Mô hình mạng điện mỏ hầm lò điện áp 1140V vùng Quảng Ninh về phương diện an toàn điện giật

Bài viết Mô hình mạng điện mỏ hầm lò điện áp 1140V vùng Quảng Ninh về phương diện an toàn điện giật trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình mạng điện mỏ hầm lò điện áp 1140V vùng Quảng Ninh về phương diện an toàn điện giật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình mạng điện mỏ hầm lò điện áp 1140V vùng Quảng Ninh về phương diện an toàn điện giậtT¹p chÝ KHKT Má - §Þa chÊt, sè 45, 01-2014, tr.49-53CƠ - ĐIỆN MỎ (trang 49-58)MÔ HÌNH MẠNG ĐIỆN MỎ HẦM LÒ ĐIỆN ÁP 1140VVÙNG QUẢNG NINH VỀ PHƯƠNG DIỆN AN TOÀN ĐIỆN GIẬTNGUYỄN VĂN QUÂN, Trường Đại học Công nghiệp Quảng NinhKIM NGỌC LINH, Trường Đại học Mỏ - Địa chấtTóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình mạng điện mỏ hầm lòđiện áp 1140V vùng Quảng Ninh về phương diện an toàn điện giật. Từ kết quả nghiên cứutổng quan về các mô hình tính dòng điện rò trong mạng điện mỏ hầm lò và kết quả nghiêncứu về quá trình quá độ khi ngắt động cơ không đồng bộ ba pha khỏi lưới điện cung cấp,nhóm tác giả đã đề xuất một mô hình tính dòng điện rò áp dụng cho mạng điện mỏ hầm lòđiện áp 1140V vùng Quảng Ninh. Điểm mới của mô hình là đã kể đến ảnh hưởng của điệnáp stato động cơ công suất lớn sau khi ngắt khỏi lưới điện cung cấp đến dòng điện rò.Trong [1], kể đến ảnh hưởng của trở kháng1. Tổng quan các mô hình mạng điện mỏbiến áp, trở kháng cáp và trở kháng tải đến dònghầm lò về phương diện an toàn điện giậtNghiên cứu về điều kiện an toàn điện giật điện rò đã sử dụng mô hình như hình 2. Trongmạng điện mỏ hầm lò điện áp 380V và 660V, đó Rba, Lba là điện trở và điện cảm của biến áp,nhiều tác giả trong và ngoài nước đã đề xuất Rc và Lc là điện trở và điện cảm của cáp, Rdc vànhiều mô hình mạch về phương diện an toàn Ldc là điện trở và điện cảm của động cơ.điện giật để tính dòng điện rò qua người. TrongCác mô hình trên chưa kể được đến ảnh[2,4,5] đã sử dụng sơ đồ như hình 1, với R và C hưởng do điện áp stato (sức điện động ngược)là điện trở cách điện và điện dung của mạng so của động cơ khi ngắt khỏi lưới điện đến dòngvới đất, Rro là điện trở của người. Mô hình này điện rò qua người nên chỉ thích hợp với cácchỉ xét đến ảnh hưởng thông số cách điện của mạng hạ áp mỏ (điện áp 380V và 660V). Trongmạng so với đất đến dòng điện rò.mạng điện 1140V thường sử dụng động cơ công380V (660V )suất lớn hàng trăm kW. Nhiều nghiên cứu đãCucảnh báo nguy cơ mất an toàn điện giật do điệnB0uáp trên các cuộn dây stato của động cơ khi ngắtAukhỏi lưới [5]. Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưaMCcó một tác giả nào đề cập đến một mô hình choRRRiCCCRphép giải bài toán này. Vì vậy, việc xây dựngmột mô hình có kể đến ảnh hưởng do sức điệnđộng ngược của động cơ đến dòng điện rò rấtHình 1. Mô hình đơn giản tính dòng điện ròđáng được quan tâm.qua ngườifCfBfAroroRbaLbaRcu fC RbaLbaRcu fB RbaLbaRcLc0u fARdcLdcRdcLdcALc380V (660V )CBLcRdcLdc0/MCRCRCRCiroRroHình 2. Mô hình kể đến ảnh hưởng của trở kháng biến áp, cáp và trở kháng tải532. Nghiên cứu xây dựng mô hình mạng1140V về phương diện an toàn điện giậtĐể xây dựng mô hình mạng điện mỏ hầm lòđiện áp 1140V về phương diện an toàn điện giậttrước tiên xét bài toán quá trình quá độ khi ngắtđộng cơ không đồng bộ ba pha khỏi lưới điệncung cấp [3].Xét sơ đồ hình 3, sau khi các tiếp điểm củamáy cắt được ngắt ra thì điện áp trên cuộn dâystato của động cơ us khác với điện áp của lướiuN. Nếu gọi ub là điện áp hồ quang xuất hiện khingắt máy cắt ta có us  u N  ub .RrU bAU sAKhi động cơ bị ngắt hoàn toàn khỏi lưới,dòng trong các cuộn dây stato bằng không. Ởthời điểm đầu tiên sau khi ngắt, từ thông rotokhông thay đổi, dòng điện roto sẽ dao động tắtdần. Vì mạch stato lúc đó hở mạch nên sự tắtdần của dòng điện roto chỉ phụ thuộc vào điệncảm tổng mạch roto Lr=Lm+Lr1 (với Lm là điệncảm hỗ cảm và Lr1 là điện cảm mạch roto ở thờiđiểm t1) và điện trở thuần của cuộn dây roto Rr.Sự tắt dần của dòng roto xẩy ra với hằng số thờigian tương ứng với chế độ không tải lý tưởngkhi cung cấp từ mạch roto (hằng số thời giankhông tải roto)LX(2)Tr 0  r  r .U NA1RrVới động cơ không đồng bộ, trong đơn vịtương đối các đại lượng điện kháng và điện trởmạchrototrongkhoảng**X r  2,5  4, Rr  0,01  0,05 . Đối với động cơ côngsuất lớn, do X r  Rr nên có thể tính được hằngsố thời gian bằng Tr0  Xr 1R rHình 3. Động cơ không đồng bộ khi ngắt nguồncung cấpGọi t1 là khoảng thời gian để mạch statođộng cơ được ngắt hoàn toàn khỏi lưới. Từphương trình cân bằng điện áp mạch rotod r,(1)ur  0  ir Rr dttrong đó Rr là điện trở và  r là từ thông, ir và urlà dòng điện và điện áp mạch roto.Tích phân hai vế phương trình (1) từ 0 đếnt1 nhận đượct10  Rr  ir dt   r1   r 0 ,0trong đó ký hiệu  r 0 và  r1 là từ thông mạchroto động cơ trước và sau khi ngắt mạch.Nếu bỏ qua điện trở nhỏ của mạch roto có0   r1  r 0 hay  r1   r 0 . Như vậy, sự thay đổidòng điện stato khi ngắt động cơ sẽ dẫn đến sựthay đổi dòng điện roto nhưng từ thông mạchroto là không thay đổi trong quá trình ngắt độngcơ khỏi lưới.534 1,3s 314.0, 01.Thực tế điện cảm Lm và Lr phụ thuộc nhiềuvào mức độ bão hòa của m ...