2.1 YÊU CẦU KĨ THUẬT KHI NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP.
Nối đất là đem các bộ phận bằng kim loại có nguy cơ bị tiếp xúc với dòng điện(hư hỏng cách điện) nối với hệ thống nối đất. Nhiệm vụ của nối đất là tản dòng điện xuống đất để dảm bảo cho điện thế trên vật nối đất có trị số bé. Hệ thống nối đất là một phần quan trọng trong việc bảo vệ quá điện áp. Tùy theo nhiệm vụ và hiệu quả mà hệ thống nối đất được chia là ba loại.
Nối đất làm việc.
Nối đất an toàn.
Nối đất chống sét.
Nối đất làm việc.
Nhiệm vụ chính là đảm bảo sự là việc bình thường của thiết bị, hoặc một số bộ phận của thiết bị yêu cầu phải làm việc ở chế độ làm việc đã được quy định sẵn.
+ Nối đất điểm trung tính máy biến áp.
+ Hệ thống điện có điểm trung tính trực tiếp nối đất.
+ Nối đất của máy biến áp đo lường và các kháng điện dùng trong bù ngang trên các đường dây cao áp truyền tải điện.
Nối đất an toàn.
Có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho con người khi cách điện bị hư hỏng. Thực hiện nối đất an toàn bằng cách nối đất các bộ phần kim loại không mang điện như vỏ máy, thùng dầu máy biến áp, các giá đỡ kim loại. Khi cách điện bị hư hỏng do lão hóa thì trên các bộ phận kim loại sẽ có một điện thế nhưng do nối đất nên điện thế này có giá trị nhỏ không nguy hiểm cho người tiếp xúc.
Có tác dụng làm tản dòng điện sét vào trong đất khi sét đánh vào cột thu lôi hay đường dây. Hạn chế hình thành và lan truyền của sóng điện áp do phóng điện sét gây nên. Nối đất chống sét còn có nhiệm vụ hạn chế hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ trên cột điện và đất. Nếu không, mỗi khi co sét đánh vào cột chống sét hoặc trên đường dây, sóng điện áp có khả năng phóng điện ngược tới các thiết bị và công trình cần bảo vệ, phá hủy các thiết bị điện và máy biến áp.
Về nguyên tắc là phải tách rời các hệ thống nối đất nói trên nhưng trong thực tế ta chỉ dùng một hệ thống nối đất chung cho các nhiệm vụ. Song hệ thống nối đất chung phải đảm bảo yêu cầu của thiết bị khi có dòng ngắn mạch chạm đất lớn do vậy yêu cầu điện trở nối đất phải nhỏ.
Khi điện trở nối đất càng nhỏ thì có thể tản dòng điện với mật độ lớn, tác dụng của nối đất tốt hơn an toàn. Nhưng để đạt được trị số điện trở nối đất nhỏ thì rất tổn kém do vậy trong tính toán ta phải thiết kế sao cho kết hợp được cả hai được cả hai yếu tố là đảm bảo về kỹ thuật và hợp lý về kinh tế.
Một số yêu cầu kỹ thuật của điện trở nối đất.
Trị số điện trở nối đất của nối đất an toàn được chọn sao cho các trị số điện áp bược và tiếp xúc trong mọi trường hợp đều không vượt quá giới hạn cho phép.
+ Đối với các thiết bị điện có điểm trung tính trực tiếp nối đất yêu cầu điện trở nối đất phải thỏa mãn : R ≤ 0,5 Ω.
+ Đối với các thiết bị có điểm trung tính cách điện thì:
250 ( ). tt R I ≤ Ω
+ Đối với hệ thống có điểm trung tính cách điện với đất và chỉ có một hệ thống nối đất dùng chung cho cả thiết bị cao áp và hạ áp thì :
125 ( ). tt R I ≤ Ω
+ Khi dùng nối đất tự nhiên nếu điện trở nối đất tự nhiên đã thỏa mãn yêu cầu của các thiết bị có dòng ngắn mạch chạm đất bé thì không cần nối đất nhân tạo nữa. Còn nếu điện trở nối đất tự nhiên không thỏa mãn đối với các thiết bị cao áp có dòng ngắn mạch chạm đất lớn thì ta phải tiến hành nối đất nhân tạo và yêu cầu trị số của điện trở nối đất nhân tạo là: R ≤ 1 Ω. Thực tế dù RTN ≤ 0,5 Ω thì vẫn phải nối đất nhân tạo vì RTN có thể xảy ra biến động như đứt dây chống sét tại khoảng vượt gần trạm.
+ Trong khi thực hiện nối đất có thể tận dụng các hình thức nối đất sẵn có như các đường ống và các kết cấu kim loại của công trình chộn trong đất… Việc tính toán điện trở tản của các đường ống chon trong đất hoàn toàn giống với điện cực hình tia.
+ Vì đất là một trường không đồng nhất, khá phức tạp do đó điện trở suất của đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: thành phần của đất như các loại muối, axit… chứa trong đất, độ ẩm, nhiệt độ và điều kiện khí hậu. Ở Việt Nam khí hậu thay đổi theo từng mùa, độ ẩm của đất cũng thay đổi theo dẫn đến điện trở suất của đất cũng biến đổi trong phạm vi rộng. Do vậy trong tính toán thiết kế về nối đất thì trị số điện trở của đất dựa theo kết quả đo lường thực địa và sau đó phải hiệu chỉnh theo hệ số mùa, mục đích là tăng cường an toàn.
Công thức hiệ chỉnh như sau:
.
TT do Kmua
ρ = ρ
(2.1) Trong đó: ρTT
là điện trở suất tính toán của đất.
do
ρ
là điện trở suất đo được của đất.
mua K
là hệ số mùa của đất. Hệ số mua
K
của đất phụ thuộc vào dạng điện cực và độ chộn sâu của điện cực.