xảy ra chạm đất một pha ở Việt Nam
Trong những năm qua đã có một số cơng trình nghiên cứu về sự cố chạm đất một pha xảy ra trên các mạng điện 6kV ở các mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh nước ta
Năm 1973 đã tiến hành nghiên cứu: “Một số vấn đề về bảo vệ chạm đất một pha trong mạng điện cao áp mỏ lộ thiên" Trong cơng trình này đã dẫn dắt các cơng thức
tính điện dung của mạng điện so với đất theo phương pháp lí thuyết trường điên từ và nêu tác hại của sự cố chạm đất một pha Từ đó tác giả kết luận rằng: để ngăn ngừa tác hại do sự cố chạm đất một pha gây ra, ngoài việc tổ chức tiếp đất tốt trên cơng trường cịn cần phải trang bị các rơle bảo vệ chạm đất trong các tủ lấy điện của các máy xúc và trong các trạm biến áp chính của các mỏ Các bảo vệ đó cần có độ nhạy cao và có tính chọn lọc Tuy nhiên trong cơng trình này các tác giả chưa đề cập đến ảnh hưởng của điện dẫn mạng điện đối với đất, ảnh hưởng của các thiết bị đến các thông số điện của mạng điện, cũng như ảnh hưởng của môi trường đến các thông số cách điện của mạng so với đất
Năm 1986÷1988 đã tiến hành thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống rơle bảo vệ chọn lọc chạm đất một pha cho các khởi hành 6kV của trạm biến áp trung gian 35/6kV mỏ than Mạo Khê Quảng Ninh Trong cơng trình này các tác giả đã sử dụng phương pháp lí thuyết trường điện từ để tính điện dung của mạng so với đất (bỏ qua ảnh hưởng điện dẫn của mạng so với đất), sau đó kết hợp với việc đo thực nghiệm để xác định dòng điện chạm đất của các khỏi hành và chỉnh định các rơle bảo vệ Trong quá trình nghiên cứu các tác giả đã chế tạo rơle bảo vệ chạm đất dựa theo nguyên lý của rơle PTZ-50 đảm bảo nhạy và phản ứng được với dịng chạm đất bé
Năm 1994÷1996 [6] đã xác định các thông số điện dung C và điện dẫn G của mạng điện so với đất, dựa vào kết quả đo thực nghiệm đã xác định được quy luật thay đổi của điện dung C và điện dẫn G của mạng điện 6kV ở các mỏ Việt Nam phụ thuộc vào chiều dài đường dây trên không và cáp qui đổi về tiết diện 50mm2, kết quả được mô tả như sau:
C a0 a1 N a2 Ldqđ a3 Lcqđ G b0 b1 N b2 Ldqđ b3 Lcqđ
trong đó: a0, a1, a2; b0, b1, b2 – hệ số thực nghiệm xác định trong điều kiện Việt Nam; Ldqđ, Lcqđ – chiều dài đường dây trên không và chiều dài cáp qui đổi về tiết diện 50mm2
Qua các thơng số tìm được giải bài tốn quá độ chạm đất một pha và từ đó đề ra các biện pháp nâng cao hiệu quả hệ thống bảo vệ chạm đất một pha phù hợp với điều
kiện thực tế Tuy nhiên các quan hệ phụ thuộc này chưa kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, môi trường mà xác định theo mùa (mưa, khô); số lượng thiết bị chưa phân thành máy biến áp và động cơ cao áp riêng biệt
Năm 2015 [10] nghiên cứu đảm bảo điều kiện an toàn điện giật trong các mạng điện mỏ hầm lò điện áp 1140V vùng Quảng Ninh theo sơ đồ mạch tự động phát hiện và nối ngắn mạch theo nguyên lý phản ứng với hiệu số trị tuyệt đối giữa điện áp pha vượt trước và tổ hợp điện áp hai pha cịn lại và điện áp thứ tự khơng
Năm 2016 [4] đã xây dựng được quan hệ thực nghiệm thể hiện mối quan hệ phụ thuộc giữa điện dung cách điện và điện dẫn cách điện của pha so với đất vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh theo các thông số cấu trúc của mạng bao gồm: chiều dài đường dây trên không và chiều dài cáp qui đổi về tiết diện S=50mm2, số lượng máy biến áp đấu vào mạng; số lượng động cơ điện cao áp đấu vào mạng; số lượng động cơ điện cao áp và máy xúc 6kV đấu vào mạng và đưa ra giải pháp mắc điện trở hạ áp vào cuộn tam giác hở của máy biến áp đo lường làm giảm quá điện áp khi chạm đất một pha, kết quả được tổng hợp như sau:
- Đối với mỏ hầm lò:
C f 0,00052 0,00429 N BA 0,00809 N ĐC 0,01185LTk qđ 0,19864 LC qđ ,F G f 1,79041 0,08725 N BA 0,12902 N ĐC 0,16995LTk qđ 2,43886 LC qđ ,S
- Đối với mỏ lộ thiên: Mùa khô C f 0, 00034 0, 00368 N BA 0, 0069 N ĐC MX 0, 00999 LTk qđ 0,17617 LC qđ , F G f 0,82028 0, 06132 N BA 0, 09793N ĐC MX 0,13938 LTk qđ 1, 69389 LC qđ , S Mùa mưa C f = 0,00041 + 0,00399 N BA + 0,0079 N + MX + 0,01259 LTk q + 0,19559 LC q , F G f = 1,07801 + 0,07271N BA + 0,10825 N + MX + 0,17192 LTk q + 2,24998LC q , S trong đó: Cf, Gf – điện dung và điện dẫn cách điện của pha so với đất;
LTk qđ; LC qđ – chiều dài đường dây trên không và chiều dài cáp qui đổi về
tiết diện S=50mm2
NĐC – Số lượng động cơ điện cao áp đấu vào mạng;
NĐC+MX – Số lượng động cơ điện cao áp và máy xúc 6kV đấu vào mạng
Đồng thời lựa chọn giải pháp hợp lý là nối điện trở hạ áp vào cuộn dây thứ cấp tam giác hở ba máy biến áp một pha Điều này làm giảm đáng kể quá điện áp khi xảy ra một pha chạm đất chập chờn, ngăn chặn sự xuất hiện các quá trình cộng hưởng, tăng độ nhạy và tính chọn lọc của rơle bảo vệ, nâng cao độ bền của động cơ không đồng bộ và cáp: Mức độ quá điện áp giảm xuống khoảng (2,1÷2,4)Uf; độ nhạy của bảo vệ khỏi chạm đất tăng khoảng 2 lần
Gần đây một số cơng trình nghiên cứu về vấn đề chạm đất một pha được thực hiện theo phương hướng:
- Lựa chọn giá trị và loại rơle hợp lý để bảo vệ chạm đất, nâng cao độ nhạy và tính chọn lọc [7,8]
- Xây dựng các phương pháp xác định các thông số cách điện của mạng trung tính cách ly so với đất [4]