Phân tích an toàn mạng điện ba pha có trung tính nối đất trực tiếp –
I. Đánh giá an toàn mạng điện 3 pha có trung tính nối đất
1. Mạng điện hạ áp U = 1000 V
Mạng điện ba pha có điểm trung tính nối đất trực tiếp nguy hiểm nhất là khi một dây chạm đất hoặc vỏ máy và người đứng dưới đất chạm một trong hai dây còn lại. Để giảm nguy hiểm trong trường hợp này, cần nối đất điểm trung tính của nguồn điện (mạng 380/220V) để đảm bảo các thiết bị điện bảo vệ (rơle, cầu dao, cầu chì) nhanh chóng cắt điện. khi một pha chạm đất.
Nhược điểm chính của mạng điện có trung tính nối đất trực tiếp là trong trường hợp người làm việc bình thường chạm vào dây dẫn thì dòng điện qua người tương đối lớn.
Đây:
– RẺD là điện trở nối đất của điểm trung tính;
– RẮN là lực cản của mặt đất dưới chân người;
– Ufa là điện áp pha.
Nếu mặt đất tốt (D ≈ 0) và mặt đất ẩm (N ≈ 0) thì cường độ dòng điện qua người là:
Đối với mạng có trung tính nối đất, không kể đến điện trở cách điện, điện trở cách điện của các pha với đất rất lớn (RẺ1 = RẺ2 = RẺ3 = RẺCD) vẫn không làm giảm cường độ dòng điện qua người và hiệu điện thế mà người phải chịu là điện áp pha rất nguy hiểm.
2. Mạng cao áp U>1000V
– Đối với lưới điện có cấp điện áp U = 110 kV, về mặt an toàn thì trung tính được nối đất trực tiếp, cái lợi là khi xảy ra sự cố chạm đất một pha thì mạch bảo vệ sẽ cắt ngay sự cố. giảm tuổi thọ của điện áp. chạm đất ngay lập tức. Do đó, khả năng gây nguy hiểm cho những người làm việc gần đó giảm đi. Nhược điểm của mạng trung tính nối đất trực tiếp là dòng điện ngắn mạch nối đất lớn.
– Đối với mạng điện có cấp điện áp U = 35 kV, điểm trung tính ít được nối đất trực tiếp, thường được cách điện và nối đất qua cuộn dây dập hồ quang.
Khi nối đất qua cuộn dây dập hồ quang, về mặt an toàn, nó có tác dụng giảm dòng điện qua sự cố chạm đất, do đó điện áp xung quanh sự cố giảm.
II. Đánh giá ưu nhược điểm Các phương pháp nối đất lưới điện trung thế
1. Cách ly trung tính
Ưu điểm: Dòng sự cố một pha, điện áp bậc, điện áp chạm đất nhỏ, cho phép vận hành trong thời gian nhất định khi xảy ra sự cố chạm đất một pha.
Nhược điểm: Độ cách điện của thiết bị phụ thuộc vào điện áp đường dây, dễ xảy ra quá áp bên trong do hồ quang chập chờn, khó tìm điểm sự cố, việc thực hiện bảo vệ chọn lọc khi nối đất 1 pha khá phức tạp, đặc biệt đối với lưới 35kV chỉ cho phép làm việc khi IC ≤ 10A.
Hiện tại, các mạng trung lập bị cô lập được sử dụng ở các quốc gia như Ý, Nhật Bản và Ireland. Ở Việt Nam, lưới điện 6, 10 và 35kV đang sử dụng mạng trung tính nối đất.
2. Mạng 3 pha 3 dây, trung tính nối đất trực tiếp
Ưu điểm: Tránh được quá điện áp lớn trong mạng, cách điện thiết bị chỉ thiết kế với điện áp pha, dễ phát hiện các dạng sự cố, bảo vệ bằng rơ le đơn giản, tin cậy.
Nhược điểm: Dòng điện ngắn mạch trong mạng lớn ảnh hưởng đến sự hoạt động ổn định của thiết bị, gây nhiễu cho các đường dây liên lạc lân cận, điện áp bước và chạm lớn nên phải cắt đường dây ngay khi có sự cố. thử. Ngẫu nhiên, khi sử dụng máy biến áp một pha (MBA) công suất nhỏ, cấp cách điện của thiết bị là điện áp lưới. Mạng ba pha ba dây tại nhà máy điện được sử dụng ở các nước như Anh, một phần của Australia và một phần nhỏ trong mạng trung tâm 15kV của nước ta.
3. Mạng 3 pha 4 dây, trung tính nối đất trực tiếp
Ưu điểm: Tránh được quá điện áp lớn trong mạng, cách điện của thiết bị phải được thiết kế chỉ với điện áp pha, dễ phát hiện các dạng sự cố, rơle bảo vệ đơn giản và tin cậy, dễ sử dụng máy biến áp 1 pha công suất nhỏ.
Nhược điểm: Dòng điện ngắn mạch trong mạng lớn ảnh hưởng đến sự hoạt động ổn định của thiết bị, gây nhiễu cho các đường dây liên lạc lân cận, điện áp bước và chạm lớn nên phải cắt đường dây ngay khi có sự cố. thử. Cố gắng tiết kiệm càng nhiều tiếp đất dọc theo đường dây.
Mạng 3 pha 4 dây được sử dụng ở các nước như Mỹ, Canada, một phần Australia nơi có mật độ phụ tải nhỏ và bán kính cung cấp điện lớn. Tại Việt Nam, lưới điện 15 kV, 22 kV khu vực miền Trung và miền Nam sử dụng mô hình này.
4. Phương pháp nối đất trung tính qua cuộn dây dập hồ quang
Ưu điểm: Dòng sự cố chạm đất một pha, điện áp bước và điện áp chạm đất rất nhỏ, cho phép vận hành trong thời gian nhất định trong trường hợp sự cố chạm đất một pha, có khả năng dập tắt hồ quang chạm đất nhanh chóng.
Nhược điểm: Cấp cách điện của thiết bị phải chọn ở điện áp lưới, khó phát hiện sự cố, dễ gây quá áp bên trong do hiện tượng cộng hưởng, hệ thống điều khiển và bảo vệ phức tạp.
Phương pháp này được sử dụng bởi các quốc gia như Đức, Thụy Sĩ và Liên Xô (cũ). Ở Việt Nam, lưới điện 35kV ở một số khu vực cũng áp dụng phương pháp này.
5. Chế độ nối đất trung tính thông qua trở kháng
Nối đất trở kháng là một giải pháp thỏa hiệp giữa nối đất trực tiếp và trung tính cách ly. Trở kháng nối đất có thể là điện trở nhỏ hoặc điện kháng nhỏ.
Ưu điểm: Dòng chạm đất một pha, điện áp bước và điện áp chạm vừa phải, giảm quá áp bên trong (nếu nối qua điện trở), giảm yêu cầu điện trở đất, rơle bảo vệ đơn giản, đáng tin cậy.
Nhược điểm: Phải chọn cấp cách điện của thiết bị ở điện áp đường dây, dễ xảy ra quá áp bên trong do hiện tượng cộng hưởng (nếu nối qua điện kháng thuần), phải cắt đường dây ngay khi có sự cố. sự cố chạm đất, bảo vệ phụ thuộc vào chiều dài đường dây, tổn thất nhiệt lớn (nếu nối qua điện trở).
Phương pháp này được sử dụng bởi các quốc gia như Pháp và Tây Ban Nha. Tại Việt Nam, lưới điện 22kV TP. Huế cũng áp dụng cách này.
Đăng bởi: https://vietabinhdinh.edu.vn
Chuyên mục: Lớp 12 , Vật Lý 12
Nhớ để nguồn bài viết này: Phân tích an toàn mạng điện 3 pha trung tính trực tiếp nối đất của website vietabinhdinh.edu.vn
Chuyên mục: Giáo dục