Chương 7 Tính toán nối đất trong hệ thống cung cấp điện | Đại học Thái Nguyên

Chương 7. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 7.1. Tổng quan
- Hệ thống cung cấp điện phân bố trên diện rộng và thường xuyên có người làm việc với TB điện
- Cách điện bị chọc thủng, người vận hành ko theo qui tắc an toàn, sét đánh trực tiếp
hoặc gián tiếp dẫn đến nguy hiểm cho người vận hành.
- Bắt buộc hệ thống cung cấp điện phải có biện pháp an toàn chống điện giật và chống sét.
- Một trong những biện pháp có hiệu quả và đơn giản là thực hiện nối đất thiết bị và
đặt thiết bị chống sét. 7.1. Tổng quan Trang bị nối đất Điện cực Dây dẫn nối đất Điện cực thẳng đứng Điện cực nằm ngang Dùng nối các bộ phận được nối đất với các điện cực Đóng sâu vào trong Chôn ngầm ở độ đât sâu nhất định 7.1. Tổng quan
Phân bố điện thế khi dòng điện chạy
Bố trí điện cực nối đất thẳng đứng
trong đất qua thanh nối đất thẳng thành hang theo hình vòng đứng
7.2. Tính toán trang bị nối đất
*. Nối đất tự nhiên:
Sử dụng ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ ống dẫn
nhiên liệu lỏng và khí dễ cháy), các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối
đất, vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất để làm trang bị nối đất.
*. Nối đất nhân tạo:
Dùng cọc thép, thanh thép dẹt hay thép góc dài 2 – 3 m đóng xuống đất cách mặt đất 0,5 – 0,7 m
Dây nối đất không nhỏ thua 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thường dùng thép tiết diện
120 mm2, nhôm 35mm2 hoặc đồng 25 mm2.
7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Điện trở của trang thiết bị nối đất tại mọi thời điểm: 125
Khi dùng chung cho mạng có điện áp trên và dưới 1000V: 𝑅𝑑 ≤ 𝐼đ 250
Khi dùng riêng cho các thiết bị có điện áp trên 1000V: 𝑅𝑑 ≤ 𝐼đ
Trong đó: 125 và 250 là điện áp lớn nhất cho phép của trang bị nối đất; Iđ - dòng
điện tính toán chạm đất 1 pha.
Trong cả hai trường hợp điện trở nối đất không vượt quá 10 Ω.
Mạng điện có điện áp dưới 1000 V điện trở nối đất không quá 4 Ω.
Nối đất lặp lại dây trung tính mạng 380/220 V điện trở không qua 10 Ω.
7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Điện trở suất của đất:
Đất sét, đất sét lẫn sỏi 1.104 Ωcm
Đất vườn, đất ruộng 0,4. 104 Ωcm Đất bùn 0,2. 104 Ωcm Cát (7÷10). 104 Ωcm Đất lẫn cát (3÷5). 104 Ωcm
Khi tính toán dung điện trở suất tính toán là trị số lớn nhất trong năm:
𝜌𝑡𝑡 = 𝑘. 𝜌đấ𝑡
Với k là hệ số tăng cao
7.2. Tính toán trang bị nối đất
Bảng hệ số hiệu chỉnh K Loại đất
Loại cọc nối đất Đất Đất ướt rất ướt Đất khô trung bình
Các thanh dẹt nằm ngang độ sâu 0,3-0,5m 6,5 5,0 4,5
Thanh dẹt nằm ngang chôn sâu 0,5-0,8m 3,0 2,0 1,6
Cọc đóng thẳng đứng đóng cách mặt đất 2,0 1,5 1,4 ≥0,8m
7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Tính toán nối đất nhân tạo: Nối đất nhân tạo được thực hiện khi nối
đất tự nhiên ko thỏa mãn điện trở tiếp đất cho phép lớn nhất R của max trang bị nối đất.
𝑅 𝑚𝑎𝑥. 𝑅𝑡ự 𝑛ℎ𝑖ê𝑛
𝑅𝑛ℎâ𝑛 𝑡ạ𝑜 = 𝑅𝑡ự 𝑛ℎ𝑖ê𝑛 − 𝑅 𝑚𝑎𝑥
Điện trở nối đất nhân tạo gồm hệ thống cọc đứng và thanh ngang: 𝑅đ. 𝑅𝑛𝑔
𝑅𝑛ℎâ𝑛 𝑡ạ𝑜 = 𝑅đ + 𝑅𝑛𝑔
Trong đó: Rđ – điện trở khuyếch tán của hệ thống cọc đứng;
R – điện trở khuyếch tán của hệ thống cọc ngang. ng
7.2. Tính toán trang bị nối đất Điện trở khuyếch tán của các loại cọc Đối với thép góc, đường kính đẳng trị tính theo: d = 0,95.b Với b – Bề rộng của các cạnh thép góc.
7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Đối với mạng tiếp địa khi kể đến ảnh hưởng của màn che giữa các điện cực: 𝑅 𝑅 1đ đ = 𝑛. 𝜂đ
Rđ – điện trở của 1 cọc; ηđ – hệ số sử dụng của các điện cực thẳng đứng
Điện trở khuyếch tán của thanh nằm ngang nối giữa các cọc thẳng đứng: 𝑅′𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔 𝑅𝑛𝑔 = 𝜂𝑛𝑔
𝑅′𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔- điện trở khuyếch tán của thanh nối chưa xét tới ảnh hưởng màn che
𝜂𝑛𝑔 - hệ số sử dụng của thanh nối nằm ngang
7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Trình tự tính toán tiếp đất:
- Xác định điện trở nối đất cho phép cần thiết [R]theo tiêu chuẩn.
- Xác định điện trở nối đất tự nhiên Rtự nhiên - Nếu Rtự
< [R] không cần thêm nối đất nhân tạo; Nếu R > [R] nhiên tự nhiên
cần thêm nối đất nhân tạo.
- Qui định diện tích bố trí các điện cực, chọn số lượng và kích thước các
điện cực đóng thẳng đứng và các điện cự ngang.
- Đối với thiết bị điện áp cao hơn 1000V có dòng điện chạm đất lớn
phải kiểm tra độ bền nhiệt của dây dẫn: 𝑡𝑞đ
C – hằng số: thép là 74, đồng trần: 𝑆 = 𝐼∞.
195; cáp ruột đồng U<10 kV là 182,
𝐼∞- Dòng ngắn mạch xác lập 𝐶
dây nhôm trần và cáp ruột nhôm
tqđ – thời gian qui đổi U<10kV là 112
7.2. Tính toán trang bị nối đất
Tỉ số a/l (khoảng cách giữa các cọc, l – chiều dài cọc)
Số cọc chôn thẳng đứng 1 2 3 ηđ ηng ηđ ηng ηđ ηng
Khi đặt các cọc theo chu vi mạch vòng 4 0,69 0,45 0,78 0,55 0,85 0,70 6 0,62 0,40 0,73 0,48 0,80 0,64 8 0,58 0,36 0,71 0,43 0,78 0,60 10 0,55 0,34 0,69 0,40 0,76 0,56 20 0,47 0,27 0,64 0,32 0,71 0,47 30 0,43 0,24 0,60 0,30 0,68 0,41 50 0,40 0,21 0,56 0,28 0,66 0,37 70 0,38 0,20 0,54 0,26 0,64 0,35 100 0,35 0,19 0,52 0,24 0,62 0,33
7.2. Tính toán trang bị nối đất
Tỉ số a/l (khoảng cách giữa các cọc, l – chiều dài cọc)
Số cọc chôn thẳng đứng 1 2 3 ηđ ηng ηđ ηng ηđ ηng
Khi đặt các cọc thành dãy 3 0,78 0,80 0,86 0,92 0,91 0,95 4 0,74 0,77 0,83 0,87 0,88 0,92 5 0,70 0,74 0,81 0,86 0,87 0,90 6 0,63 0,72 0,77 0,83 0,83 0,88 10 0,59 0,62 0,75 0,75 0,81 0,82 15 0,54 0,50 0,70 0,64 0,78 0,74 20 0,49 0,42 0,68 0,56 0,77 0,68 30 0,43 0,31 0,65 0,46 0,75 0,58
Document Outline

• Slide 1: Chương 7. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
• Slide 2: 7.1. Tổng quan
• Slide 3: 7.1. Tổng quan
• Slide 4: 7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Slide 5: 7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Slide 6: 7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Slide 7: 7.2. Tính toán trang bị nối đất
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Slide 12
• Slide 13
• Slide 14