Điện trở của cáp
Theo tính toán của chương IV ta đã xác định được điện trở của cáp cao áp từ trạm PPTT và trạm BAPX.
Bảng 5.1. Điện trở của cáp cao áp Đường cáp F (mm2) l (m) r0 (Ω/km) Rc(Ω) PPTT-B1 16 15 1,47 0,011 PPTT-B2 16 18 1,47 0,013 PPTT-B3 16 35 1,47 0,025 PPTT-B4 16 85 1,47 0,06
Điện trở của máy biến áp
Với trạm biến áp làm việc song song thì:
Trạm B1 có với
Trạm B2 có với
Trạm B3 có với
Trạm B4 có với
Điện trở của các nhánh.
Điện trở của mỗi nhánh được xác định:
Bảng 5.2. Kết quả tính điện trở các nhánh
Đường cáp RC(Ω) RB(Ω) R(Ω)
PPTT-B1 0,011 3,2 3,211
PPTT-B2 0,013 9,19 9,32
PPTT-B4 0,06 18,36 18,42 Điện trở tương đương toàn mạng cao áp.
Xác định dung lượng bù tại thanh cái trạm biến áp BAPX
Áp dụng công thức tính dung lượng bù trong mạng hình tia thì dung lượng bù tại mỗi thanh cái của trạm BAPX được xác định:
Trong đó:
: Dung lượng bù cho nhánh i, kVAr.
: Công suất phản kháng khi chưa bù của nhánh i, kVAr. : Tổng dung lượng bù, kVAr.
: Tổng công suất phản kháng trước khi bù, kVAr
: Điện trở tương đương mạng cao áp, Ω.
: Điện trở của nhánh i, Ω.
Căn cứ vào công suất bù cần đặt tại mỗi trạm biến áp phân xưởng ta chọn tụ chế tạo sẵn của Liên Xô. Ta có bảng kết quả:
Bảng 5.3. Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy
Đường
cáp QI(kVAr) R(Ω) Qbù(kVAr) Loại tủ Qtụ(kVAr) lượngSố PPTT-B1 2057,25 3,211 905,95 KC2-6,3-75- 2Y3 75 13 PPTT-B2 726,975 9,32 330,32 KC2-6,3-75- 2Y3 75 5 PPTT-B3 460,867 18,385 259,789 KC2-6,3-75- 2Y3 75 4 PPTT-B4 372,349 18,42 171,65 KC2-6,3-75- 2Y3 75 3
Tổng dung lượng bù cho nhà máy:
Hệ số cos φ sau khi bù:
Vậy sau khi bù hệ số công suất đã đạt yêu cầu.
Các trạm đặt hai máy biến áp thì dung lượng bù chia đôi đặt về hai phía của thanh cái hạ áp.
Chương 6: Hệ thống nối đất an toàn và chống sét 6.1. Nối đất an toàn
6.1.1. Nối đất và trang bị nối đất
Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách điện bị hư hỏng vỏ thiết bị điện sẽ mang điện áp và có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị điện xuống thiết bị nối đất. Lúc này nếu người vận hành chạm phải vỏ thiết bị điện thì điện trở người Rng được mắc song song với điện trở nối đất Rđ, do đó dòng điện chạy qua người sẽ bằng:
Trong đó: là dòng điện chạy qua điện trở nối đất.
Từ biểu thức trên thấy rằng, nếu thức hiện nối đất tốt để có Rđ<<Rng thì dòng điện chạy qua người sẽ rất nhỏ đến mức không gây nguy hại cho người. Thông thường điện trở của người khoảng 800 đến 500000 Ω tùy thuộc vào tình trạng của da ẩm ướt hay khô ráo. Còn điện trở nối đất an toàn theo quy định phải nằm trong khoảng 4 đến 10Ω.
Trang bị nối đất bao gồm:
Các điện cực nối đất: có thể là cực hoặc thanh được chôn trực tiếp trong đất.
Các dây dẫn nối đất: nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất. Điện trở nối đất là điện trở của khối đất nằm giữa điện cực và bề mặt có thế bằng không. Bỏ qua điện trở nhỏ của dây nối đất thì điện trở nối đất được xác định theo biểu thức :
Trong đó là điện áp của trang bị nối đất đối với đất. Trong hệ thống cung cấp điện có 3 loại nối đất:
Nối đất làm việc: Thiết bị nối đất loại này được nối vào trung tính của máy biến áp.
Nối đất chống sét: Thiết bị nối đất loại này được nối vào kim thu lôi.
6.1.2. Tính toàn trang bị nối đất
Có hai loại nối đất là nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo.
Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống dẫn nước hay các ông bằng kim loại khác (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng và khí dễ cháy...) đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của nhà cửa, các công trình có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất... làm trang bị nối đất.
Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng cọc thép, ống thép, thanh thép dẹt hình chữ nhật hoặc thép góc dài 2 đến 3 m chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất khoảng 0,5 đến 0,7 m. Nhờ vậy giảm được sự thay đổi của điện trở nối đất theo thời tiết.
Tính toán nối đất nhân tạo:
Bước 1:
Xác định điện trở nối đất Rđ theo quy định của quy phạm về nối đất.
Bước 2:
Xác định điện trở nối đất của một cọc:
Trong đó:
– điện trở suất của đất, Ω.m - hệ số max
– đường kính ngoài của cọc, m – chiều dài của cọc, m
– độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất tới điểm giữa của cọc, m
Đối với thép góc có bề rộng của cạnh là b, đường kính ngoài đẳng trị được tính:
Nếu ρ là số liệu đo trong mùa mưa thì phải nhân thêm hệ số kmax để tìm được giá trị nhất, tra bảng PL 6.3 và PL6.4:
Bước 3:
Xác định sơ bộ số cọc:
o Số cọc được xác định theo kinh nghiệm, đổng thời cũng có thể xác định theo sơ bộ theo công thức:
Trong đó:
– điện trở nối đất của 1 cọc, Ω ;
– điện trở của thiết bị nối đất theo quy định, Ω; – hệ số sử dụng cọc;
Bước 4:
o Xác định điện trở của thanh nối nằm ngang:
Trong đó:
– điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang, Ω.m; – chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối, m;
– bề rộng thanh nối, m; – chiều sâu chôn thanh nối, m;
o Điện trở của thanh nối thực tế còn cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh ηt .
Bước 5:
Xác định điện trở (khuếch tán) của n cọc chôn thẳng đứng Rc:
Bước 6:
Xác định điện trở (khuếch tán) của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang:
So sánh điện trở nối đâts tính được với điện trở nối đất theo quy định , nếu thì phải tăng số cọc lên và tính lại.
6.2. Chống sét
Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây tích điện và đất hay giữa các đám mây mang điện tích trái dấu. Năng lượng của sét rất lớn, điện áp 25kV đến 30kV, dòng điện 50kA đến 100 kA, nhiết độ 100000C, thời gian rất ngắn 20 đến 30 μs nên rất nguy hiểm cho người và thiết bị.
6.2.1. Chống sét đánh trực tiếp
Sử dụng kim thu sét: để thu dòng điện sét, sau đó nhanh chóng dẫn dòng điện sét xuống đất.
- Sử dụng lưới chống sét: thu dòng điện bằng hệ thống nhiều kim thu sét lập thành lưới rồi dẫn dòng điện sét xuống đất.
- Sử dụng đường dây chống sét: đặt song song với đường dây tải điện – một đường dây có tác dụng thu sét, sau đó dẫn dòng điện sét xuống đất.
6.2.2. Chống sét đánh lan truyền từ đường dây vào trạm biến áp
Khe hở phóng điện:
Khe hở phóng điện là thiết bị chống sét đơn giản nhất gồm có hai điện cực, trong đó một điện cực nối với mạch điện còn điện cực kia nối với đất.
Ưu điểm: Chi phí cho hệ thống này đơn giản, ít tiền.
Nhược điểm: Do không có bộ phận dập hồ quang nên khi phóng điện có dòng và áp vô cùng lớn dễ gây nên hiện tượng ngắn mạch tạm thời làm cho các rơle bảo vệ có thể tác động nhầm.
Chống sét ống (CSO):
Gồm hai khe hở phóng điện S1 và S2, khe hở S1 được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí như fibrrobakelit vinipolat. Khi có sóng quá điện áp, S1 và S2 đều phóng điện. Khi có sóng quá điện áp S1 và S2 đều phóng điện. Dưới tác dụng của hồ quang, chất sinh khí phát nóng và sản sinh ra nhiều khí làm cho áp suất trong ống tăng tới hàng chục atm và thổi tắt hồ quang.
Ưu điểm: Hiệu quả hơn khe hở phóng điện.
Nhược điểm: Khả năng dập hồ quang còn hạn chế. Chống sét van (CSV):
Gồm hai phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở làm việc. Khe hở phóng điện của chống sét van là một chuỗi các khe hở. Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến có tính chất đặc biệt khi điện áp tăng thì điện trở giảm xuống để tăng khả năng dẫn điện, khi điện áp trở lại bình thường thì điện trở tăng để đảm bảo khả năng cách điện.
Ưu điểm: Có khả năng dập hồ quang, nâng cao độ tin cậy và an toàn trong quá trình vận hành.
Nhược điểm: Giá thành cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch, Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng, Nxb khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2007.
2. https://tailieu.vn/doc/luan-van-thiet-ke-he-thong-cung-cap-dien-cho-nha-may-