Máy biến áp nối đất kiểu khô: Thiết bị điểm trung tính và lựa chọn phương thức nối đất

Những thiết bị nào có thể được kết nối với điểm trung tính?

Khi nào thì cuộn dập hồ quang phù hợp?

• Hệ thống trung áp như 3 kV, 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV và 66 kV.
• Hệ thống có dòng điện dung chạm đất một pha vượt quá giới hạn cho phép đối với trung tính cách ly, nhưng yêu cầu tiếp tục vận hành ngắn hạn trong khi chạm đất.
• Lưới điện có yêu cầu cao về tính liên tục cung cấp điện, chẳng hạn như lưới phân phối nông thôn, mỏ, mỏ dầu, nhà máy hóa chất, nhà máy luyện kim, bệnh viện và các cơ sở công nghiệp quy trình liên tục.
• Lưới điện đường dây trên không hoặc lưới điện hỗn hợp trên không/cáp có chạm đất quá độ thường xuyên.
• Vận hành ở chế độ bù quá mức để tránh cộng hưởng nối tiếp do bù gần như hoàn toàn.

• Khi dòng điện dung chạm đất vượt quá giới hạn cho phép đối với hệ thống trung tính cách ly và yêu cầu vận hành ngắn hạn khi có sự cố, có thể xem xét sử dụng cuộn dập hồ quang. Giới hạn chính xác cần được xác định theo các tiêu chuẩn quốc gia hiện hành, yêu cầu của công ty điện lực địa phương và thông số kỹ thuật thiết bị.
• Khi dòng điện dung cao, đặc biệt trong lưới toàn cáp, có thể ưu tiên phương án nối đất điện trở thấp hoặc phương án nối đất kết hợp.
• Khi dòng điện dung gần với ranh giới lựa chọn, có thể áp dụng phương án kết hợp: cuộn dập hồ quang vận hành trong điều kiện bình thường và một điện trở song song được đóng vào sau một khoảng thời gian trễ để xử lý sự cố chạm đất vĩnh cửu.

Khi nào thì điện trở nối đất phù hợp?

Nối đất điện trở thấp

• Dòng điện chạm đất tương đối cao, thường được giới hạn ở vài trăm ampe.
• Bảo vệ thứ tự không có thể phát hiện sự cố một cách đáng tin cậy.
• Các lộ ra bị sự cố có thể được ngắt nhanh chóng.
• Quá áp quá độ được hạn chế hiệu quả.
• Tính liên tục cung cấp điện thấp hơn so với hệ thống nối đất cộng hưởng do mạch bị sự cố bị cắt.

• Phù hợp với lưới toàn cáp và hệ thống phân phối ngầm đô thị.
• Được ưu tiên khi yêu cầu bảo vệ nhanh, xác định vị trí sự cố chính xác và cắt chọn lọc.
• Máy biến áp nối đất, điện trở nối đất và thiết bị đóng cắt phải được xác minh về khả năng chịu nhiệt ngắn hạn dựa trên dòng điện chạm đất dự kiến và thời gian cắt sự cố.

R = V_ln / I_f

Nối đất điện trở cao

• Dòng điện chạm đất thường được giới hạn ở vài ampe đến vài chục ampe.
• Hệ thống có thể tiếp tục vận hành tạm thời, nhưng sự cố cần được xác định vị trí và xử lý kịp thời.
• Thường được áp dụng tại đầu cực máy phát, hệ thống điện phụ trợ và hệ thống phân phối nhỏ.

Cuộn dập hồ quang so với Nối đất điện trở thấp

máy biến áp nối đất kiểu khô

Bảo vệ điểm trung tính và Yêu cầu vận hành

• Cần lắp đặt một dao cách ly để cung cấp điểm cách ly nhìn thấy được.
• Cần trang bị một máy biến dòng điện để đo lường dòng điện thứ tự không, bảo vệ và chọn lộ sự cố chạm đất.
• Chống sét van hoặc khe hở phóng điện cần được xem xét để hạn chế quá điện áp điểm trung tính.
• Máy biến áp nối đất phải được trang bị bảo vệ quá dòng thứ tự không, phối hợp với sơ đồ nối đất hệ thống.
• Thông thường, chỉ một điểm trung tính của máy biến áp nối đất được nối trên cùng một đoạn thanh cái, có áp dụng khóa liên động vị trí.
• Hệ thống nối đất cộng hưởng phải được trang bị chọn lộ sự cố chạm đất một pha.
• Hệ thống nối đất điện trở thấp phải đảm bảo vận hành bảo vệ thứ tự không tin cậy và xác minh khả năng chịu nhiệt của điện trở nối đất.
• Mức cách điện cần được kiểm tra thông qua phối hợp cách điện theo IEC 60071-1 và IEC 60071-2.

Khuyến nghị lựa chọn

1. Khi phía hạ áp của máy biến áp chính đấu tam giác và không có điểm trung tính có thể tiếp cận, cần cung cấp máy biến áp nối đất.
2. Khi dòng điện sự cố chạm đất điện dung tương đối thấp và có thể chấp nhận vận hành liên tục ngắn hạn, cuộn dập hồ quang thường được ưu tiên lựa chọn.
3. Khi mạng lưới có nhiều mạch cáp, dòng điện dung cao và yêu cầu cắt sự cố nhanh, nối đất điện trở thấp thường phù hợp hơn.
4. Khi dòng điện dung gần với ranh giới lựa chọn, có thể áp dụng sơ đồ kết hợp: cuộn dập hồ quang vận hành trong điều kiện bình thường và điện trở song song được đóng vào cho sự cố chạm đất vĩnh cửu.
5. Công suất máy biến áp nối đất phải phù hợp với thiết bị điểm trung tính. Đối với nối đất cuộn dập hồ quang, máy biến áp phải đáp ứng công suất cuộn dây, chế độ làm việc ngắn hạn và yêu cầu nhiệt. Đối với nối đất điện trở, cần xác minh theo dòng điện sự cố chạm đất ngắn hạn và thời gian sự cố. Nếu máy biến áp nối đất cũng cung cấp nguồn phụ trợ, công suất phụ tải thứ cấp phải được tính toán riêng.
6. Các định mức ngắn hạn điển hình bao gồm 10 s, 30 s và 60 s, nhưng giá trị cuối cùng cần được xác định theo thời gian cắt bảo vệ, điều kiện vận hành hệ thống và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.
7. Mạch điểm trung tính cần được thiết kế thành một bố trí hoàn chỉnh, bao gồm dao cách ly, máy biến dòng điện, chống sét van hoặc khe hở phóng điện và các thiết bị bảo vệ cần thiết.