Báo cáo nghiên cứu khoa học: TÍNH CHỌN ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM ĐIỆN TRỞ CỦA TRANG BỊ NỐI ĐẤT

Trang bị nối đất (TBNÐ) của công trình điện được xem là đạt yêu cầu khi đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật, có giá thành hợp lý và đảm bảo khả năng làm việc không ngắn hơn thời gian hoạt động của công trình. Việc tính chọn điện cực nối đất (ĐCNĐ) ảnh hưởng quyết định đến thời gian làm việc và giá thành của TBNÐ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " TÍNH CHỌN ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM ĐIỆN TRỞ CỦA TRANG BỊ NỐI ĐẤT" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(29).2008 TÍNH CHỌN ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM ĐIỆN TRỞ CỦA TRANG BỊ NỐI ĐẤT CHOOSING GROUNDING ELECTRODES AND SOME METHODS OF REDUCING EARTHING RESISTANCE TRẦN VINH TỊNH Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng NGUYỄN LƯƠNG MÍNH Công ty Cổ phần Đầu tư Điện Lực 3 TÓM T ẮT Trang bị nối đất ( TBNÐ) của công trình điện được xem là đạt yêu cầu khi đáp ứng các chỉ tiêu k ỹ thuật, có giá thành hợp lý và đảm bảo khả năng làm việc không ngắn hơn thời gian hoạt động của công trình. Việc tính chọn điện cực nối đất (ĐCNĐ) ảnh hưởng quyết định đến thời gian làm việc và giá thành của TBNÐ. Bài báo này trình bày các vấn đề về tính chọn ĐCNĐ và một số giải pháp giảm điện trở tản của TBNÐ, sử dụng ở các công trình nhà máy điện (NMĐ), trạm biến áp (TBA). ABSTRACT Grounding electrodes affect not only dissipation resistance but also the cost and lifetime of the earthing system. Based upon the soil characteristics such as resistivity, pH value, moisture, etc… the grounding electrodes can be corroded rapidly or not. This paper presents how to choose grounding electrodes and some methods of reducing earthing resistance of power substations.1. Giới thiệu TBNĐ của các công trình điện chủ yếu được thực hiện theo kiểu cọc, tia kếthợp. Tùy thuộc vào loại vật liệu của điện cực, kích thước và cách bố trí chúng trong hệthống nối đất mà TBNÐ có được giá trị điện trở tản, phân bố điện thế tốt hay xấu. Thựctế, điện trở của bản thân điện cực là rất nhỏ so với điện trở tiếp xúc giữa điện cực vớivùng đất xung quanh, nên nó ảnh hưởng không lớn đến giá trị điện trở tản của cả hệthống. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của ÐCNÐ chủ yếu được thể hiện ở khả năng tảndòng điện ra đất, chịu đựng nhiệt độ do dòng điện ngắn mạch (DĐNM) sinh ra, ít bị ănmòn, thuận tiện cho thi công và giá thành thực hiện. Để đáp ứng các yêu c u trên , ầÐCNÐ phải được tính chọn một cách cẩn thận về vật liệu, kích thước và biện phápchống ăn mòn.2. Tính chọn và bố trí điện cực trong TBNĐ * Vật liệu làm ÐCNÐ: Việc chọn lựa vật liệu phải dựa theo các tiêu chí về nhiệtđộ nóng chảy, điện trở suất, mức độ bị ăn mòn, cường độ lực và chi phí. Thực tế, takhông thể chọn được loại vật liệu thỏa mãn tất cả các yêu cầu trên mà chỉ có thể đáp26 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(29).2008ứng được một số tiêu chí được xem là quan trọng nhất theo quan điểm của người sửdụng. Đồng luyện (đồng đỏ) và thép là hai loại vật liệu phổ biến để chế tạo ÐCNÐ. Sovới thép, đồng có những ưu điểm cố hữu về độ dẫn điện, bền với môi trường nhưng chiphí đầu tư cao và sinh ra các phản ứng điện - hóa làm ăn mòn các kế t cấu kim loại khácchôn gần nó. Ngược lại, thép có chi phí đầu tư thấp hơn, cường độ lực và khả năng hấpthụ nhiệt cao hơn nhưng lại dễ bị ăn mòn hóa học và độ dẫn điện thấp. Để dung hòa cáctiêu chí này ngư ta chỉ sử dụng điện cực bằng đồng ở những vùng có khả năng bị ăn ờimòn cao và ch yếu sử dụng điện cực thép có tăng cường bảo vệ chống ăn mòn (mạ ủkẽm hoặc mạ đồng) để giảm chi phí đầu tư (trung bình giảm được khoảng 40% chi phíso với đồng [4]). * Kích thước ÐCNÐ: Kích thước điện cực phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu(điện trở suất, hằng số nhiệt độ của điện trở suất), cường độ DÐNM chạm đất, thời gianduy trì sự cố, nhiệt độ môi trường... Kích thước ÐCNÐ được tính theo công thức [3]: t A = Iđ .K f (1) 1,974Với: + A(mm2) là tiết diện của điện cực + I đ (KA) là giá trị hiệu dụng của dòng điện tản vào đất , Iđ = Sf. Df . IN(1) (Sf là hệ số phân dòng, Df là hệ số tắt dần, IN(1) là DĐNM một pha) + t(s) là thời gian sự cố, để an toàn lấy t=1s + Kf là hệ số vật liệu, lấy theo bảng 1 Bảng 1. Hệ số K f ở nhiệt độ môi trường 40oC Vật liệu Điện dẫn Nh.độ nóng chảy T a (oC) Hệ số K f Đồng luyện 100 1.083 7,00 Dây đồng mạ thép 40 1.084 10,45 Thép đen 10,8 1.510 15,95 Cọc thép mạ kẽm 8,6 419 28,96 Cọc thép không rỉ 9,8 ...