BÁO cáo môn học THÍ NGHIỆM AN TOÀN điện KHẢO sát sơ đồ TN KHI có sự sự cố CHẠM vỏ TRONG mỗi THIẾT bị

31 BÀI 4: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ IT KHI CÓ SỰ CỐ CHẠM VỎ TRONG MỖI THIẾT BỊ BỎ QUA ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CỦA MANG ĐIỆN SO VỚI ĐẤT.... 32 c Khảo sát sơ đồ IT khi có sự cố chạm vỏ trong mỗi thiết bị

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Trang 2

GVHD: Thầy Nguyễn Bảo Anh

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

BÀI 1: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ TN KHI HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG 3

a) Khảo sát sơ đồ TN khi hoạt động bình thường: 4

b) Nhận xét: 8

BÀI 2: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ TN KHI CÓ SỰ SỰ CỐ CHẠM VỎ TRONG MỖI THIẾT BỊ 9

a) Trường hợp 1: Khi thiết bị 1 có sự cố chạm vỏ: 9

b) Trường hợp 2: Khi thiết bị 2 có sự cố chạm vỏ: 13

c) Trường hợp 3: Khi thiết bị 3 có sự cố chạm vỏ: 16

d) Trường hợp 4: Khi thiết bị 4 có sự cố chạm vỏ: 19

e) Trường hợp 5: Khi thiết bị 5 có sự cố chạm vỏ: 23

f) Nhận xét: 26

BÀI 3: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ TN KHI CÓ SỰ CỐ CHẠM TỪ TRUNG THẾ SANG HẠ THẾ 27

a) Điện áp tiếp xúc khi chạm tay vào vỏ của từng thiết bị: 27

b) Điện áp đặt lên cách điện của từng thiết bị: 30

c) Nhận xét: 31

BÀI 4: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ IT KHI CÓ SỰ CỐ CHẠM VỎ TRONG MỖI THIẾT BỊ (BỎ QUA ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CỦA MANG ĐIỆN SO VỚI ĐẤT 32

a) Mô phỏng mạch trên Matlab Simulink và cách giá trị tính toán 32

b) Tính toán các giá trị điện trở: 32

c) Khảo sát sơ đồ IT khi có sự cố chạm vỏ trong mỗi thiết bị (bỏ qua điện trở cách điện của mang điện so với đất .33

c.i) Khi thiết bị 1 chạm vỏ 35

Trang 3

BÀI 1: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ TN KHI HOẠT ĐỘNG BÌNH

Trang 4

Tính toán các giá trị điện trở:

- Từ nguồn tới thiết bị 1:

+ Dây pha ( 3 điện trở): R = 0.14*10*10 −3 = 0.0014 Ohm

+ Dây trung tính: R = 0.14*10*10 −3 = 0.0014 Ohm

o Từ thiết bị 2 đến nối đất lặp lại 2: R = 0.14*(50-40)*10 −3 = 0.0014 Ohm

o Từ nối đất lặp lại 2 tới thiết bị 3: R = 0.14*(60-50)*10 −3 = 0.0014 Ohm

o Từ thiết bị 4 đến nối đất lặp lại 3: R = 0.14*(80-60)*10 −3 = 0.0028 Ohm

o Từ nối đất lặp lại 3 tới thiết bị 5: R = 0.14*(90-80)*10 −3 = 0.0014 Ohm

a) Khảo sát sơ đồ TN khi hoạt động bình thường:

- Điện áp giữa vỏ thiết bị 1 so với đất (điện áp tiếp xúc khi chạm tay vào):

U = 0.07287 (V) => An toàn

4

Trang 5

U = 0.06432 (V) => An toàn

U = 1.17 (V) => An toàn

5

Trang 6

U = 0.1167 (V) => An toàn

U = 0.19 (V) => An toàn

Trang 7

- Dòng điện trên dây trung tính ở vị trí gần trung tính nguồn 3 pha: I = 20.09 (A) => Không an toàn

- Giá trị dòng điện phụ tải, góc pha và kết quả trong powergui:

7

Trang 8

b) Nhận xét:

chạm tay vào vỏ thiết bị đều an toàn.

thường thì khi chạm tay vào vỏ thiết bị sẽ có điện áp (thiết bị 3) Điều này giống với khi đã học lý thuyết Nguyên nhân là do sụt áp từ trung tính tải đến trung tính nguồn.

thiết bị và đất trong trường hợp bình thường gần như bằng 0)

vật dẫn tự nhiên của tòa nhà với dây PEN thì sẽ tạo nên dòng chạy trong công trình gây hiểm họa cháy và nhiễu điện từ.

Trang 9

BÀI 2: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ TN KHI CÓ SỰ SỰ CỐ

CHẠM VỎ TRONG MỖI THIẾT BỊ

a) Trường hợp 1 : Khi thiết bị 1 có sự cố chạm vỏ:

Mô phỏng mạch trên matlab Simulink:

9

Trang 10

Đối với thiết bị 1:

Đối với thiết bị 2

Điện áp tiếp xúc khi chạm tay vào vỏ thiết bị 1:

U = 87.42V => Không an toànDòng điện chạm vỏ thiết bị 1:

I=2207A

Điện áp tiếp xúc khi chạm tay vào

vỏ thiết bị 2:

U = 1.332V => An toànDòng chạm vỏ thiết bị 2:

I = 0.0002299A

Trang 11

I = 1.943 * 10-4 A

11

Trang 12

Điện áp tiếp xúc khi chạm tay vào vỏthiết bị 4:

U = 1.332 V => An toànDòng chạm vỏ thiết bị 4:

I = 2.294 * 10-4A

I = 2.294A

Trang 13

b) Trường hợp 2 : Khi thiết bị 2 có sự cố chạm vỏ:

I = 2.01 * 10-4A

13

Trang 14

Điện áp tiếp xúc khi chạm tayvào vỏ thiết bị 2:

U = 107.5V => Không an toànDòng chạm vỏ thiết bị 2:

I = 881.6A

I = 2.027 * 10-4 A

Trang 15

15

I = 2.311 * 10-4 A

U = 2.622 => An toànDòng chạm vỏ thiết bị 5:

I = 2.311* 10-4 A

Trang 16

c) Trường hợp 3 : Khi thiết bị 3 có sự cố chạm vỏ:

I = 1.946* 10-4 A

Trang 17

17

U = 4.571V => An toànDòng chạm vỏ thiết bị 2

I = 2.339 * 10-4 A

Trang 18

U = 82.84V => Không an toànDòng chạm vỏ thiết bị 3:

I =2071A

Trang 19

I = 2.362 * 10-4 A

d) Trường hợp 4 : Khi thiết bị 4 có sự cố chạm vỏ:

19

Trang 20

I = 2.014 * 10-4 A

Trang 21

21

I = 2.337 * 10-4 A

I = 2.062 * 10-4 A

Trang 22

22

U = 101.5V => Không an toàn Dòng chạm vỏ thiết bị 4

I =1492A

I = 2.03 * 10-4 A

Trang 23

e) Trường hợp 5 : Khi thiết bị 5 có sự cố chạm vỏ:

I = 2.015 * 10-4 A

23

Trang 24

I = 2.347 * 10-4 A

-4

Trang 25

I = 1.984 * 10-4 A

U = 98.32V => Không an toànDòng chạm vỏ thiết bị 5

I = 1765A

25

Trang 26

Mặt khác, ta có:

Các điện trở nối từ phụ tải lên mạng điện chính

3 điện trở của đoạn dây nối từ phụ tải lên mạng điện chính của thiết bị 1 là: Rtb1 = 39*10−3 = 0.039 (ohm)

3 điện trở của đoạn dây nối từ phụ tải lên mạng điện chính của thiết bị 2 là:

Khi xảy ra sự cố chạm vỏ đối với mỗi thiết bị:

 Điện áp tiếp xúc tăng theo thứ tự điện trở phụ tải của thiết bị

Dòng chạm vỏ lớn => gây cháy nổ lớn => Không dùng với các nhà máy có khả năng cháy nổ cao (xăng dầu, nhà máy giấy)

Tương hợp điện từ khi dòng lớn thì sẽ làm hư thiết bị điện tử => không dùng trong các nhà máy có nhiều thiết bị điện tử (nhà máy Samsung, intel…)

Trang 27

BÀI 3: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ TN KHI CÓ SỰ CỐ CHẠM

Sơ đồ mô phỏng Simulink:

a) Điện áp tiếp xúc khi chạm tay vào vỏ của từng thiết bị:

Trang 28

- Điện áp giữa vỏ thiết bị 1 so với đất: U = 1087 V => Nguy hiểm

Trang 29

29

Trang 30

b) Điện áp đặt lên cách điện của từng thiết bị:

Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4 Thiết bị 5

- Điện áp đặt lên cách điện của thiết bị 1: Uvo_1 = 218,2

Trang 31

- Điện áp đặt lên cách điện của thiết bị 5: Uvo_5 = 217,8

c) Nhận xét:

Khi có sự xâm nhập điện áp từ trung thế sang hạ thế (đặc trưng bởi nguồn dòng theo mô phỏng), điện áp tiếp xúc tại các thiết bị quá lớn, gây nguy hiểm cho người chạm vào Dòng điện sự cố khi kết hợp với dòng điện phụ tải, sẽ tạo thành các điện áp rơi, và các điện áp rơi này sẽ tạo ra điện áp tiếp xúc lớn dựa trên cường độ dòng điện của nguồn dòng sự cố Tuy nhiên, điện áp pha và điện áp vỏ thiết bị gần bằng nhau nên thiết bị phía hạ thế không nguy hiểm.

Các biện pháp bảo vệ: Sử dụng màn chắn kim loại để tạo ra dòng ngắn

mạch, theo màn chắn xuống đất; với sơ đồ TN, sử dụng nhiều R nđll với trị số nhỏ để giảm U tiếp xúc , tạo sự an toàn đối với người tiếp xúc.

31

Trang 32

BÀI 4: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ IT KHI CÓ SỰ CỐ CHẠM

VỎ TRONG MỖI THIẾT BỊ (BỎ QUA ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CỦA MANG ĐIỆN SO VỚI ĐẤT

a) Mô phỏng mạch trên Matlab Simulink và cách giá trị tính toán

Vẽ sơ đồ IT cho 5 thiết bị

Trang 33

Chú ý:

Do bỏ qua điện trở cách điện nên ta xét trung tính nguồn cách ly và tiếp đất tạichỗ qua tụ điện C Số thú tự các thiết bị tăng dần theo khoảng cách như hình trên

b) Tính toán các giá trị điện trở:

- Từ nguồn tới thiết bị 1:

33

Trang 34

+ Dây pha ( 3 điện trở): R = 0.14*10*10 −3 = 0.0014 Ohm

+ Dây trung tính: R = 0.14*10*10 −3 = 0.0014 Ohm

+ Tụ điện cách ly cho thiết bị 1: C = 13.5*10 −3 *(10/1000) = 1.35*10 −10

+ Dây pha ( 3 điện trở): R = 0.14*(60-40)*10 −3 = 0.0028 Ohm.

+ Tụ điện cách ly cho thiết bị 5: C = 13.5*10 −3 *(90/1000) = 1.215*10 −9

Trang 35

c.i) Khi thiết bị 1 chạm vỏ

35

Trang 36

Trang 38

Trang 39

39

Trang 40

Trang 41

c.iii) Khi thiết bị 3 chạm vỏ

41

Trang 42

Trang 44

c.iv) Khi thiết bị 4 chạm vỏ

Trang 45

45

Trang 46

Trang 47

c.v) Khi thiết bị 5 chạm vỏ

47

Trang 48

Trang 49

Qua mô phỏng sự cố xảy ra trên nhiều thiết bị với sơ đồ IT, ta thấy giá trị điện

áp giữa thiết bị và đất cũng như điện áp giữa các vỏ thiết bị đều rất nhỏ khi xảy

ra sự cố, không đủ để gây nguy hiểm đến tính mạng con người Kết luận chungcho sơ đồ IT:

- Sơ đồ IT không gây nguy hiểm cho người

- Không gây cháy nổ, nhiễu điện từ

- Đảm bảo tính liên tục cao

- Dùng trong bệnh viện, đài phát thanh, sân bay, kho quân sự

- Tốn tiền nhất

- Sơ đồ IT yêu cầu kỹ sư điện có trình độ cao (để đi vào sửa khi PIM báo)

49

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	2,79 MB