99
Điện thế giảm theo khoảng cách từ điểm sét đánh và tạo ra điện thế bƣớc - nguy hiểm cho con ngƣời và thiết bị. Điện thế cao của hệ thống tiếp đất cũng gây rủi ro phá đứt đƣờng điện thoại và điện.
6.2.1.2. Hợp chất cải tạo đất:
+ Với hợp chất tiếp đất LP1, nhiều khĩ khăn về sự lắp đặt tiếp đất cĩ thể cải thiện đáng kể.
+ Hợp chất bao gồm một dung dịch hĩa chất cĩ độ dẫn điện tốt khi đƣợc trộn với H2O và đổ bao quanh điện cực tiếp đất, trở nên một khối sệt hình thành phần chính của hệ thống tiếp đất.
+ Hợp chất tiếp đất LPI gồm hai gĩi 5Kg một hỗn hợp nhiều hĩa chất để giúp tạo trạng thái keo với phần kia.
+ Ƣu điểm lớn nhất của hợp chất là sẽ khơng bị rửa trơi đi nhƣ phần lớn các hỗn hợp cải tạo điện trở đất khác. Nhƣ vậy khơng cần bổ sung lại sau 2 hay 3 năm.
6.2.1.3. Những phƣơng pháp tiếp đất thơng dụng:
- Dây đơn, nối đầu: Kết quả kém khi sét chỉ cĩ một đƣờng, điện thế đất cao tại nơi bắt sét.
- Tiếp đất rẽ quạt, những tia rẽ quạt đơn: Lý tƣởng cho vùng cĩ trở kháng trung bình và những tia rẽ quạt dài đến 30m.
- Tiếp đất rẽ quạt hình chân chim: Lý tƣởng ở vùng cĩ trở kháng đất cao hơn, tạo thành nhiều đƣờng cho điện sét và khả năng kết hợp với đất cao.
- Tiếp đất bằng thép mạ đồng: Hiệu quả chỉ với một cột khi cĩ mực nƣớc trong đất cao.
- Tiếp đất nhiều cột: Đặt các cột tuỳ thuộc vào chiều sâu đĩng cột, khoảng cách giữa các cột gần bằng 2 lần chiều sâu.
- Tiếp đất khoan sâu: Cần ở vùng khơ ráo và nơi mực nƣớc ngầm thấp, chủ yếu tạo sự tiếp xúc thƣờng xuyên giữa thành lỗ và cột. Đất bùn và dẻo sẽ rất hiệu quả.
- Tiếp đất với vùng giới hạn và gần nơi giao thơng: Dùng lỗ khoan sâu và đặt 1 hay 2 ống nhựa đồng
6.2.1.4. Cột khống MIN - Điện cực tiếp đất khống:
100
+ Một cột MIN gồm một điện cực đồng rỗng dài 2m với 5 lỗ nhỏ. Lỗ này cho phép hiện tƣợng lọc tự nhiên các hợp chất bên trong đƣợc giải phĩng chậm từ giữa điện cực và khối đất.
+ Để đƣợc điện trở đất thấp hơn nữa, hỗn hợp dẫn điện đất (CEC) đƣợc trộn với đất thiên nhiên và làm cứng lỗ khoan đƣờng kính 200mm.
+ Cột khống MIN cĩ dây nối chiều dài 300mm, tiết diện 50mm2 để thuận tiện cho việc nối cột với thiết bị tiếp đất.
+ Cột MIN trở nên hồn chỉnh với một lỗ đất, cho phép tiếp cận dễ dàng với nắp cĩ thể tháo rời ở đỉnh cột. Sự thay mới định kỳ hợp chất bên trong đƣợc thực hiện qua nắp ở đỉnh.
Ƣu điểm:
- Trong phần lớn các trƣờng hợp lắp đặt, một cột khống sẽ đạt đƣợc điện trở đất mong muốn.
- Thiết bị cĩ giá thấp hơn vì chỉ cần một cột khống. - Tổng chi phí thấp hơn do thời gian lắp đặt giảm.
- Đào bới hƣ hại và việc làm đẹp trở lại mặt bằng ít nhất. - Diện tích lắp đặt ít nhất.
- Sự bảo trì ít nhất.
- Điều kiện của đất đƣợc giữ liên tục nhờ hợp chất bên trong.
6.2.1.5. Nối đất chống sét cho cơng ty bút bi Bến Nghé + Cách thực hiện chống sét :
- Dây dẫn sét :để đảm bảo dây khơng bị phá huỷ khi cĩ dịng sét đi qua chọn dây dẫn sét cĩ tiết diện nhỏ nhất là 50mm2 .
- Cột thu sét đƣợc đặt giữa nhà máy. Cột sử dụng là cột bê tơng cách điện với mái nhà và nối qua dây dẫn xuống đất.
- Xây dựng điện trở đất : Theo tiêu chuẩn VIỆT NAM ta xây dựng điện trở đất cĩ giá trị nhỏ hơn 10 Ohm,
+ Xây dựng nhƣ sau :
Cách nối đất để đơn giản cho lắp đặt ta sử dụng cọc đất
Đặc điểm của đất: Nhà máy đặt tại Quận Tân Phú TP. Hồ Chí Minh khu vực này đất đai khơng ẩm ƣớt cũng khơng khơ cằn nên cĩ điện trở suất vào khoảng :
= 200 - 300( .m)
Điện trở nối đất Rđ phải trong khoảng qui định từ 4 đến 10
- Điện trở suất của đất = 200 .m - Chọn hệ số mùa kmax = 1,2
101 Lúc đĩ: tt = .kmax = 200x1,2 = 240 .m Chọn phƣơng án nối đất: Kết hợp cọc và thanh
Chọn cọc thép trịn, đƣờng kính dc = 6cm, dài l = 2,5m, chơn sâu tc = 0,7m, các cọc chơn cách nhau khoảng a = 2,5m.
Chọn thanh ngang bằng thép dẹt, tiết diện 40 x 4mm2, chơn sâu tt = 0,8m. Khi đĩ cĩ thể lấy gần đúng dt = 40/2 = 20mm.
Cách chơn cọc: Chơn thành dãy thẳng hàng. Điện trở nối đất của một cọc:
(5.1)
Trong đĩ:
tt = 240 /cm :điện trở suất của đất dc = 6.10-2 m :đƣờng kính ngồi của cọc l = 2,5m :chiều dài của cọc
tc = 0,7m : độ chơn sâu cọc Khi đĩ theo (5.1) ta đƣợc: R1c = 89,56
Xác định sơ bộ số cọc: ta chọn n = 10 cọc.
Tra bảng hệ số sử dụng cọc và thanh ngang, ta đƣợc:
c = 0,59 _ hệ số sử dụng cọc
t = 0,62 _ hệ số sử dụng thanh Điện trở khuếch tán của 10 cọc là:
Chiều dài của tất cả các cọc nối lại với nhau: L = (n-1).a = 22,5m. Điện trở của 1 thanh nối nằm ngang:
Trong đĩ:
tt = 240, .m
k = 1 :hệ số phụ thuộc cách bố trí thanh ngang
), 4 4 ln 2 1 2 .(ln 2 1 l t l t d l l R c c c tt c 15,18 59 , 0 10 56 , 89 . 1 x n R R c c c t t tt t d t L k L R . . ln . 2 2 1 aa ll tt
Hình 6.4: Phân bố cọc chống sét cho cơng ty
102 L = 22,5m: chiều dài tạo nên bởi các thanh nối
dt = b/2 = 2 cm : bề rộng thanh nối tt = 0,8m : chiều sâu thanh nối Khi đĩ ta đƣợc: R1t = 17,6
Điện trở tản của thanh nối: Rt = R1t / t = 17,6 / 0,62 = 28,39
Vậy điện trở nối đất của hệ thống:
Vậy hệ thống nối đất chống sét ở trên thỏa yêu cầu.
6.2.2 Nối đất bảo vệ
6.2.2.1. Khái niệm chung:
+ Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu dùng điện. Vì vậy đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng và thƣờng xuyên cĩ ngƣời làm việc với các thiết bị điện. Cách điện của các thiết bị điện bị chọc thủng, ngƣời vận hành khơng tuân theo các qui tắc an tồn v.v... đĩ là những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tai nạn điện giật.
+ Tai nạn điện giật thƣờng xảy ra do ngƣời vận hành vơ ý chạm phải bộ phận mang điện hoặc do tiếp xúc với các bộ phận của các thiết bị điện bình thƣờng khơng mang điện nhƣng do cách điện bị hỏng trở nên cĩ điện.
+ Để tránh điện giật, trƣớc tiên phải chấp hành nghiêm chỉnh quy tắc vận hành các thiết bị điện, ngƣời ta thực hiện việc nối đất các bộ phận cĩ thể bị mang điện khi cách điện bị hỏng: thơng thƣờng các vỏ máy bằng kim loại đều phải nối đất.
+ Nối đất là biện pháp an tồn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách điện bị hƣ hỏng, vỏ thiết bị điện sẽ mang điện áp và cĩ dịng rị chạy từ vỏ thiết bị điện xuống thiết bị nối đất. Lúc này nếu ngƣời vận hành chạm phải vỏ thiết bị điện thì điện trở của ngƣời Rng đƣợc mắc song song với điện trở nối đất Rđ
Trong đĩ: Iđ : Dịng điện chạy qua điện trở nối đất
- Từ biểu thức trên thấy rằng, nếu thực hiện nối đất tốt để cĩ Rđ << Rng thì dịng điện chạy qua ngƣời sẽ rất nhỏ đến mức khơng gây nguy hại cho ngƣời. Thơng thƣờng
9,8 10 39 , 28 58 , 15 39 , 28 18 , 15 . yc t c t c ht x R R R R R R đ ng đ ng I R R I .
103
điện trở của ngƣời khoảng 800 đến 500.000 tuỳ thuộc vào tình trạng của da ẩm ƣớt hay khơ ráo. Cịn điện trở nối đất an tồn theo qui định phải nằm trong khoảng 4 -10.
6.2.2.2. Giới thiệu các hệ thống nối đất chuẩn:
Các hệ thống nối đất khác nhau đặc trƣng bởi cách nối đất điểm trung tính hạ thế của máy biến áp phân phối và nối đất của vỏ thiết bị hạ thế. Chọn lựa cách nối đất sẽ kéo theo các biện pháp cần thiết để bảo vệ chống chạm điện
Một vài sơ đồ nối đất cĩ thể đồng thời hiện hữu trong một cơng trình. 2.2.2.1 Sơ đồ TT:
+ Điểm nối sao (hoặc nối sao cuộn hạ của máy biến áp phân phối) của nguồn sẽ đƣợc nối trực tiếp với đất. Các bộ phận cần nối đất và vật dẫn tự nhiên sẽ nối chung với cực nối đất riêng biệt của lƣới. Điện cực này cĩ thể độc lập hoặc phụ thuộc về điện với điện cực của nguồn, hai vùng ảnh hƣởng cĩ thể bao trùm lẫn nhau mà khơng tác động đến thao tác của các thiết bị bảo vệ.
2.2.2.2 Sơ đồ TN:
Nguồn đƣợc nối đất nhƣ sơ đồ TT. Trong mạng, cả vỏ kim loại và các vật dẫn tự nhiên của lƣới sẽ đƣợc nối với dây trung tính. Một vài phƣơng án của sơ đồ TN là:
Sơ đồ TN-C: Dây trung tính là dây bảo vệ và đƣợc gọi là PEN. Sơ đồ này khơng cho phép sử dụng cho các dây nhỏ hơn 10mm2 (Cu) và 16mm2 (Al). Sơ đồ TN-C địi hỏi một sự đẳng áp hiệu quả trong lƣới với nhiều điểm nối đất lặp lại.
Sơ đồ TN-S: Dây bảo vệ và dây trung tính là riêng biệt. Đối với cáp cĩ vỏ bọc chì, dây bảo vệ thƣờng là vỏ chì. Hệ TN-S là bắt buộc đối với mạch cĩ tiết diện nhỏ hơn 10mm2 (Cu) và 16mm2 (Al).
L 1 L L 1 L Hình 6.5: Sơ đồ TT Hình 6.5: Sơ đồ TT L 1 L 2 L 1 L 2 Hình 6.6: Sơ đồ TN-C Hình 6.6: Sơ đồ TN-C
104
Sơ đồ TN-C-S: Cĩ thể đƣợc sử dụng trong cùng một lƣới. Trong sơ đồ TN-C- S, sơ đồ TN-C khơng bao giờ đƣợc sử dụng sau sơ đồ TN-S. Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thƣờng là điểm đầu của lƣới.
2.2.2.3 Sơ đồ IT:
Cĩ 2 cách nối trung tính: trung tính cách ly và trung tính nối đất qua điện trở. Trung tính cách ly: Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ đƣợc nối tới một điện
cực nối đất chung.
Trung tính nối đất qua điện trở cách ly:
+ Một điện trở 1 – 2k đƣợc nối giữa điểm trung tính cuộn hạ biến áp phân phối và đất. Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ nối tới cực nối đất.
+ Nguyên nhân dùng Zs là để tạo một thế cố định so với đất của các lƣới nhỏ và do đĩ giảm ngƣỡng quá áp nhƣ là việc lan truyền sĩng từ cuộn cao.
L 1 L 2 L L 1 L 2 L Hình6.7 Sơ đồ TN-S Hình6.7 Sơ đồ TN-S L 1 L 2 L 1 L 2 Hình 6.8 Sơ đồ IT – trung tính cách ly Hình 6.8 Sơ đồ IT – trung tính cách ly L 1 L 2 L 1 L 2
Hình 6.9 : Sơ đồ IT – trung tính nối đất qua tổng
105
6.2.2.3. Chọn sơ đồ nối đất cho cơng ty bút bi Bến Nghé
Sau khi tham khảo các phƣơng pháp nối đất ở trên, ta chọn sơ đồ nối đất cho nhà máy là sơ đồ TT
Với sơ đồ nối đất trên ta sẽ bố trí dây nối đất xung quanh các bộ phận sản suất và các thiết bị cần nối đất sẽ đƣợc nối vào dây này.
L 1 L 2 L 1 L 2 Hình 6.10: Sơ đồ TT Hình 6.10: Sơ đồ TT
106
CHƢƠNG 7: TÍNH TỐN SỤT ÁP VÀ CHỌN DÂY DẪN
7.1 Phƣơng án cung cấp điện
Một phƣơng án cung cấp điện đƣợc coi là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu sau:
- Đảm bảo chất lƣợng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép.
- Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải.
- Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa. - Cĩ chỉ tiêu kinh tế hợp lý.
+ Cĩ nhiều phƣơng án đi dây nhƣng trong thực tế thì việc chọn phƣơng pháp đi dây cịn phụ thuuộc vào nhiều yếu tố, đối với cơng ty bút bi bến nghé thì ngồi việc trạm biến áp khơng nằm ở vị trí tâm phụ tải, và vì vấn đề kinh tế nên ta chọn phƣơng án đi dây theo kiểu hình tia phân nhánh, để thuận tiện cho việc chọn dây cho từng nhánh ta phân chia tải ra thành ba khu vực .khu A, A1 khu B ( gồm B1, B2, B3) và khu C (gồm cĩ C1)
- Với những yêu cầu trên ta sẽ bố trí đi dây nhƣ sau:
- Từ đƣờng dây 22KV đến tủ cao áp của trạm biến áp: đi dây cáp trên khơng vào máy biến áp.
- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối trung tâm: Đi cáp ngầm
- Từ tủ phân phối trung tâm đến các khu thì ta đi cáp ngầm tới tủ phân phối của từng khu
Việc đặt tủ phân phối trung tâm càng gần tâm phụ tải càng tốt, tuy nhiên việc thiết kế kiến trúc đã hình thành một vị trí đặt tủ phân phối trung tâm, do đĩ ta khơng lựa chọn vị trí đặt tủ trong trƣờng hợp này. Đƣờng dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối trung tâm đƣợc đi ngầm trong ống PVC chơn sâu 0.8m, từ các tủ phân phối cáp đƣợc đi trên thang cáp để chạy dọc hành lang từng khu vực, từ đĩ ta mới rẽ nhánh vào từng phịng làm việc, khu sản xuất .
- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính, ta đặt dây dẫn trong ống PVC và chơn sâu dƣới đất 0,8m. bộ chuyển mạch ATS đƣợc đặt trong tủ phân phối chính.
107
- Đối với các khu vực trong nhà máy, tùy theo kết cấu địa hình, yêu cầu thẩm mỹ của từng khu vực và kích thƣớc của dây dẫn mà ta cĩ thể đi dây theo các phƣơng pháp sau:
*Đối với các tuyến cáp chính cĩ tiết diện lớn, dịng tải cao, ta cĩ thể đi dây trên thang cáp (nếu đảm bảo khơng bị võng) hoặc trên máng cáp cĩ khoan lỗ và pải cố định chúng bằng đi dây đai.
*Đối với các tuyến cáp cĩ kích thƣớc nhỏ, dịng tải nhỏ, ta cĩ thể bố trí chúng trên máng hộp và phải xếp chúng theo từng lớp để dễ dàng thi cơng và sửa chữa.
*Các thang cáp, máng cáp, máng hộp đƣợc bố trí trên trần giả hay cố định chúng bằng đai ốc trên xà đỡ của cơng trình. Nếu ở những khu vực mà khơng gian trần giả khơng đƣợc phép sử dụng thì cĩ thể đi dây trong máng hộp và gắn chúng trên tƣờng, âm tƣờng, âm sàn hay đi trong hào xi măng cĩ nắp đậy.
+ Thang cáp đƣợc làm bằng tơn cứng, cĩ dĩng 2 bên và các thanh đỡ ngang cách nhau khoảng 300mm. Thang cáp dùng để đỡ các loại cáp cỡ lớn chạy theo các trục chính.
+ Dây dẫn đặt trên thang cáp đƣợc cố định bằng các dây đai nhựa hoặc kim loại, do vậy cĩ thể lắp đặt thang cáp theo các phƣơng tuỳ ý.
+ Từ đƣờng dây chạy dọc hành lang của các khu vực ta sẽ rẽ nhánh vào các tủ tổng cho từng phịng, nơi sản xuất.