Đồ án đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở nối đất của hệ thống nối đất theo tiêu chuẩn ieee std 80 2000

TÓM TẮT Đồ án đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến điện trở nối đất hệ thống nối đất bao gồm nội dung: - - - Giới thiệu tổng quan tiêu chuẩn IEEE std.80-2000 Nêu tóm tắt lý thuyết lưu đồ thuật toán để làm rõ phương pháp thiết kế HTNĐ cho trạm biến áp sử dụng tiêu chuẩn IEEE std.80-2000 Trình bày thao tác sử dụng Etap việc tính tốn thơng số cần thiết điện trở tản, điện áp tiếp xúc, điện áp bước… HTNĐ Cách xuất báo cáo kết trang thông tin, trang thông số đầu vào Ví dụ tính tốn trạm biến áp sử dụng phần mềm Etap với tiêu chuẩn IEEE std.802000 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng độ chôn sâu, độ cao lớp đất trên, kích thước lưới, số lượng cọc đến điện trở nối đất, điện áp bước điện áp tiếp xúc việc thay đổi yếu tố lẫn Sau chọn giá trị mong muốn vừa kinh tế vừa phù hợp với HTNĐ trạm biến áp Từ việc đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tản HTNĐ, tác giả đề xuất thiết kế HTNĐ nên đảm bảo xem xét: - Đối với độ chôn sâu nên chọn từ 0.5m-0.8m Độ cao lớp đất bé 2m Kích thước lưới nằm khoảng từ 4x4 m2 – 6x6 m2 Tùy thuộc vào số lượng cọc diện tích nối đất tăng đến số lượng có hạn việc tăng cọc tăng khả tản dòng lưới hiệu giảm dần Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung LỜI NÓI ĐẦU Kể từ ngày đầu ngành điện cơng nghiệp, an tồn nhân viên xung quanh thiết bị điện mối quan tâm Khi có cố, dịng điện vào đất gây gia tăng điện Điện mặt đất xung quanh kết cấu mạng cố không đối xứng Vào thời điểm người chạm vào cấu trúc nối đất bị điện áp cao Với cường độ thời gian dòng điện chạy qua thể người gây nguy hiểm cho người Qua nhiều năm nghiên cưu tác động dòng điện lên thể người dẫn đến việc phát triển tiêu chuẩn giá trị cho phép để tránh bị điện giật Trong viết tác giả sử dụng tiêu chuẩn IEEE std.80-2000 để tính tốn giá trị hệ thống nối đất Tiêu chuẩn IEEE Std.80 cung cấp thông tin hướng dẫn thiết kế hệ thống nối đất an toàn cho trạm biến áp hệ thống điện Tiêu chuẩn xuất lần vào năm 1961 dựa đề xuất mơ hình tốn học thực tế cho việc tính điện áp bước điện áp tiếp xúc diện tích hình vng Steve năm 1959 Kể từ tiêu chuẩn nhà khoa học Thapar, Sverak, Dawalibi… phát triển sửa đổi vào năm 1976,1986,1996 2000 Tiêu chuẩn IEEE Std.80 – 1976 đưa phương pháp tính giới hạn điện áp tiếp xúc điện áp lưới, điện áp bước hệ thống nối đất vuông Lần xuất năm 1986 đưa sửa đổi quan trọng: Thứ định nghĩa lại giới hạn điện áp bước điện áp tiếp xúc cho khối lượng thể người 50kg 70kg Thứ hai thêm vào hệ số Cs thể hưởng đá granite bề mặt có điện trở suất khác lớp đất bên Để rõ ràng cho việc hình dung tác giả ví dụ hệ thống lưới nối đất qua tính tốn giá trị điện trở tản, điện áp bước tiếp xúc lưới phần mềm ETAP Đồng thời thay đổi đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến giá trị điện trở tản, điện áp bước tiếp xúc hệ thống nối đất Đọc giả đọc hiểu ảnh hưởng yếu tố độ chơn sâu, độ cao lớp đất trên, kích thước ô lưới, số lượng cọc thông qua bảng giá trị đồ thị Xin chân thành cảm ơn thầy Phan Đình Chung hướng dẫn hồn thành đồ án Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung CAM ĐOAN Tơi đọc tìm hiểu hành vi vi phạm liêm học thuật Tơi cam kết danh dự cá nhân làm tự thực khơng vi phạm liêm học thuật Sinh viên thực Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung MỤC LỤC TĨM TẮT LỜI NÓI ĐẦU CAM ĐOAN DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 10 MỞ ĐẦU 11 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ LƯỚI NỐI ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN IEEE Std 80 – 2000 12 1.1 Giới Thiệu 12 1.2 Thiết kế HTNĐ cho trạm biến áp[1] 12 1.3 Lưu đồ giải thuật cho tiêu chuẩn IEEE Std.80-2000 14 1.4 Tính tốn hệ thống nối đất an toàn theo tiêu chuẩn IEEE std 80-2000 .15 1.4.1 Lưới nối đất 15 1.4.2 Cách tính toán HTNĐ cho TBA: 15 Chương 2: SỬ DỤNG PHẦN MÊM ETAP TRONG TÍNH TỐN LƯỚI NỐI ĐẤT 20 2.1 Thiết lập lưới nối đất sơ đồ sợi .20 2.2 Cửa sổ Ground Grid Systems 21 2.2.1 Thanh công cụ Project 21 2.2.2 Thanh công cụ IEEE Editor 22 2.3 Thanh công cụ Gound Grid Study Method .23 2.4 Thiết lập lưới nối đất mơ hình 26 2.5 Thiết lập thơng số tính toán 30 2.6 Báo cáo đầu hệ thống lưới nối đất 32 2.6.1 Ground Grid Systems Report Manager 33 2.7 Ví dụ sử dụng phần mềm ETAP để tính tốn hệ thống nối đất 40 Chương 3: ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP .45 3.1 Yêu cầu kĩ thuật nối đất an toàn.[6] 45 3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến điện trở nối đất 45 3.2.1 Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện trở nối đất ứng với số cọc tương ứng 45 3.2.2 Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện trở nối đất ứng với độ cao lớp đất trên.48 Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung 3.2.3 Ảnh hưởng độ chơn sâu đến điện trở nối đất ứng với kích thước ô lưới 51 3.2.4 Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện trở nối đất ứng với số cọc tương ứng 54 3.2.5 Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện trở nối đất ứng với kích thước lưới 57 3.2.6 Ảnh hưởng số cọc đến điện trở nối đất ứng với kích thước lưới 60 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .65 Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG 3.1a Kết điện trở tản thay đổi độ chôn sâu số cọc BẢNG 3.1b Kết điện áp tiếp xúc thay đổi độ chôn sâu số cọc BẢNG 3.1c Kết điện áp bước thay đổi độ chôn sâu số cọc BẢNG 3.2a Kết điện trở tản thay đổi độ chôn sâu độ cao lớp đất BẢNG 3.2b Kết điện áp tiếp xúc thay đổi độ chôn sâu độ cao lớp đất BẢNG 3.2c Kết điện áp bước thay đổi độ chôn sâu độ cao lớp đất BẢNG 3.3a Kết điện trở tản thay đổi độ chơn sâu kích thước lưới BẢNG 3.3b Kết điện áp tiếp xúc thay đổi độ chơn sâu kích thước lưới BẢNG 3.3c Kết điện áp bước thay đổi độ chơn sâu kích thước lưới BẢNG 3.4a Kết điện trở tản thay đổi độ cao lớp đất số lượng cọc BẢNG 3.4b Kết điện áp tiếp xúc thay đổi độ cao lớp đất số lượng cọc BẢNG 3.4c Kết điện áp bước thay đổi độ cao lớp đất số lượng cọc BẢNG 3.5a Kết điện trở tản thay đổi độ cao lớp đất kích thước lưới BẢNG 3.5b Kết điện áp tiếp xúc thay đổi độ cao lớp đất kích thước lưới BẢNG 3.5c Kết điện áp bước thay đổi độ cao lớp đất kích thước lưới BẢNG 3.6a Kết điện trở tản thay đổi số cọc kích thước lưới BẢNG 3.6b Kết điện áp tiếp xúc thay đổi số cọc kích thước lưới BẢNG 3.6c Kết điện áp bước thay đổi số cọc kích thước lưới Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 Lưu đồ thuật tốn tiêu chuẩn IEEE std.80-2000 HÌNH 1.2 Lưới (điện cực) nối đất HÌNH 1.3 Chuyển mơi trường khơng đồng thành mơi trường đồng HÌNH 2.1 Thao tác đưa phần tử lưới nối đất vào sơ đồ sợi OLV HÌNH 2.2 Cửa sổ Ground Grid Systems HÌNH 2.3 Thanh cơng cụ Project HÌNH 2.4 Thanh cơng cụ IEEE Editor HÌNH 2.5 Thanh cơng cụ Ground Grid Study Method HÌNH 2.6 Hộp thoại GRD Analysis Alert View Summary HÌNH 2.7 Trình quản lý báo cáo thiết kế lưới nối đất HÌNH 2.8 Cửa sổ IEEE Group Editor để tuỳ chỉnh dẫn HÌNH 2.9 Cửa sổ IEEE Group Editor để tuỳ chỉnh dẫn HÌNH 2.10 Cửa sổ Soil Editor HÌNH 2.11 Cửa sổ Ground Grid Systems với lưới nối đất mơ hình thiết lập HÌNH 2.12 Cửa sổ GRD Study Case Editor HÌNH 2.13 Quy tắc đặt tên cho báo cáo đầu HÌNH 2.14 Hộp thoại quản lý báo cáo HÌNH 2.15 Lựa chọn loại báo cáo HÌNH 2.16 Minh họa báo cáo kết trang bìa HÌNH 2.17 Minh họa báo cáo kết liệu đầu vào hệ thống HÌNH 2.18 Minh họa báo cáo kết liệu đầu vào lớp đất HÌNH 2.19 Minh họa báo cáo kết thơng số HÌNH 2.20 Minh họa báo cáo kết liệu lưới HÌNH 2.21 Minh họa báo cáo kết liệu cọc HÌNH 2.22 Minh họa báo cáo kết liệu HÌNH 2.23 Minh họa báo cáo kết liệu cọc FEM HÌNH 2.24 Báo cáo số trung gian Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung HÌNH 2.25 Minh họa bảng tóm tắc HÌNH 2.26 Minh họa báo cáo điện áp HÌNH 2.27 Trang tóm tắt bà cảnh báo HÌNH 2.28 Thơng số HÌNH 2.29 Thơng số cọc HÌNH 2.30 Thơng số lớp đất HÌNH 2.31 Thơng số chỉnh định lựa chọn tiêu chuẩn Hình 2.32 Báo cáo kết HÌNH 3.1a Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện trở nối đất ứng với số cọc tương ứng HÌNH 3.1b Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện áp tiếp xúc ứng với số cọc tương ứng HÌNH 3.1c Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện áp bước ứng với số cọc tương ứng HÌNH 3.2a Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện trở nối đất ứng với độ cao lớp đất HÌNH 3.2b Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện áp tiếp xúc đất ứng với độ cao lớp đất HÌNH 3.2c Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện áp bước ứng với độ cao lớp đất HÌNH 3.3a Ảnh hưởng độ chơn sâu đến điện trở nối đất ứng với kích thước lưới HÌNH 3.3b Ảnh hưởng độ chơn sâu đến điện áp tiếp xúc ứng với kích thước ô lưới HÌNH 3.3c Ảnh hưởng độ chôn sâu đến điện áp bước ứng với kích thước lưới HÌNH 3.4a Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện trở nối đất ứng với số cọc tương ứng HÌNH 3.4b Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện trở nối đất ứng với số cọc tương ứng HÌNH 3.4c Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện áp bước ứng với số cọc tương ứng HÌNH 3.5a Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện trở nối đất ứng với kích thước lưới HÌNH 3.5b Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện áp bước ứng với kích thước lưới HÌNH 3.5c Ảnh hưởng độ cao lớp đất đến điện áp tiếp xúc ứng với kích thước lưới HÌNH 3.6a Ảnh hưởng số lượng cọc đến điện trở nối đất ứng với kích thước ô lưới Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung HÌNH 3.6b Ảnh hưởng số lượng cọc đến điện áp tiếp xúc với kích thước lưới HÌNH 3.6c Ảnh hưởng số lượng cọc đến điện áp bước với kích thước lưới Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: CHỮ VIẾT TẮT: - TBA: Trạm biến áp - HTNĐ: Hệ thống nối đất - GPR: Độ dâng - GGS: Ground Grid System - OLV: Sơ đồ sợi Sinh viên thực hiện: Võ Quang Tùng Hướng dẫn: Ts.Phan Đình Chung 10