›
›

Giáo trình An toàn điện - Chương 6: Bảo vệ chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp

Download
Giáo trình An Toàn Điện  
Trang  
60  
CHƯƠNG 6  
BẢO VỆ CHỐNG SỰ XÂM NHẬP ĐIỆN ÁP CAO  
SANG ĐIỆN ÁP THẤP  
6.1. Sự nguy hiểm khi có sự xâm nhập từ điện áp cao sang điện áp thấp  
Khi cách điện của máy biến áp bị hư hỏng thì không những có thể xảy ra hiện  
tượng chạm vỏ mà còn có thể có sự xâm nhập từ điện áp phía cao (sơ cấp) sang phía  
thấp (thứ cấp). Lúc này phía thứ cấp có điện áp cao rất nguy hiểm không những cho  
người mà còn cho các thiết bị. Ta lần lượt xét các trường hợp sau:  
6.1.1. Mạng điện phía sơ cấp và thứ cấp đều có trung tính cách điện:  
a
b
Uasc Ua  
U
c
o Uc  
Ub  
C
C
Y
c
C
b
c
a
Ubsc  
Ucsc  
TB2  
a.  
R
đ
Hình 6.1: Xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp  
a. Sơ đồ nguyên lý b. đồ thị vec tơ  
b.  
Giả sử máy biến áp có cấp biến đổi điện áp là 6000/380V và phía sơ và thứ  
cấp đều trung tính cách điện đối với đất. Cũng giả thiết rằng điện trở cách điện và  
điện dung của các pha trong mạng điện là như nhau thì:  
6000 =  
3460V  
UA  
=
UB  
=
UC  
=
3
Khi có sự xâm nhập điện áp cao từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp thì trung tính  
phía điện áp 380 sẽ nối điện với phía điện áp cao do đó nó cũng có điện áp bằng  
3460V. Nếu tổ nối dây của máy biến áp là Y/Y0 thi trung tính hạ áp sẽ có điện áp  
trùng với điện áp pha A của phía cao áp  
Do vậy từ đồ thị vectơ ta có:  
Điện áp pha a phía sơ cấp so với đất:  
Uasc = 3460 + 220 = 3680 V  
Điện áp pha b,c so với đất:  
3460 + = 3460 + a.220 = 3350V  
a2.220  
Ubsc = Ucsc =  
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng  
Giáo trình An Toàn Điện  
Trang  
61  
Như vậy khi có sự xâm nhập điện áp từ phía cao sang phía thấp thì điện áp các  
pha ở phía thứ cấp sẽ tăng lên rất cao. Vì cách điện của thiết bị điện và lưới điện phía  
hạ áp không được tính toán với giá trị điện áp cao (khi có sự xâm nhập điện áp) nên  
sự xâm nhập điện áp này rất nguy hiểm vì nó sẽ phá hỏng cách điện của các thiết bị  
điện hạ áp, kết quả là sẽ xuất hiện dòng chạm đất từ mạng hạ áp qua điện trở nốI đất  
của các thiết bị hạ áp (thường có trị số không quá 4Ω ) về nguồn cao áp, đây chính là  
dòng chạm đất trong mạng có trung tính cách điện có trị số không lớn (5÷30A). Lúc  
này điện áp trên vỏ thiết bị hạ áp sẽ là U=Iđ.Rđ vẫn có thể gây nguy hiểm cho người.  
(ví dụ nếu Iđ= 20A, Rđ=10 thì U=20.10=200V- nguy hiểm).  
Tóm lạI khi có sự xâm nhập điện áp cao từ mạng sơ cấp (có trung tính cách  
điện) sang mạng thứ cấp (hạ áp- cũng có trung tính cách điện) thì sẽ nguy hiểm  
không những cho người mà cả cho các thiết bị điện hạ áp.  
6.1.2. Mạng điện sơ cấp có trung tính cách điện còn phia hạ áp có trung tính  
trực tiếp nối đất:  
Lúc này nếu có sự xâm  
a
Uasc Ua  
nhập điện áp cao sang điện áp  
b
c
0
thấp thì sẽ có sự chạm đất  
Uc  
Ub  
một pha của mạng cao áp và  
dòng điện này (dòng điện  
dung) có thể xác định theo  
công thức:  
Uo  
TBD  
Ucsc  
Ubsc  
R0  
U.(35.lc  
350  
+ ld )  
Hình 6.2  
Id  
=
(A)  
Trong đó:  
U: điện áp dây của mạng cao áp.  
lc, ld: chiều dài của các mạng điện cáp và mạng đường dây trên không  
có sự liên hệ về điện với nhau (km).  
Từ đồ thị vectơ ta có điện áp các dây pha so với đất sẽ bằng:  
Pha a:  
Uasc = Id.Ro + 220 = U0 + 220  
R0: điện trở nối đất của trung tính nguồn.  
Giả sử R0 = 4Ω và Id = 30A:  
Pha a:  
Uasc = 4.30 + 220 =340V  
120 a.220 = 120 + = 190V  
a2.220  
+
Pha b,c:  
Ubsc = Ucsc =  
Trong trường hợp này điện áp lớn nhất trên dây trung tính (cũng chính là điện  
áp trên vỏ các thiết bị điện hạ áp) cũng có thể có giá trị tương đối cao và bằng :  
Uo = Id.Ro  
Với trị số dòng chạm đất trong mạng này (cao áp có trung tính cách điện) thường  
không lớn (khoảng 5-30A) thì nếu Ro lớn thì Uo có thể sẽ nguy hiểm cho người. Trị  
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng  
Giáo trình An Toàn Điện  
Trang  
62  
số điện áp này phụ thuộc vào điện trở nối đất của trung tính R0, nếu R0 lớn thì điện áp  
sẽ lớn và ngược lại. Tuy nhiên với các thiết bị hạ áp, khi có xâm nhập điện áp cao  
sang thấp thì điện áp của các pha so với vỏ thiết bị (đã được nối với dây trung tính)  
vẫn không thay đổi và bằng điện áp pha nên không nguy hiểm cho thiết bị hạ áp.  
6.2. Các biện pháp bảo vệ chống xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp:  
6.2.1. Mạng điện có trung tính cách điện phía sơ cấp (cao áp) và có trung tính  
trực tiếp nối đất phía hạ áp:  
Các biện pháp bảo vệ chính là:  
- Chế tạo, sử dụng các MBA có chất lượng tốt, lúc cần thiết có thể phải sử  
dụng loại MBA có thêm màn che giữa cuộn sơ và thứ cấp.  
- Chọn giá trị nối đất cuộn hạ áp của MBA R0 thích hợp.Qua phân tích trên ta  
thấy trong trường hợp này khi có sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp ta có thể  
giảm điện áp của các pha phía hạ áp so với đất bằng cách chọn giá trị điện trở nối đất  
trung tính R0 một cách thích hợp.  
Quy phạm quy trình chọn R0 ≤ 4 Ω (vớI mạng 380/220 V) là thoã mãn  
- Thực hiện nối đất lặp lại dây trung tính nhiều lần.  
R0 .Rl  
U
=
Id .Rtd  
=
Id .  
< Id .R0  
Vì lúc này :  
R0  
+ Rl  
Trong đó:  
- Rtđ: điện trở tương đương của các điện trở nối đất lặp lại .  
6.2.2. Mạng điện có trung tính cách điện phía sơ cấp (cao áp) và có trung  
tính cách điện phía hạ áp:  
Trong trường hợp này, ngoài các biện pháp bảo vệ như ở mạng có trung tính  
cách điện ở phía cao áp (mục 5.2.1 ở trên), thì cần phải tính toán, chỉnh định bảo vệ  
rơ le để có thể cắt nhanh lưới cao áp (phía sơ cấp MBA) khi có xâm nhập điện áp cao  
sang thấp.  
6.2.3. Bảo vệ chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp khi điện áp  
cuộn sơ cấp bé hơn 1000V.  
220/24V  
220/24V  
a.  
b.  
Hình 6.3. Cách nối máy biến áp có điện áp phía sơ cấp nhỏ hơn 1000V  
a. Mạng điện có trung tính cách điện  
Trong  
b. Mạng điện có trung tính nối đất  
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng  
Giáo trình An Toàn Điện  
Trang  
63  
các trường hợp khi điện áp cuộn sơ cấp bé hơn 1000V, để chống sự xâm nhập điện áp  
từ phía cuộn sơ cấp sang phía thứ cấp người ta phải nối đầu dây của cuộn thứ cấp với  
đất (trong mạng có trung tính cách điện) hoặc với dây trung tính (trong mạng có trung  
tính nối đất).  
Ngoài các biện pháp nối đất và nối dây trung tính như đã xét còn có thêm biện  
pháp nối đất phụ hoặc nối đất trung tính phụ tức là đặt thêm một cuộn chắn giữa cuộn  
sơ và cuộn thứ cấp của máy biến áp và cuộn phụ này lại được nối đất hoặc nối dây  
trung tính (phụ thuộc vào chế độ trung tính của mạng).  
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng  
pdf 4 trang myanh 22040 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình An toàn điện - Chương 6: Bảo vệ chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_an_toan_dien_chuong_6_bao_ve_chong_su_xam_nhap_di.pdf