Học phần An toàn điện Bảo vệ dây trung tính

HỌC PHẦN: AN TOÀN ĐIỆN NỘI DUNG CHÍNH BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH KHÁI NIỆM CHUNG  Trong mạng điện pha dây điện áp nhỏ 1000V có trung tính trực tiếp nối đất người ta không áp dụng hình thức bảo vệ nối đất mà thay hình thức bảo vệ nối dây trung tính  Trong bảo vệ nối dây trung tính người ta nối phần kim loại thiết bị điện kết cấu kim loại mà phận xuất điện áp cách điện bị hư hỏng với dây trung tính BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Mục đích  Bảo vệ nối dây trung tính nhằm bảo đảm an toàn cho người có chạm vỏ pha cách nhanh chóng cắt phần điện có chạm vỏ Ý nghĩa  Bảo vệ nối dây trung tính dùng để thay cho bảo vệ nối đất mạng điện pha dây điện áp nhỏ 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất mạng điện 380/ 220 V, 220/ 127 V  Ý nghĩa việc thay xuất phát từ thực tế mạng điện pha dây trung tính trực tiếp nối đất mà áp dụng hình thức bảo vệ nối đất bảo đảm an toàn cho người BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Hình 5.1: Thiết bị bị chạm vỏ mạng điện có trung tính nối đất có điện áp 1000V BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA  Trị số dòng điện Iđ lúc điện áp nhỏ 1000 V lúc đủ lớn để làm cho thiết bị bảo vệ,tác động cách chắn nhanh để cắt phần bị chạm vỏ ra, vỏ thiết bị có điện áp nguy hiểm tồn lâu dài U = I R d d d Ví dụ: Mạng 380/220 V có trung tính trực tiếp nối đất với R0 = R đ = 4Ω 220 Id = = 27,5 4+4 27,5 A làm cho cầu chì có dòng định mức dây chảy có trị số khoảng 10A tác động Hình 5.1: Thiết bị bị chạm vỏ mạng điện có trung tính nối đất có điện áp 1000V BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA  Thực tế dòng định mức dây chảy lớn trị số 10 A nhiều Lúc thiết bị bảo không tác động, vỏ thiết có điện áp nguy hiểm U d = I d Rd = 27,5 = 110V Điện áp tồn lâu dài Ở Rđ = R0 nên Nếu Rđ > R0 Uđ lớn  Để giảm Uđ:  Giảm Rđ so với R0 không kinh tế  Trường hợp cách tăng dòng chạm vỏ Iđ đến giá trị đủ lớn để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chổ bị cố chạm vỏ bảo vệ an toàn cho người Biện pháp đơn giản dùng dây dẫn để nối vỏ thiết bị với dây trung tính BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Như ý nghĩa bảo vệ nối dây trung tính biến chạm vỏ thiết bị thành ngắn mạch pha để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chắn phần bị chạm vỏ bảo đảm an toàn cho người.Cần lưu ý bảo vệ nối dây trung tính tác động tốt có chạm vỏ thiết bị có chạm đất bảo vệ nối dây trung tính không tác dụng bảo vệ lúc dòng chạm đất bé nên thiết bị bảo vệ không tác động cố chạm đất tồn lâu dài nguy hiểm (trong mạng trung tính trực tiếp nối đất điện áp nhỏ 1000 V cần phân biệt hai khái niệm chạm đất chạm vỏ BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH PHẠM VI ỨNG DỤNG Không phụ thuộc vào môi trường xung quanh sở sản xuất với mạng điện pha dây điện áp nhỏ 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất phải luôn thực biện pháp bảo vệ nối dây trung tính Với mạng điện pha dây trung tính trực tiếp nối đất, điện áp 220/127 V cho phép thực bảo vệ nối dây trung tính trường hợp sau: a.Xưởng đặc biệt nguy hiểm mặt an toàn b Các thiết bị đặt trời c Các phận kim loại thiết bị điện mà người thường tiếp xúc tay cầm, cần điều khiển  Với phòng làm việc, nhà có cao với điện áp 380/220 V 220/127 V (trong mạng có trung tính nối đất) cho phép không cần bảo vệ nối dây trung tính  Trên đường dây pha dây điện áp 380/ 220 V có trung tính trực tiếp nối đất cột thép, xà thép phải nối với dây trung tính BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH NỐI ĐẤT LÀM VIỆC VÀ NỐI ĐÂT LẶP LẠI  Khi thực bảo vệ nối dây trung tính,  Quy phạm quy định điện trở nối đất làm dây trung tính nối đất đầu việc đầu nguồn mạng điện có trung nguồn (gọi nối đất làm việc) tính trực tiếp nối đất không nối đất lặp lại đoạn Ω tương ứng với mạng 380/220 V mạng điện gọi nối đất lặp lại dây trung 220/127 V tính  Sở dĩ có quy định để hạn  Nhiệm vụ nối đất làm việc tạo chế điện áp dây trung tính đất điều kiện làm việc bình thường cho lúc có xâm nhập điện áp cao sang thiết bị điện , ví dụ nối đất làm phía điện áp thấp lúc xảy việc nối đất trung tính MBA, máy chạm đất pha phía hạ áp phát, cuộn dập hồ quang BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính Điểm trung tính không nối đất lặp lại Chúng ta thấy x gần không phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn lấy 0,65 + 0,75 Ω/km (Khi dùng áptômat có bảo vệ dòng diện cực đại tính theo điều kiện IN > 1,2 Itd Itđ - dòng diện tác động áptômat) - Mục đích thứ hai bảo vệ nối dây trung tính giảm điện áp vỏ thiết bị đất đến trị số an toàn cho người Khi dây trung tính nối đất lặp lại, để đảm bảo điện áp nói có trị số an toàn cần thoả mãn điều kiện sau : I N Z K ≤ U txcp utxcp - điện áp tiếp xúc cho phép ; ZK - Tổng trở dây trung tính, tính từ trạm biến áp đến thiết bị cần bảo vệ BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính Điểm trung tính không nối đất lặp lại  Để thỏa mãn điều kiện cách gần cần xác định tỉ lệ thông số dây dẫn dây trung tính theo công thức sau: S ph U txcp ZK = = Z ph SK U −U txcp Chạm vỏ thiết bị nối dây trung tính lúc nối đất lặp lại BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính Dây trung tính có nối đất lặp lại bố trí tập trung 7.4.2 • Để giảm điện áp vỏ thiết bị đất làm đơn giản cách nối đất dây trung tính lặp lại hình: Chạm vỏ thiết bị nối dây trung tính lúc có nối đất lặp lại BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính Dây trung tính có nối đất lặp lại bố trí tập trung • Khi vỏ thiết bị chạm đất, điện áp đất giảm xuống Id.rl Ở : Id - dòng điện chạm đất ; rl – điện trở nối đất lặp lại • Có thể xem nhưI :N Z K I d rl U tx = = r0 + rn rl rl • Điều kiện an toàn cho người bảo vệ tác động chậm không làm việc: r U tx = I N Z K l r0 + rl ≤ U txcp BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính I Nphụ Z K thuộc vào tỉ số • Điện áp đặt dây trung tính rl r0 IN ZK U tx = I d rl điều kiện dễ dàng thực • Khi rl=ro có : I N Z K ≤ 2U txcp rl • Khi r0càng bé hiệu an toàn nối đất lặp lại cao • Trong thực tế với mạng điện bình thường số lượng nối đất lặp lại nhiều làm cho điện áp tiếp xúc lớn lên (hình ) đại lượng r0 ảnh hưởng đến phân bố điện áp • U tx = I N Z K rl1 rdt + rl1 ≤ U txcp BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính • Ở rl1: điện trở nối đất lặp lại chỗ bị hư hỏng rdt: điện trở đẳng trị điện trở nối đất mắc song song rl2,rl3.rl0 Mạng điện dùng bảo vệ nối dây trung tính có nối đất lặp lại nhiều chỗ BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính 7.4.3 Dây trung tính nối đất lặp lại bố trí hình mạng vòng • Phần có sử dụng biện pháp "đẳng áp" (chương “Điện áp tiếp xúc, điện áp bước”) để giảm điện áp tiếp xúc Có thê đem biện pháp áp dụng với bảo vệ nối dây trung tính cách dùng mạch nối dây trung tính có nối đất lặp lại làm mạch vòng Ngoài tận dụng tất cà cấu trúc kim loại tự nhiên khác nối chung với mạch vòng ta giảm điện áp tiếp xúc vỏ thiết bị đất U tx = α l I N Z K rl1 rdt + rl1 ≤ U txcp • Ở :αl – hệ số tiếp xúc • Rdl- điện trở đẳng trị nối đất lặp lại khác r0 BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính 7.5 Tính toán điện trở làm việc Ro bảo vệ nối dây trung tính • Trị số điện trở làm việc r0 tính toán theo hai điều kiện sau đây: 1.) Chạm đất mạng điện điện áp thấp 2.) Khi có điện áp cao xâm nhập điện áp thấp • Trong mạng điện có trung tính trực tiếp nối đất pha bị chạm đất, điện áp hai pha lại đất có trị số tính biểu thức U ng = U 02 +U +U 0U BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính ... nối dây trung tính  Trong bảo vệ nối dây trung tính người ta nối phần kim loại thiết bị điện kết cấu kim loại mà phận xuất điện áp cách điện bị hư hỏng với dây trung tính BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH... điện dùng bảo vệ nối dây trung tính có nối đất lặp lại nhiều chỗ BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH Tính toán bảo vệ nối dây trung tính 7.4.3 Dây trung tính nối đất lặp lại bố trí hình mạng vòng • Phần có... thức bảo vệ nối đất bảo đảm an toàn cho người BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Hình 5.1: Thiết bị bị chạm vỏ mạng điện có trung tính nối đất có điện áp 1000V BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH