N ội dung thiết kết ốt nghiệ p:
2.1. yêu cầu kỹ 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 (h hỏng cách điện) nối với hệ thống nối đất. Nhiệm vụ của nối đất là tản dòng điện xuống đất để đảm 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. Tuỳ theo nhiệm vụ và hiệu quả mà hệ thống nối đất đợc chia làm ba loại.
Nối đất làm việc.
Nhiệm vụ chính là đảm bảo sự làm việc bình thờng của thiết bị, hoặc một số bộ phận của thiết bị yêu cầu phải làm việc ở chế độ làm việc đã đợc 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 lờng và các kháng điện dùng trong bù ngang trên các đờng dây cao áp truyền tải điện.
Nối đất an toàn.
Có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho con ngời khi cách điện bị h hỏng. Thực hiện nối đất an toàn bằng cách nối đất các bộ phận kim loại không mang điện nh vỏ máy, thùng dầu máy biến áp, các giá đỡ kim loại. Khi cách điện bị h hỏng do lão hoá thì trên các bộ phận kim loại sẽ có một điện thế nhng do nối đất nên điện thế này có giá trị nhỏ không nguy hiểm cho ngời tiếp xúc.
Nối đất chống sét.
Có tác dụng làm tản dòng điện sét vào trong đất khi sét đánh vào cột thu lôi hay đờng dây. Hạn chế hình thành và lan truyền của sóng quá điện áp do phóng
điểm bất kỳ trên cột điện và đất. Nếu không, mỗi khi có sét đánh vào cột chống sét hoặc trên đờng dây, sóng điện áp có khả năng phóng điện ngợc tới các thiết bị và công trình cần bảo vệ, phá huỷ các thiết bị điện và máy biến áp
Về nguyên tắc là phải tách rời các hệ thống nối đất nói trên nhng 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 các 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 hơn. Nhng để đạt đợc trị số điện trở nối đất nhỏ thì rất tốn kém do vậy trong tính toán ta phải thiết kế sao cho kết hợp đợc cả hai yếu tố là đảm bảo về kỹ thuật và hợp lý về kinh tế.
Một số yêu cầu về kỹ thuật của điện trở nối đất:
Trị số điện trở nối đất của nối đất an toàn đợc chọn sao cho các trị số điện áp bớc và tiếp xúc trong mọi trờng hợp đều không vợt 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 thoả mãn: R≤0,5Ω
+ Đối với các thiết bị có điểm trung tính cách điện thì: ≤ Ω
tt I R 250 .
+ 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: ≤ Ω
tt I R 125 .
+ Khi dùng nối đất tự nhiên nếu điện trở nối đất tự nhiên đã thoả 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 thoả 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 ≤1Ω. Thực tế dù RTN ≤0,5 Ω thì ta vẫn phải nối đất nhân tạo vì RTN có thể xảy ra biến động nh đất đây chống sét tại khoảng vợt gần trạm.
toán điện trở tản của các đờng ống chôn trong đất hoàn toàn giống với điện cực hình tia.
+ Vì đất là môi trờng không đồng nhất, khá phức tạp do đó điện trở suất của đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: thành phần của đất nh các loại muối, a xít ... 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 cuả đất cũng biến đổi trong phạm vi rộng. Do vậy trong tính toán thiết kế về nối đất thì trị số điện trở suất của đất dựa theo kết quả đo lờng thực địa và sau đó phải hiệu chỉnh theo hệ số mùa, mục đích là tăng cờng an toàn.
Công thức hiệu chỉnh nh sau:
m do TT ρ .K
ρ = (2.1) Trong đó: ρtt: là điện trở suất tính toán của đất.
ρđo: điện trở suất đo đợc của đất. Km: hệ số mùa của đất.
Hệ số Km phụ thuộc vào dạng điện cực và độ chôn sâu của điện cực.