Nối đất trong hệ thống điện

Tài liệu hướng dẫn Dành cho công nhân kỹ thuật Và kỹ sư mới ra trường. Phạm Quốc Thái biên soạn. Mục lục  Tổng quan về hệ thống nối đất.  Nối đất trong mạng hạ áp.  Các kiểu nối đất  So sánh các kiểu nối đất  Hệ thống nối đất trung áp.  Các kiểu nối đất.  So sánh các kiểu nối đất  Phương pháp nối đất  Các vấn đề về nối đất. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Trung tính trong hệ thống điện  Hệ thống điện ba pha bao gồm 3 điện áp được đo giữa các pha với nhau, và một điểm chung gọi là điểm “trung tính”.  Thông thường, điểm trung tính là điểm chung của hệ thống 3 pha nối hình sao. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Đặc điểm của điểm trung tính  Điểm trung tính có thể hiện hữu hoặc cũng có thể không.  Điểm trung tính có thể được nối đất, nhưng cũng có thể không.  Điểm trung tính có thể nối đất trực tiếp hay nối đất qua một điện trở hoặc điện kháng  Nếu điểm trung tính không nối với điểm đất nào, người ta gọi là hệ thống cách đất. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Vai trò của hệ thống nối đất  Khi cách điện của hệ thống có sự cố, hoặc khi có một pha chạm đất, các giá trị dòng điện ngắn mạch, điện áp tiếp xúc, và quá điện áp phụ thuộc nhiều vào phương thức nối đất.  Kiểu nối đất trực tiếp giảm được quá điện áp, nhưng lại làm tăng dòng điện chạm đất.  Trung tính cách đất giảm dòng chạm đất nhưng lại tăng nguy cơ quá điện áp.  Khả năng vận hành liên tục khi chạm đất phụ thuộc trực tiếp vào hệ thống nối đất.  Trung tính cách đất: cho phép vận hành liên tục ngay cả khi có một pha chạm đất.  Trung tính nối đất trực tiếp hay nối đất qua trở kháng nhỏ: cắt mạch ngay từ lần chạm đất đầu tiên. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Tác động của việc nối đất  Việc phát triển sự cố tại một số thiết bị như động cơ, máy phát điện, mức độ gây hỏng cách điện cũng tùy thuộc vào hệ thống nối đất.  Trong hệ thống trung tính nối đất thiết bị điện bị ảnh hưởng của việc chạm đất nhiều hơn và gây hư hỏng nặng nề hơn, vì dòng điện chạm đất lớn hơn.  Trong hệ thống trung tính cách đất hoặc trung tính nối đất qua tổng trở, các hư hỏng này giảm thấp, nhưng thiết bị phải có cấp điện áp phù hợp với khả năng xảy ra quá áp của loại lưới này. HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP Các kiểu nối đất  Các kiểu nối đất được quy định bởi tiêu chuẩn IEC 60364-3. Có 3 loại hệ thống: IT, TT và TN.  Chữ cái thứ nhất xác định điểm trung tính có được nối đất hay không.  T Trung tính nối đất trực tiếp  I Không nối đất hoặc nối đất qua tổng trở lớn (thí dụ 2.000 Ω)  Chữ cái thứ nhì xác định những phần dẫn điện hở của hệ thống nối với đất thế nào:  T Các phần dẫn điện hở được nối trực tiếp với đất.  N Các phần dẫn điện hở được nối trực tiếp với dây trung tính. Phần dẫn điện hở : là các phần có thể dẫn điện mà con người có thể nhìn thấy và tiếp xúc được. Thí dụ như sườn máy, vỏ tủ điện . HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP Các kiểu nối đất – Kiểu I T  Hệ thống không nối đất hoặc nối đất qua tổng trở cao.  Chữ cái đầu tiên I  Trung tính không nối đất hoặc nối đất qua tổng trở cao  (Thường là một trở kháng khoảng 1700 Ω).  Chữ cái thứ nhì “T  Các phần dẫn điện hở của tải được nối xuống đất.  Các nhóm tải ở xa có thể được nối đất riêng rẽ. HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP Các kiểu nối đất – Đặc điểm của kiểu I T  – Khi có sự cố chạm đất hai điểm sẽ được bảo vệ bằng các thiết bị bảo vệ ngắn mạch pha – pha (máy cắt, cầu chì .)  – Nếu dòng sự cố chưa đủ lớn để thiết bị bảo vệ ngắn mạch pha – pha tác động, có thể bảo vệ bằng dòng thứ tự không (đặc biệt là với những tải ở xa).  – Không khuyến khích sử dụng dây trung tính.  – Bắt buộc phải có bộ giới hạn quá áp đặt giữa trung tính máy biến áp và đất. Bộ phận này dẫn các quá điện áp nội bộ xuống đất, bảo vệ mạng hạ áp không bị quá điện áp khi có phóng điện giữa cuộn dây hạ áp của máy biến áp HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP Các kiểu nối đất – Kiểu T T  Hệ thống trung tính nối đất trực tiếp.  Chữ cái đầu tiên T  Trung tính được nối đất trực tiếp  Chữ cái thứ nhì T  Các phần dẫn điện hở của tải được nối liên kết với nhau.  Mỗi nhóm nối liên kết phải nối xuống đất.  Các nhóm tải ở xa có thể được nối đất riêng rẽ. [...]... kiểu nối đất: Nối đất qua điện trở  Nối đất qua điện trở:  Một điện trở được chèn vào giữa điểm trung tính và đất HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Các kiểu nối đất: Nối đất trực tiếp  Nối đất qua điện kháng:  Một điện kháng được chèn vào giữa điểm trung tính và đất HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Các kiểu nối đất: Nối đất qua cuộn dây Petersen  Nối đất qua cuộn dây Petersen  Một cuộn cảm L cộng hưởng với điện. .. nhiễu điện từ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Các kiểu nối đất: Nối đất trực tiếp  Nối đất trực tiếp:  Dây trung tính và đất được nối với nhau HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Các kiểu nối đất: Không nối đất  Không nối đất:  Không có dây nối giữa trung tính và đất ngoại trừ các thiết bị đo lường và bảo vệ  Nối đất qua tổng trở cao:  Một trở kháng cao được nối giữa điểm trung tính và đất HỆ THỐNG NỐI ĐẤT... thứ tự không có ngưỡng cao hơn SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT HẠ ÁP Hệ thống nối đất kiểu T N  Yêu cầu về bảo vệ:  Bắt buộc phải nối chung và nối các phần dẫn điện hở với dây nối đất bảo vệ  Cắt mạch khi có sự cố lần đầu tiên bằng thiết bị bảo vệ quá dòng (máy cắt hoặc cầu chì ) SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT HẠ ÁP Hệ thống nối đất kiểu T N  Ưu điểm:  Hệ thống TNC có giá thành thấp hơn, tiết kiệm... kiểu nối đất – Kiểu T N  TN Hệ thống nối đất trực tiếp,  phần dẫn điện hở nối trung tính  Chữ cái đầu tiên T  Trung tính được nối đất trực tiếp  Chữ cái thứ nhì N  Các phần dẫn điện hở của tải được nối với dây trung tính  Có hai loại hệ thống:  TNC: Dây trung tính và dây bảo vệ kết hợp với nhau  TNS: Dây trung tính và dây nối đất bảo vệ riêng rẽ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP Các kiểu nối đất. .. cầu chì  Lưu ý:  Cả 2 hệ TNS và TNC có thể được sử dụng trong cùng một công trình  Hệ thống TNC (4 dây) không bao giờ được nằm phía hạ nguồn của hệ thống TNS (5 dây) SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT HẠ ÁP Hệ thống nối đất kiểu I T  Yêu cầu về bảo vệ:  Nối các phần dẫn điện hở với nhau và nối đất  Phải có thiết bị chỉ báo chạm đất lần đầu bằng 1 thiết bị kiểm soát cách điện thường xuyên  Cắt mạch... quá điện áp nội bộ  Nguy cơ cộng hưởng sắt từ SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Hệ thống nối đất qua điện trở  Yêu cầu đối với bảo vệ:  Cắt mạch ngay khi có sự cố đầu tiên  Ưu điểm:  Giới hạn dòng điện chạm đất (giảm hư hỏng và nhiễu)  Giảm bớt được quá điện áp  Dễ lựa chọn thiết bị bảo vệ  Nhược điểm:  Cắt mạch ngay từ lần sự cố đầu tiên SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Hệ thống nối. .. với cùng rơ-le bảo vệ dòng thứ tự không phải có các phần dẫn điện hở nối vào cùng điểm nối đất  Các thiết bị làm việc đồng thời phải có các phần dẫn điện hở nối vào cùng điểm nối đất SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT HẠ ÁP Hệ thống nối đất kiểu T T  Ưu điểm:  Hệ thống đơn giản nhất, dễ thiết kế, vận hành và bảo trì  Không đòi hỏi giám sát cách điện thường trực Chỉ cần kiểm tra định kỳ các thiết bị bảo...HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP Các kiểu nối đất – Đặc điểm của kiểu T T  – Bắt buộc phải có thiết bị bảo vệ dòng thứ tự không  – Tất cả các phần dẫn điện hở đuợc bảo vệ bằng cùng thiết bị thì phải cùng nối đất cùng một điểm  – Đất của dây trung tính và đất của các phần dẫn điện hở có thể nối chung với nhau, hoặc không nối chung  – Có thể sử dụng dây trung tính hoặc không sử dụng HỆ THỐNG NỐI ĐẤT... điểm thứ 2 bằng thiết bị bảo vệ quá dòng (máy cắt hoặc cầu chì ) SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT HẠ ÁP Hệ thống nối đất kiểu I T • Ưu điểm: • Cho phép vận hành liên tục • Khi cách điện bị hư hỏng, dòng chạm đất nhỏ • Nhược điểm: Cần nhân viên bảo trì giám sát hệ thống Cần có cấp cách điện cao hơn cho các thiết bị trong hệ thống Lưới có thể bị rã khi sự cố lan truyền, Tải có dòng rò lớn phải dùng máy... điện dung của hệ thống được đặt giữa điểm trung tính và đất sao cho nếu có sự cố chạm đất xảy ra, dòng chạm đất gần bằng 0  If=IL+IC  If : Dòng sự cố  IL : Dòng qua cuộn cảm trung tính  IC : Dòng qua điện dung pha – đất SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRUNG ÁP Hệ thống nối đất trực tiếp Yêu cầu về bảo vệ:  Phải cắt mạch ra ngay khi có sự cố đầu tiên  Ưu điểm:  Giảm được nguy cơ quá điện áp  Cho . nối đất  Phương pháp nối đất  Các vấn đề về nối đất. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Trung tính trong hệ thống điện  Hệ thống điện ba pha bao gồm 3 điện. quan về hệ thống nối đất.  Nối đất trong mạng hạ áp.  Các kiểu nối đất  So sánh các kiểu nối đất  Hệ thống nối đất trung áp.  Các kiểu nối đất.  So