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. . 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. 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. 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, iện áp xung lớn sẽ xuất hiện trên dây PE,tạo nên hiện tượng quá độ như sơ đồ TNC Thiết kế