Giáo trình kỹ thuật cao áp - Chương 3 ppsx

Vùng đất quanh điện cực trở nên dẫn điện tốt, làm tăng khả năng tản dòng sét, tức làm điện trở tản xung giảm... 3.2 ĐIỆN TRỞ TẢN DÒNG XOAY CHIỀU R~ Khi dòng điện xoay chiều chạy qua điệ

Trang 1

Chương 3:

NỐI ĐẤT TRONG HỆ

THỐNG ĐIỆN

Trang 2

3.1 KHÁI NIỆM

thẳng xuống mặt đất ở độ sâu từ 0,5m đến 0,8m

Đất

Không khí

độ chôn sâu t 0

dây dẫn dòng

sự cố, dòng sét

Cọc nối đất bằng đồng hay thép mạ kẽm

Trang 3

trong đất ở độ sâu từ 0,5m đến 0,8m

Đất

Không khí

độ chôn sâu t 0

dây dẫn dòng

sự cố, dòng sét

Thanh nối đất bằng đồng hay thép mạ kẽm

Trang 4

ghép nối với nhau, chôn trong đất ở

độ sâu 0,5m đến 0,8m

các thanh nối đất hay dây cáp kết nối thành

lưới

Cọc nối đất đóng ven chu vi (học dọc theo đường chéo)

Trang 5

Các mối ghép kỹ thuật

Trang 6

 Nối đất làm việc: là nối đất điểm trung

tính của máy phát, máy biến áp công suất,

TI, TU…Đảm bảo sự làm việc của trang

thiết bị điện lúc bình thường và sự cố

 Nối đất an toàn: là nối đất vỏ trang thiết

bị điện hoặc kết cấu kim loại Đảm bảo an

toàn cho người vận hành khi có sự cố rò

Muốn điện áp tại N = 0

Rđ

KTS

Trang 7

Cấu tạo của nối đất: thông thường được thực hiện bằng một hệ thống những cọc bằng thép hoặc đồng ( có thể tròn hoặc dẹt) đóng vào đất, hoặc những thanh ngang chôn vào đất Hoặc cọc và thanh nối liền với nhau và chôn vào đất

Trạm phân phối: 3 hệ thống nối đất phải được nối riêng lẻ

Trạm truyền tải ( >=110 kV): 3 hệ thống nối đất được dùng chung

Điện trở nối đất Rđ là tỉ số giữa điện áp trên cực

Uđ và dòng điện qua nó Iđ Điện trở Rđ bao gồm

điện trở của bản thân điện cực và điện trở tản trong

Trang 9

 Khi tản dòng sét, quá trình truyền sóng trên cực nối đất tương tự như trên đường dây tải điện Do có điện cảm cản trở dòng điện đi sâu vào chiều dài điện cực nên điện thế phân bố không đều trên điện cực

T=L 0 .g 0 .l 2

T đs

Trang 10

Hình : Quá điện áp tại các vị trí trên các thanh nối 20 m và 100m

Trang 11

 Khi tản dòng sét, ngoài ảnh hưởng của điện cảm L làm giảm khả năng tản dòng sét của htnđ, còn có ảnh hưởng phi tuyến bởi hiện tượng phóng điện tia lửa trong đất khi dòng sét có biên độ lớn Vùng đất quanh điện cực trở nên dẫn điện tốt, làm tăng khả năng tản dòng sét, tức làm điện trở tản xung giảm

Trang 12

Hình: Bán kính của các phân đoạn trên thanh tại các thời điểm a) 0.2 μs và b) 0.5μs

Trang 13

Hình: Quá điện áp tại vị trí vào dòng sét và vị trí cuối trên thanh từ a) FEM và b) FDTD

Trang 14

 Đối với nối đất chống sét cần phân biệt điện trở tản xung Rx với điện trở tản ổn định R∞ R∞ cũng chính là điện trở tản dòng xoay chiều ( R~) hay dòng một chiều

x x

R R

Trang 15

l U

l I d

π

ρ =

Trang 16

3.2 ĐIỆN TRỞ TẢN DÒNG XOAY CHIỀU R~

 Khi dòng điện xoay chiều chạy qua điện cực tản vào đất, tạo

nên trong đất quanh nó một điện trường Mỗi điểm trong điện

trường đó kể cả trên mặt đất có một điện thế nhất định

Uđ

φr/Uđ

 Giảm điện áp trên điện cực U

Trang 17

 Đối với điện cực nối đất đơn giản: công thức xác định điện trở

tản ở tần số công nghiệp của một số dạng điện cực thường dùng

(Bảng 4.1, 4.2)

4ln2

tt c

l R

ρπ

tt t

l R

l dt

ρπ

tt t

kL R

L dt

ρπ

=

Thanh có hình dáng đặc biệt:

d dang tròn

b b

dang góc d=0,95b

dang dẹp d=0,5b

Trang 18

 Đối với điện trở nối đất của tổ hợp nhiều điện cực:

 Hiệu ứng màn che làm méo dạng vùng đẳng thế giữa hai điện cực, làm giảm khả năng tản của hệ thống nối đất

Để đặc trưng cho hiệu ứng màn che, người ta dùng hệ số η~ η~ là hệ số sử dụng khi tản dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp Đây là đại lượng toán học thể hiện bản chất vật lý là hiệu ứng màn che

 Bỏ qua hiệu ứng màn che R tđ = R 1 //R 2 //R 3

R

Trang 19

Hệ số sử dụng phụ thuộc vào vào loại điện cực, số lượng và cách

bố trí chúng Nó có thể tra cứu trong các bảng số hoặc các đường

cong cho trong các tài liệu hướng dẫn(SBT PL 4 đến PL 7)

Xét tổ hợp thanh và cọc

…

cọc n

Rc, Rt: điện trở của từng cọc riêng lẻ và thanh

ηc,ηt hệ số sử dụng của cọc và thanh trong tổ hợp

3 m ηc = 0.7 , ηt = 0.74VD

Trang 20

3.3 ĐIỆN TRỞ TẢN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT

3.3.1 Điện trở tản xung của dạng nối đất tập trung

 Kích thước thật của điện cực có thể thay thế bằng kích thước của khu vực phóng điện tia lửa

R x = α x R ~ (α x < 1 )

 α x = f(I s , ρ đ ): đặc trưng cho phóng điện trong đất và giản nở điện cực nối đất.

 Khi chiều dài của điện cực tăng lên thì α x tăng lên do ảnh hưởng của điện cảm.

Trang 21

Trình tự tính toán điện trở tản xung của một tổ hợp nối đất tập trungB1: Chọn km (nối đất chống sét) ρtt = km.ρđo

B2: Tính R~ của từng loại điện cực riêng lẻ (R ~ c, R ~t)

B3: Tính R xcủa từng loại điện cực rriêng lẻ (R xc, R xt)

- Tính dòng sét phân bố qua mỗi điện cực riêng lẻ

- Tính α x : có thể tra bảng hoặc tính bằng công thức

n : số cọc

η x : hệ số sử dụng xung của tổ hợp ( η < η )

Trang 22

BT 1: Chúng ta có một thanh sắt tròn dài

40 m đường kính 20 mm Hỏi dạng

nối đất nào sau đây, có điện trở tản

xoay chiều nhỏ nhất? Biết nối đất

được chôn sâu 0.8 m trong đất Đất

có điện trở suất đo vào mùa mưa là

nằm sâu trong đất 0.8 m có điện trở suất

đo lúc khô ráo là 120 Ωm Bỏ qua hiệu

ứng màn che Tính điện trở tản xoay

Trang 23

BT 3:

BT 4:

Cho một hệ tổ hợp phức như hình gồm 3

cọc, mỗi cọc dài 3 m, đường kính 25 mm,

đóng cọc dọc theo thanh dạng tròn đường

kính 15 mm dài 12 m Cả tổ hợp nằm sâu

trong đất 0.5 m có điện trở suất đo lúc khô

ráo là 150 Ωm Tính điện trở tản xoay chiều

và tản xung của tổ hợp

Xác định điện trở xoay chiều và xung kích của ba thanh nối đất làm bằng thép dẹt 4x40 mm2, mỗi thanh dài 15 m chôn sâu trong đất 0.8 m Điện trở suất đất đo vào mùa ẩm là 200

Ωm Giả sử dòng sét chạy qua hệ thống nối đất là 120 kA

Trang 24

3.3.2 Điện trở tản xung của nối đất kéo dài bằng thanh ngang

a Khi bỏ qua quá trình phóng điện trong đất (ρ lớn, is nhỏ)

Trang 25

 Điện áp tại vị trí bất kỳ theo thời gian t:

1 0

t T k

Trang 26

 Một cách gần đúng khi dòng sét đạt trị số cực đại (t = Tđs) thì tổng trở xung dầu vào có trị số lớn nhất

T T d

k d

Trang 27

b Khi xét đến quá trình phóng điện trong đất

 Phóng điện dọc theo chiều dài thanh làm cho khu

vực phóng điện thu hẹp dần, dẫn đến điện dẫn tản xung

không còn là hằng số Hệ phương trình truyền sóng trở

nên không tuyến tính và được giải bằng phương pháp

gần đúng hoặc phương pháp số

 Ứng với một trị số ρ và Is nhất định có một trị số

giới hạn của chiều dài điện cực mà vượt quá giới hạn

đó, tổng trở xung không giảm khi tăng chiều dài điện

cực nữa

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	2,77 MB