Ch ng 3: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐIỂM ươTRUNG TÍNH... Khái niệm: Trong các mạng điện, điểm trung tính có thể nối đất hoặc không Trung tính là điểm nối chung của 3 cuộn dây nối hình sao Tu
Trang 1Ch ng 3: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐIỂM ươ
TRUNG TÍNH
Trang 2I Khái niệm:
Trong các mạng điện, điểm trung tính có thể nối đất hoặc không
Trung tính là điểm nối chung của 3 cuộn dây nối hình sao
Tuỳ thuộc vào điện áp, chiều dài đường dây, tuỳ thuộc vào mỗi nước, mỗi địa phương mà mạng điện có hoặc không có dây trung tính
A
B C
O Điểm trung tính
Chế độ làm việc của điểm trung tính đóng vai trò quan trọng vì nó quyết định chỉ số của dòng ngắn mạch, tính liên tục cung cấp điện của mạng điện
Trang 3II Mạng điện 3 pha trung tính cách ly:
C
A
B
A’
B’
C’
C C
C
CA
I
CB
I
CC
I
ptA
I
ptB
I
ptC
I
Trang 41) Khi làm việc bình thường
Khi làm việc bình thường, mạng điện đối xứng:
- Dòng điện IptA, IptB, IptC đối xứng
- Dòng điện dung ba pha cũng đối xứng
- Điện áp điểm trung tính bằng không
A U
B
U
C U
ptA I
ptB I
ptC
I
CA I
CB I
CC I
- Điện áp các pha dây pha A,B,C so với đất bằng điện áp pha
- Dòng điện đổ vào đất bằng không
Trang 52) Khi sự cố chạm đất 1 pha
C
A
B
A’
B’
C’
C C
C
CA
I ′
CB
I ′
CC
I ′
ptA
I
ptB
I
ptC
I
C
I
A
U ′
B
U ′
C
U ′
Trang 62) Khi sự cố chạm đất 1 pha:
A U
B U
C
U
C U
−
A
U ′
B
U ′
Sự cố pha C:
C A
U ′ = −
C B
U ′ = −
0
=
−
=
Điện áp dây:
AB B
A
U ′ = ' − ' =
BC C
B
U ′ = ' − ' =
CA A
C
U ′ = ' − ' =
AB
U ′
BC
U ′
CA
U ′
Dòng điện dung:
; 0
' = ′ =
C
C CC
Z
U
;
3 '
'
C
pha
C
B CB
Z
U Z
U
;
3 '
'
C
pha
C
A CA
Z
U Z
U
pha
I = 3 ω
⇒
Dòng dung chảy vào điểm chạm đất
Trang 7Nhận xét: Khi sự cố chạm đất 1 pha:
Điện áp đối với đất của pha chạm đất bằng không, điện áp đối với đất hai pha còn lại tăng lên bằng
điện áp dây
Dòng điện dung của pha chạm đất tăng lên 3 lần,
dòng điện dung của hai pha còn lại chỉ tăng căn ba lần
so với khi làm việc bình thường
Hệ thống điện áp dây của mạng điện giữ không đổi giống như làm việc bình thường ⇒Mạng điện vẫn làm việc bình thường (ưu điểm)
Điện áp điểm trung tính tăng lên bằng điện áp pha
Trang 8Nếu cho phép làm việc trong mạng này cần lưu ý:
Cách điện của mạng điện phải thiết kế và tính toán chịu được điện áp dây Điện áp càng cao giá thành
cách điện sẽ tăng vọt ⇒chỉ ứng dụng cho mạng
Uđm≤35kV
Dòng điện dung chỗ chạm đất lớn sẽ sinh hồ quang có thể gây cháy cách điện
Khi dòng điện dung lớn và hồ quang cháy không ổn định ⇒ quá độ, gây quá điện áp, nhất là khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, quá điện áp có thể đạt từ 3,5-4,5 lần
Upha
⇒dễ dàng chọc thủng cách điện gây ngắn mạch nhiều pha rất nguy hiểm
Trang 9Mạng điện này không thể làm việc quá lâu khi chạm đất 1 pha
Tuỳ thuộc vào điện áp mạng điện người ta quy định:
Mạng điệnUđm≤6kV, thời gian làm việc cho phép tcp≤2h
Uđm ≤10kV, tcp ≤1h và dòng chạm đất IC ≤30A
Uđm >10kV, tcp ≤0,5h
Và đối với mạng điện Uđm ≤35kV, chỉ cho phép làm
việc khi IC ≤10A
Trang 10III Mạng điện trung tính nối đất qua cuộn dập HQ:
C
A
B
A’
B’
C’
C C
C
CA
I ′
CB
I ′ 0
ptA
I
ptB
I
ptC
I
L
C I
L I
I
∆
Trang 11Cấu tạo cuộn dập hồ quang:
Với, µ0: độ từ thẩm của không khí
Điện cảm của cuộn dây có thể thay đổi được bằng
cách thay đổi khe hở không khí hoặc thay đổi số vòng
Cuộn dập HQ là cuộn dây có lõi thép, đặt trong thùng chứa dầu máy biến áp
δ
µ0N 2S /
Độ tự cảm:
N: số vòng dây, S: tiết diện mạch từ
δ : khe hở không khí
L
I
Trang 12Trong điều kiện làm việc bình thường cuộn L không tác dụng
Về trị số:
Về trị số:
Khi sự cố (pha C), điện áp điểm trung tính bằng UC
L
C L
jX
U
Dòng điện qua L:
U
ω
=
C
U
L
I
C
I
pha
Dòng điện tổng tại chỗ chạm đất: ∆I = IC +IL
L
I
∆
Điều chỉnh L sao cho ∆ I=0⇒IL=IC⇒3ω 2LC=1
Cuộn HQ để nâng cao được tính liên tục cung cấp điện
Trang 13IV Mạng điện trung tính nối đất trực tiếp:
Tránh quá điện áp lớn; trong mọi chế độ vận hành, điện áp của pha với đất U≤ pha
Mạng điện có điện áp cao, dòng dung lớn, độ dự trữ cách điện nhỏ ⇒ Nối đất trực tiếp
Ưu điểm:
Dòng ngắn mạch lớn⇒Thiết bị bảo vệ có thời gian tác
động nhanh, gây nhiễu đường dây thông tin, nguy hiểm
B
A
C
O
⇒ Cách điện của thiết bị chỉ thiết kế với Upha
Nhược điểm:
Trang 14Để giảm dòng ngắn mạch chạm đất, tăng tổng trở thứ tự không
Nối đất điểm trung
tính qua điện trở nhỏ
Giảm bớt điểm trung tính nối đất trực tiếp
Nối đất điểm trung tính qua điện kháng nhỏ