Các chỉ tiêu kỹ thuật

D. Bố cục đề tài

3.3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật

3.3.1.1. Chỉ tiêu cách điện :

Ở mạng trung tính không nối đất trực tiếp, mức cách điện của mạng chịu điện áp dây, kể cả cách điện của các pha và cách điện trung tính thiết bị trong mạng đều phải thiết kế chịu điện áp dây.

Ở mạng trung tính nối đất trực tiếp loại trừ được khả năng xuất hiện hồ quan g nối đất duy trì cùng với những hậu quả của chúng. Do đó giảm nhẹ được sự làm việc của cách điện khi chạm đất và khi có quá trình quá độ, điều đó có thể giảm nhẹ được cách điện trong mạng.

3.3.1.2. Chỉ tiêu và chế độ làm việc :

Chế độ chạm đất 1 pha : mạng trung tính không nối đất trực tiếp có chế độ làm việc 1 pha chạm đất đó là chế độ làm việc không bình t hường. Chế độ này chỉ cho phép kéo dài trong 02 giờ.

* Ở chế độ làm việc 1 pha chạm đất có những thay đổi:

- Điện áp pha của pha chạm đất bằng 0 , điện áp pha của 2 pha còn lại tăng lên 3

lần điện áp pha. Đồng thời dòng điện dung chạy qua điểm chạm đất gây ra dòng phóng nạp quá độ. Điện áp phóng điện quá độ gây nên sự tăng áp quá độ . Đó là hiện tượng quá điện áp nội bộ. Đối với mạng điện áp cao có dòng điện dung lớn cần phải đưa cuộn dập hồ quang vào để giảm dòng điện dung.

- Phụ tải điện làm việc trong tình trạng bình thường không thay đổi, vì điện áp dây không đổi.

* Chế độ cấp điện mạng tr ung tính không nối đất trực tiếp chỉ cung cấp điện áp dây cho phụ tải. Do đó thuận tiện nhất là sử dụng phụ tải 3 pha. Khi đó tải được phân bố đều.

Sử dụng mạng 1 pha trong hệ 3 pha không nối đất trực tiếp cần lấy 2 dây pha. Các MBA 1 pha đấu vào 2 dây pha. Do đó, thiết bị đóng cắt phải bố trí trên 2 dây.

* Chế độ làm việc của cuộn dây :

Trong mạng trung tính nối đất trực tiếp cuộn dây đấu sao hay tam giác, không ảnh hưởng đến việc cấp điện . Nếu đấu tam giác thì để bù dòng điện dung trong mạng 20–35 kV phải tạo trung tính, trong đó cuộn dây tốt nhất nên đấu Yo.

Nếu các thiết bị tạo trung tính được lắp trên thanh cái mỗi phân đoạn một cá i, có thể sử dụng cuộn kháng 3 pha đấu Yo hoặc MBA đấu Yo/o , công suất cần thiết được chọn trên cơ sở bù dòng điện dung toàn mạng đấu vào thanh cái

 Chế độ làm việc không đối xứng: khi tải mất đối xứng, độ dịch chuyển trung tính trong mạng trung tính không nối đất trực tiếp rất lớn. Trong mọi trường hợp không không để tải mất đối xứng 10%. Tốt nhất là mức không đối xứng chỉ hạn chế +5% để chênh lệch điện áp giữa các pha trong giới hạn cho phép 10%.

Trong mạng trung tính nối đất trực tiếp chạm đất 1 pha là s ự cố ngắn mạch 1 pha. Bảo vệ rơle sẽ cắt phần mạch điện bị sự cố ra khỏi mạng điện. Do đó mạng không có chế độ làm việc một pha chạm đất.

 Chế độ cấp điện :

Mạng trung tính nối đất trực tiếp cấp cả điện áp pha và điện áp dây cho phụ tải. Mạng cho phép sử dụng cả MBA 3 pha và 1 pha. MBA 1 pha có thể đấu vào điện áp dây hoặc điện áp pha. Đó là thuận lợi cơ b ản cho việc phân phối điện. Khi MBA 1 pha đấu vào điện áp pha, thiết bị bảo vệ đóng cắt chỉ bố trí trên một pha.

 Chế độ làm việc của cuộn dây:

Cuộn dây trong mạng trung tính nối đất tr ực tiếp cần có trung tính. Do đó thuận lợi nhất là đấu Yo. Trường hợp đấu tam giác thì cần có thiết bị tạo trung tính bằng cuộn kháng hoặc MBA đấu Yo/o.

Công suất của thiết bị nối đất tính chọn theo 2 điều kiện:

1. Đảm bảo độ lệch trung tính 3%, lâu dài 5% trong 60 phút. 2. Chịu được dòng NM 1 pha.

Chế độ làm việc không đối xứng:

Ở chế độ làm việc bình thường dòng 3Io tồn tại trong dây trung tính có tác dụng cân bằng điện áp pha. Do đó cho phép làm việc ở tải không đối xứng tới 20% đảm bảo độ dịch chuyển trung tính không quá 3,5% và độ lệch điện áp không quá 10%, nhiều trường hợp cho phép mất đối xứng tới 30% và cao hơn nữa.

3.3.2. Chỉ tiêu về chế độ quản lý vận hành:

3.3.2.1. Đối với mạng trung tính không nối đất tr ực tiếp:

Mạng trung tính không nối đất trực tiếp có thể cung cấp điện liên tục cho phụ tải ở chế đô sự cố 1 pha chạm đất, đây là ưu điểm cơ bản của hệ thống có trung tính cách đất. Song ưu điểm đó có thể sử dụng mà không gây tổn thất tới tuổi thọ của cách điện chỉ trong trường hợp khi thiết bị làm việc ở trạng thái chạm đất trong một thời gian không lâu, cần thiết để loại trừ hư hỏng (khoảng 2 giờ).

 Phải thao tác đóng cắt nhiều lần cho các nhánh và các phần mạch của mạng phân phối. Điều đó là m mất điện của nhiều phụ tải.

 Các máy cắt phải thao tác nhiều lần, ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của máy cắt.

 Thời gian thao tác lâu vì hầu hết mạng phân phối của ta hiện nay đều sử dụng thao tác tại chỗ, nên cần phải có đội đi thao tác phân đoạn tìm sự cố.

 Trong thời gian tồn tại sự cố, điện lan truyền trên vật thể tiếp xúc với pha chạm đất, rất nguy hiểm cho ngườ i đi lại gần đó. Tình trạng này tuyệt đối không cho phép đối với mạng đô thị, vùng dân cư đông đúc.

Để khắc phục những nhược điểm của mạng trung t ính không nối đất trực tiếp ta có thể sử dụng dây dẫn bọc thay cho dây trần, dây bọc sẽ hạn chế được nhiều sự cố, giảm được hành lang an toàn. N hưng khi có xảy ra sự cố thì việc tìm điểm sự cố sẽ khó khăn hơn.

Ta có thể sử dụng bộ bảo vệ dòng điện Io cắt mạch có chạm đất. Bộ bảo vệ này có độ nhạy kém, dễ tác động sai dẫn tới làm tăng suất cắt các sự cố lên như mạng trung tính trực tiếp nối đất và ưu điểm của mạng trung tính nối đất không còn nữa.

3.3.2.2. Đối với mạng trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang:

Trong mạng có trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang, ngăn ngừa ngay từ đầu hư hỏng cách điện của các thiết bị khi NM tiến triển (ngăn ngừa đ ược 70–90%) điện áp ở nơi hư hỏng tăng tới U pha rất chậm, điều đó tạo khôi phục độ bền cách điện khi chạm đất ổn định.

Số lần cắt và mất điện ở hộ tiêu thụ là nhỏ nhất.

Vận hành hệ thống nối đất qua cuộn dập hồ quang phức tạp vì phải theo dõi thường xuyên trạng thái bù, khó khăn khi xác định điểm sự cố.

Có thể làm tăng điện áp các pha không sự cố l ớn hơn điện áp dây nếu chỉnh định không đúng vì hồ quang duy trì, như thế sẽ dẫn tới phá hỏng cách điện đường dây, ảnh hưởng lớn tới thiết bị điện.

3.3.2.3. Đối với mạng có trung tính nối đất trực tiếp:

tục cung cấp điện. Hiện tại mạng phân phối sử dụng nhiều thiết bị đóng cắt, cầu chì tự rơi. Do đó khó phối hợp đặc tính chọn lọc, nên thường gây nhảy vượt cấp về máy cắt đầu nguồn hoặc máy cắt phân đoạn. Các máy cắt này có số lần đóng cắt nhiều nên chu kỳ nên chu kỳ sửa chữa ngắn đi. Để khắc phục trong mạng phân phối nên sử dụng các rẽ nhánh và máy cắt phân đoạn, dùng nguồn thao tác xoay chiều kết hợp với thiết bị đóng lại (TĐL) để giảm cường độ mất điện cho phụ tải.

Khi xảy ra sự cố NM 1 pha, dòng lớn làm bảo vệ rơle loại trừ được sự cố, nên ít nguy hiểm tại vùng sự cố.

Việc tìm điểm sự cố dễ dàng hơn nhiều so với mạng trung tính không nối đất trực tiếp.

3.3.3. Chỉ tiêu về kinh tế:

3.3.3.1. Mạng trung tính không nối đất trực tiếp:

Cách điện của mạng và trạm biến áp phải chọn theo điện áp dây.

Trong mạng 6-22kV dự trữ cách điện lớn, quá điện áp do hồ quang cháy lập lòe không gây nguy hiểm. Tuy vậy đối với chúng không để trung tính cách điện đối với đất khi dòng điện dung lớn quá 30A. Còn mạng 2 2-35kV có dự trữ cách điện kém hơn thì không thể làm việc trung tính cách điện đối với đất khi dòng điện dung quá 7A. Khi dòng điện dung vượt quá trị số kể trên thì phải đặt cuộn dập hồ quang tại điểm trung tính để giảm dòng điện dung tại chỗ chạm đất.

Mạng trung tính không nối đất trực tiếp thường sử dụng loại 3 pha 3 dây. Rất ít gặp 1 pha 2 dây, vì MBA 1 pha trong mạng trung tính không nối đất trực tiế p rất hiếm. Điều này rất lãng phí trong mạng phân phối ở vùng mật độ phụ tải nhỏ.

Nếu sử dụng MBA 1 pha, cần dùng loại chịu điện áp dây. Do mức cho phép không đối xứng rất nhỏ, nên hạn chế việc dùng MBA 1 pha trong mạng không nối đất trực tiếp.

Với cùng công suất, trạm 3 pha có giá thành lớn hơn so với trạm một pha. Điều đó sẽ làm tăng giá thành xây dựng lên đáng kể, nhất là mạng điện nông thôn, miền núi.

3.3.3.2. Mạng trung tính nối đất trực tiếp :

trở nối đất các trạm phụ tải không có trị số đủ bé theo yêu cầu chế độ làm việc. Mạng phân phối đô thị thường dùng loại hỗn hợp trung hạ thế, nên cho phép dùng chung trung tính của hạ thế. Điều đó không làm tăng giá thành của mạng trung thế.

Mạng 3 pha 3 dây, sử dụng đất làm dây trung tính. Mạng này thích ứng cho vùng mật độ trung bình. Do phần hạ thế chỉ có ở khu dân cư nên đường vượt đồng đỡ phải tốn dây trung tính.

Mạng 1 pha 2 dây nối đất lặp lại, trong đó có dây trung tính . Mạng này thích ứng cho vùng mật độ phụ tải nhỏ như cao nguyên, miền núi.

Cách điện ở dây dẫn, trạm biến áp, trong mạng trung tính nối đất trực tiếp được chọn chịu điện áp pha.

Nếu cuộn dây trung thế ở trạm nguồn dùng kiểu đấu tam giác thì phải có thiết bị tạo trung tính. Cách thức hợp nhất là dùng MBA đấu Yo/∆, công suất từ 10,5–15% công suất trạm.

Mạng cho phép dùng MBA 1 pha. Khi thiết kế, cần tính toán để mức dịch chuyển trung tính không vượt quá mức cho phép (5 %).

Ta có thể sử dụng MBA 1 pha công suất nhỏ, nên mạng trung tính nối đất trực tiếp dễ đi sâu vào từng xóm ấp trang trại. Nhờ vậy mạng hạ thế ít phát triển, kết cấu mạng điện gọn nhẹ.

3.3.4. Tổng kết về các chế độ nối đất trung tí nh lưới điện trung áp phân phối :

Tóm lại từ các nghiên cứu trên cho ta thấy rằng các phương pháp nối đất khác nhau đều có những ưu điểm và khuyết điểm của chúng cho nên những trường hợp đặc biệt có thể quyết định ngay vấn đề này. Hơn nữa một vài điều kiện kết hợp gồm những phần tử quan trọng của HTĐ và vài tính tổng quát hóa có thể dùng cho các kết hợp này.

Trong vùng lân cận các thành phố lớn và khu công nghiệp, độ tin cậy cung cấp điện được xem như là chỉ tiêu quan trọng nên mạch nhiều đường dây và hai nguồn cung cấp trở nên bắt buộc. Trong những hệ thống điện như thế việc cắt tức thời D Z không gây mất điện bởi vì các mạch dự trữ là sẵn sàng cho tình trạng hư hỏng cơ

gian từ 0,15s đến 0,5s. Chúng thường nối tr ực tiếp với các DZ cùng cấp điện áp từ các nguồn khác nhau. Có một số lượng thiết bị nối trực tiếp trên DZ này và việc bảo vệ chống sét và hạn chế sự cố ở khu vực nhỏ là đáng kể. Đối với HT có đặc tính này nối đất hiệu quả dường như là thực tế nhất.

Ở vài khu vực khác sự hạn chế dòng chạm đất có thể cần thiết từ quan điểm khả năng cắt của MC hay ảnh hưởng cảm ứng nhưng điều này có thể thực hiện với tỉ số điện kháng < 3, lúc này cho phép sử dụng CSV với điện áp pha.

Trong vùng có mật độ dân cư thưa hơn, qu an hệ giữa phụ tải và DZ truyền tải thường chỉ có mạch đơn. Loại hệ thống này là lĩnh vực tốt cho việc áp dụng cuộn dập hồ quang ở dây trung tính. Số lần cắt điện giảm nhiều với chi phí cũng vừa phải. Trong khi CSV và MBA cần cách điện với điện áp dây, th ì phạm vi của trạm thường đủ để điều này không làm tăng thêm chi phí.

Trong một số trường hợp truyền tải công suất đi xa, giá thành tổng có thể giảm do dùng một mạch truyền tải ở cấp điện áp cao hơn so với việc dùng hai hay nhiều mạch ở cấp điện áp thấp hơn. Ở những nơi có nguồn dự phòng khi DZ cắt ra để s ửa chữa, bảo dưỡng, việc sử dụng D Z đơn với trung tính có cuộn dập hồ quang trở nên là cách thích hợp nhất để hạn chế vốn đầu tư. Giải pháp này được so sánh về kinh tế và các đặc điểm khác với giải phá p sử dụng MC có TĐL tốc độ cao.

Vấn đề hay gặp phải là số lượng điểm nối đất. Trong loại HT nối đất hiệu quả, không có lý do gì mà các điểm trung tính có sẵn lại không nối đất, cho đến chừng nào dòng NM 1 pha chưa đòi hỏi đến khả năng cắt lớn hơn. Đối vớ i lưới nối đất điện trở hay điện kháng, hay với lưới có cuộn dập hồ quang, thêm một điểm nối đất là tăng thêm giá thành tổng. Trong trường hợp này số lượng điểm nối đất sẽ được xét phần lớn theo khả năng đảm bảo an toàn thỏa mãn cho bảo vệ rơle TTK.

Trong những lưới khác với mạch hình tia, ít nhất là hai hay nhiều điểm nối đất thích hợp hơn để thỏa mãn được bảo vệ TTK có hướng.

Sự phân tích nối đất theo hướng hoàn thiện trong các nhánh khá c nhau của công việc chung. Bảo vệ rơle và MC đã được cải tiến đ ến mức độ cắt các NM các pha hay chạm đất với độ tin cậy và tốc độ cao so với những năm về trước. Phiền toái do hồ

quang và việc cắt điện áp thấp không cần thiết cũng tương ứng ít hơn. TĐL tốc độ cao sẵn sàng cho việc đóng trở lại DZ và cho được giải pháp để tránh mất điện do các sự cố thoáng qua ở pha và đất. Trong hầu hết trường hợp các yếu tố này chứng tỏ sự ưu việt HT nối đất hiệu quả.

Chương IV.

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH ĐẾN BẢO VỆ AN TOÀN TRONG LƯỚI TRUNG ÁP .

4.1. Đối với mạng trung tính cách đất hoặc trung tính không nối đất trực tiếp:

Lưới điện trung áp có dòng chạm đất bé sử dụng ở nước ta phần lớn là mạng 6-35kV có trung tính cách đất;

Khi chạm đất 1 pha, dòng chạm đất nhỏ , tùy theo mạng cụ thể mà dòng này có trị số từ 5-30A. Theo qui trình vận hành hiện tại có thể duy trì chạm đất 1 pha

Khái niệm điểm trung tính

Tình trạng làm việc của từng phương thức