Microsoft Word ATD T12 2019 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA tpHCM KIỂM TRA CUỐI KÌ KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ MÔN AN TOÀN ĐIỆN Sinh viên được sử dụng tài liệu Thời gian 100 phút Ngày thi 26 12 2019 Câu hỏi và Đáp Án CÂU 1 (.
Trang 1ĐẠI HỌC BÁCH KHOA tpHCM KIỂM TRA CUỐI KÌ
Sinh viên được sử dụng tài liệu Thời gian: 100 phút Ngày thi: 26-12-2019
Câu hỏi và Đáp Án
CÂU 1 (5 điểm) Mạng điện như hình vẽ,áp nguồn xoay chiều ba pha có Upha=220V, f=50Hz
a Mạng được nối vỏ bảo vệ an tòan theo sơ đồ gì ? Các ưu khuyết điểm chính, thiết bị bảo vệ? (0,5đ)
b Thiết bị 1 chạm vỏ pha A Xác định phân bố dòng sự cố, vẽ sơ đồ thay thế, tính dòng điện chạm vỏ, dòng chạy trên dây trung tính, các dòng Iđất Xác định điện áp tiếp xúc khi người chạm tay vào vỏ thiết bị Utx1, Utx2 ,Utx3 Kết luận gì về an toàn ? Ucp= 50V (2đ)
c Trong trường hợp bình thường, dây N đứt giữa (3) và (4),cho Rtải 2=Rtải3=40; xác định lại
Utx2 ,Utx3 và kết luận về an toàn đất= 100 .m (1,5đ)
d Không xảy ra chạm vỏ, không đứt dây N , chạm từ trung thế sang trung tính hạ thế, Ichạm=
Iđất=150A Tính Utx1,2,3 Kết luận về an toàn và nêu giải pháp bảo vệ người.( bỏ qua điện trở dây dẫn trong tính toán ) (1đ)
CÂU 2 (2 điểm)
CÂU 3 (3 điểm)
A
B
C
Pha A Pha B Pha C Dây N
X X X
Dây PE 22kV Up=220(V)
0,05
0,1
(0) (1)
(2)
CB/CC CB/CC
CB/CC
0,1
0,1
0,05
0,1
(1') 0,05
(1'')
a Tính điện áp cảm ứng trên ống kim loại đặt
cách ly với đất như hình vẽ ; nguồn 500kV và
220kV loại 3 pha; cùng hệ thống điện (1đ)
Cống-đất = 200nF, R ống-đất = 50 K ;
b Nếu người chạm tay vào ống Rngười = 1k
có nguy hiểm không? Biện pháp an toàn (1đ)
25m 25m 25m 8m 8m
1m
500kV 50Hz
20m 20m 20m
5m 5m
220kV 50Hz 10m
a Toà nhà (30x60m, cao 40m và 10x20m, cao 15m) được bảo
vệ chống sét đánh trực tiếp theo nguyên tắc bảo vệ toàn
bộ, các kim thu sét có độ cao 3m Hãy chọn vị trí đặt, xác
định số kim thu sét cần bố trí để bảo vệ cho công trình (2đ)
b Giả sử toà nhà được bảo vệ chống sét cấp II bằng 1 đầu
ESE, hãy chọn vị trí đặt , độ cao h, loại đầu ESE để bảo vệ
cho công trình.(1đ)
0,2
0,2
12m
60m 40m
40m
10m
40m
60m
15m 20m 10m
Trang 2CÂU 1 (5 điểm )
Thiết bị bảo vệ khi chạm vỏ là CB/ CC hoặc RCD đối với phần sơ đồ TN-S
b) Sơ đồ thay thế khi chạm vỏ pha A thiết bị 1 (tổng 2đ)
220V
0,15Ω
0,1Ω
0,1Ω 0,1Ω
I chạm
2
3
N IN
Uđ11 Uđ22 Uđ32
Utx1 Utx2 Utx3 0
Uđ12 Uđ31 Uđ21
I chạm
Iđất
0,5*Ich - 0,2*Iđ - 0*Iđ2 = 220 (1)
-0,2*Ich +14,0*Iđ1 - 10*Iđ2 = 0 (2)
-0*Ich - 10*Iđ1 + 20,2*Iđ2 = 0 (3)
Ich= 443,839 A ; Iđ = 9,597 A ;
Utx1 = 443,839*0,1 +10*4,846 - ∗ ,
∗ - ∗ ,
∗ =52,012 V > Ucp = 50 V : không an toàn Utx2 =4,751*10 - ∗ ,
∗ - ∗ ,
∗ = 1,99 V < Ucp = 50 V : an toàn Utx3 = 4,751*10 - ∗ ,
∗ - ∗ ,
∗ = 31,566 V < Ucp = 50 V : an toàn ( 1đ)
c) 1,5đ
220V 0,1Ω
0,1Ω
I chạm
Iđất2 2
Uđ11
Uđ32
Utx1
Utx2 Utx3 0
Uđ12 Uđ31 Uđ21
I chạm
Iđất
0,05Ω 1
0,1Ω
0,05Ω 0,05Ω
40,2Ω 40,4Ω 5
0,1Ω
Uđ22 Iđất2
0,2
0,2
0,2
0,1
0,2
0,1
Trang 325m 25m 25m
1m
500kV 50Hz
220kV 50Hz
10m 12m
I=220/ (10,2//4 + 0,2+10.1+40,2//40,45) = 6,6A
Iđ2 = 6,6 A ; Iđ =6,6 (10,2/ (10,2+4)) = 4,74 A ; IN = -I đ1 = 1,859 A
Utx1 = -10*1,859 + ∗ ,
∗ - ∗ ,
∗ = -29,736V < Ucp = 50 V : an toàn Utx2 =6,6*10 + ∗ ,
∗ - ∗ ,
∗ = 16,438 V < Ucp = 50 V : an toàn Utx3 = 6,6*10 + ∗ ,
∗ - ∗ ,
∗ = 52,966 V > Ucp = 50 V : không an toàn d) 1đ
Iđ1 50A
Iđ2 20A
Iđ3 20A
5 N
Uđ11 Utx1
Uđ22
Utx2
Uđ32 Utx3
90A
I N =40A
Uđ12 Uđ21 Uđ31
I đ 4 = 150.5/9 = 83,333A
I 10//10 = 200/3A =66,667A
Utx1 = 200/6*10 - ∗
∗ ∗ - ∗
∗ ∗ = 50,391V> Ucp = 50 V : k0 an toàn Utx2 =200/6*10 - ∗
∗ ∗ - ∗
∗ = 15,024 V < Ucp = 50 V : an toàn Utx3 =200/6*10 - ∗
∗ ∗ - ∗
∗ ∗ = 222,178 V > Ucp = 50 V : không an toàn Biện pháp an toàn : tăng số điểm nối đất lặp lại
CÂU 2 (2 điểm )
d1a =√24 + 16 = √832
d2a =√24 + 8 = √640 ;
d3a =√24 = √576
d1b =√19 + 12 = √505 ;
d2b =√19 + 17 = √650
d3b =√19 + 22 = √845
∗ ) = 1474,91V
∗ ) = 760,52 V
U cảm ứng 500kV =1474,91 V ; U cảm ứng 220kV = 760,52 V ;
150A 66,667A 83,333
Trang 460m 40m
40m
10m
40m
60m
15m 20m 10m
U tổng trên ống =1474,91 + 760,52 = 2235,43 V
I người = 2 50.200.10-9.2235,43 = 140,4 mA >30mA : rất nguy hiểm , có nguy cơ tử vong do >>30 mA Biện pháp an toàn : Nối đất ống kim loại
CÂU 3.( 3 điểm )
a) Đặt KTS ở 4 góc và dọc các cạnh của nóc nhà cao 40m (1đ)
hx=40m , hKTS=3m nên h=43m , vậy p = ,
√ = 0,839 Điều kiện BVCS trọng điểm : h0> hx nên
a < ( h - hx ) 7p = (43 - 40 )7*0,839 = 17,619 m
Số KTS dọc cạnh 60m :
N1 ≥
, + 1 =4,4 chọn 5 KTS vậy a1 = = 15m < 17,619 m
Số KTS dọc cạnh 30m :
N1 ≥
, + 1 = 2,7 chọn 3 KTS vậy a2 = = 15m < 17,619 m
Kiểm tra điều kiện bảo vệ chống sét toàn bộ (0,5đ)
- Nếu đặt lứoi 3* 5KTS => D =√15 + 15 = 21,21m > 8(h-hx)p = 8*(43-40)*0,839 = 20,136m -> k0 thỏa
- Nếu đặt lưới 3* 6KTS => D =√15 + 10 = 18,0278m < 8(h-hx)p = 8*(43-40)*0,839 = 20,136m
=> Vậy D < 8(h-hx)p : Nhà được BVCS toàn bộ bằng 18 KTS
Kiểm tra bảo vệ tòa nhà 15m (0,5đ)
Rx=1,6 43 0,839 (43-15)/ (43+15) =15,28m >10m > không cần đặt thêm kim vẫn bảo vệ được tòa nhà thấp 15m
b) Bảo vệ bằng 1 đầu thu sét ESE loại SE6 - L= 15m
Chọn vị trí đặt tại tâm nóc nhà cao 40m , h = 4m , cấp bảo vệ II , D = 45m (0,5đ)
Độ cao mái 40m -> h=4m => Rp=36m > Rx=√15 + 30 =33,541m
Độ cao mái 15m -> h=4+25 => Rp=55m+ > Rx=√15 + 40 =42,72m (0,5đ)
Vậy đầu thu được lựa chọn hợp lý