 9 doc

Chương 9 : Thiết kế bảo vệ an toàn
điện cho người
I.Khái quát hệ về thống nối đất phân xưởng :
 Mục đích xây dựng hệ thống nối đất:
 Chống giật
 Chống hoả hoạn do điện
 Cung cấp điện liên tục
 Chống quá áp
 Chống nhiễu điện
Mỗi sơ đồ nối đều có ưu điểm và khuyết điểm riêng của
nó tùy thuộc hệ thống xí nghiệp mà ta lựa chọn sao cho phù hợp.
Tính chất làm việc của phân xưởng đang xét là : công nhân
làm việc ở phân xưởng luôn tiếp xúc máy móc, thiết bò làm việc
vì vậy đòi hỏi an toàn, vì thế trường hợp có sự cố chạm vỏ xảy
ra bắt buột phải ngắt điện nếu không sẽ gây nguy hiểm cho
công nhân.
Để đơn giản và kinh tế cho lắp đặt ta chọn hệ thống bảo vệ
theo sơ đồ TN-C-S, tuy nhiên sơ đồ này cũng còn nhiều hạn chế.
 Những điều kiện tiên quyết:
 Sơ đồ TN yêu cầu trung tính phía hạ áp của MBA
nguồn,vỏ của tủ phân phối,vỏ của tất cả các phần tử khác
trong mạng và các vật dẫn tự nhiên phải được nối đất
chung.
 Đối với một trạm có phần đo lường được thực hiện phía
hạ áp ,cần có biện pháp cách ly có thể nhìn thấy được ở
phía đầu nguồn hạ thế.
 Dây PEN không bao giờ được cắt trong bất kì trường hợp
nào.Việc điều khiển và bảo vệ ở các máy cắt mạch trong
mạng TN được sắp xếp như sau:
-loại 3 cực khi mạch có dây PEN;
-loại 4 cực (3 pha +dây trung tính)khi mạch có dây

trung tính riêng biệt với dây PE.
 Giới thiệu các sơ đồ TN và cách thiết kế
Sơ đồ TN

Điểm nối sao của nguồn sẽ được nối với tiếp đất . Các bộ
phận cần nối đất và vật dẫn tự nhiên của lưới nối với dây trung
tính . Một vài phương án của sơ đồ TN là :
1.Sơ đồ TN-C (3 pha 4 dây) :
Đặc tính :
- Dây trung tính là dây bảo vệ và được gọi là PEN . Sơ đồ
này không được phép sử dụng đối với các dây nhỏ hơn 10mm
(dây Cu)và 16mm (dây Al) và thiết bò điện cầm tay .Sơ đồ TN-
C đòi hỏi một sự đẳng thế hiệu quả trong lưới với nhiều điểm
nối đất lặp lại.Các vỏ thiết bò và vật dẫn tự nhiên sẽ nối với dây
trung tính .
- Cách lắp dây PE : Dây trung tính và PE được sử dụng chung
gọi là dây PEN
- Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp sơ đồ có dòng sự
cố và điện áp tiếp xúc lớn :
 Có thể ngắt điện trong trường hợp hư hỏng cách điện ;
 Ngắt điện được thực hiện bằng cách CB hoặc cầu chì RCD
(thiết bò chống dòng rò )sẽ không được sử dụng vì sự cố hư
hỏng cách điện được coi như ngắn mạch pha –trung tính .
 Hệ quả :
-Quá áp :
 Trong điều kiện bình thường ,điểm trung tính ,vỏ thiết bò
và đất có cùng điện thế .
 Do hiệu ứng cục bộ của điện cực nối đất ,điện thế có thể
thay đổi theo khoảng cách đối với điện cực . Do vậy , khi
hư hỏng cách điện trung áp , dòng sẽ qua điện cực nối đất

của trung tính cuộn hạ và điện tần số công nghiệp sẽ xuất
hiện giửa vỏ thiết bò hạ áp và đất ở xa
 Độ tin cậy cung cấp điện , nhiễu điện từ và phòng cháy ;
dòng khi hư hỏng cách điện không được hạn chế bằng điện
trở điện cực nối đất và rất lớn (vài KA ) . Khi có hư hỏng
cách điện hạ áp , độ sụt áp nguồn , nhiễu điện từ và khả
năng hư hỏng (cháy ) thường cao
 Khi hư hỏng cách điện hạ áp,điện trung tính của tam giác
điện áp sẽ dòch chuyển và điện áp giữa pha và vỏ thiết bò
sẽ vượt quá điện áp pha –trung tính .Trên thực tế ,giá trò
1,45Un thường được tiếp nhạântrong tính toán gần đúng
(Un- điện áp pha )
 Dây PEN cần thoả mãn điều kiện của 2 chức năng và chức
năng PE phải được ưu tiên .
 Sơ đồ TN-C không dùng cho lưới có tiết diện < 10 mm
(Cu) ,< 16mm(Al). Nó cũnh không được dùng cho dây
mềm kéo di động .
-
Chống cháy :sơ đồ TN-C không dùng cho những nơi có khả
năng cháy nổ cao .
-
Tương hợp điện từ :
+Khi có dây PEN , dòng do tải không đối xứng chạy qua sẽ
tạo nên điện áp rơi và tạo nên các dộ lệch điện thế . Do đó sẽ
phát sinh dòng điện chạy trong mạch tạo bởi vỏ thiết bò , vật dẫn
tự nhiên , cáp đồng trục và các thiết bò thông tin gây nhiễu .
-Ăn mòn :
+Sự ăn mòn bắt đầu từ thành phần dòng DC mà dây PEN tải
chúng ăn mòn điện cực nối đất .
+Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp trong sơ đồ có

dòng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn :
 Tự động cắt nguồn khi có hư hỏng cách điện
 CB và cầu chí sẽ đảm bảo việc cắt này .