Bảo vệ hồ quang điện các tủ bảng Trung và Hạ áp

20/08/2018
22

Bài viết này giới thiệu một phương pháp mới, đáng tin cậy, sử dụng công nghệ giám sát phát hiện ánh sáng hồ quang điện sử dụng bảo vệ quá dòng điện để giảm nguy hiểm của hồ quang điện trong tủ bảng và thiết bị đóng cắt trung và hạ áp, bằng cách đó, loại trừ các tác động nhầm từ chiếu sáng và chuẩn bị việc bảo vệ và tác động nhanh nhất có thể. Bên cạnh đó, tài liệu cũng giới thiệu những lợi thế của bảo vệ quá dòng cắt nhanh phối hợp với đo hồ quang điện để tạo ra một sơ đồ tác động nhạy, nhanh và chắc chắn

Ngày nay, một trong những việc phải lo của các công ty là vấn đề an toàn cho công nhân viên, đặc biệt là những người vận hành trạm biến áp và nhân viên sửa chữa điện. Các nhiệm vụ hàng ngày yêu cầu trong trạm biến áp, như quá trình đóng cắt của máy cắt và aptomat có thể tạo ra hồ quang điện. Việc này có thể gây ra các tác động không thể phục hồi cho sức khỏe người vận hành, bao gồm các vết bỏng nghiêm trọng; hít phải các khí nóng, độc hại; tiếng ồn cao, mức độ ô nhiễm tiếng ồn cao, các bộ phận và các vật liệu bị nóng chảy và bắn ra, và các sóng áp lực có thể đẩy tới người vận hành thông qua không khí đến vài mét, xô người vận hành vào thiết bị ở trong trạm biến áp.

Các nghiên cứu tiến hành ở Mỹ chỉ ra rằng 50% số người trong các cơ sở chăm sóc bị chấn thương đốt sống và 1/5 hoặc 2/5 trong số đó không thể sống sót qua những chấn thương này.

Hồ quang điện là một trạng thái nguy hiểm gắn liền với việc giải phóng năng lượng gây nên bởi một hồ quang điện xảy ra ở tốc độ cao (khoảng 100 m/s) và đạt tới nhiệt độ cao. Nó có thể phá hủy hoàn toàn các tủ bảng kim loại và thiết bị, gây ra các chấn thương vật lý nghiêm trọng, đôi khi gây tử vong cho người ở trong khu vực chịu ảnh hưởng. Những định nghĩa quan trọng của hồ quang điện và các vấn đề phóng điện có thể được tìm thấy trong IEEE 1584-2002 Hướng dẫn của IEEE cho việc thực hiện các tính toán mối nguy hiểm của hồ quang điện. Các định nghĩa tương tự cũng được tìm thấy ở NFPA 70E: tiêu chuẩn cho an toàn điện ở nơi làm việc.

Bởi vì hồ quang điện giải phóng một lượng lớn năng lượng và nhiệt trong một khoảng thời gian ngắn, các sự cố hồ quang điện trở thành trọng tâm nghiên cứu để nâng cao độ an toàn cho người vận hành và bảo trì, hạn chế mức hư hỏng cho các tủ bảng và thiết bị đóng cắt.

IEEE 1584-2002 cung cấp thông tin tại sao phải tính toán năng lượng hồ quang điện và thiết lập khoảng cách an toàn cho công nhân viên khi làm việc xung quanh các thiết bị đang mang điện. Năng lượng tạo ra bởi một sự cố hồ quang điện tỉ lệ với điện áp, dòng điện và thời gian diễn ra (V×I×t). IEEE 1584-2002 kết luận rằng thời gian hồ quang điện có ảnh hưởng tuyến tính với năng lượng vốn có. Vì thế, việc giảm thời gian giải trừ sự cố tỉ lệ với việc giảm hồ quang điện [4] [5].

Có vài phương pháp để bảo vệ con người, bao gồm sử dụng quần áo chuyên dụng, thiết bị đóng cắt chống phát sinh hồ quang và các điều khiển từ xa thông qua tủ bảng HMI (giao diện người – máy). Mặc dù vậy, một xu hướng gần đây hướng tới việc sử dụng các rơle bảo vệ để phát hiện sự hình thành hồ quang điện và giảm thời gian giải trừ sự cố. bởi vì 3 phương pháp được nêu trên không ngăn chặn được sự phá hủy gây ra bởi hồ quang điện mà chỉ giảm thiểu ảnh hưởng của vụ nổ.

Danh sách dưới đây nêu bật các phương pháp thông thường giảm thiểu hiểm họa từ hồ quang điện:

  • Ngăn ngừa khu vực nguy hiểm.
  • Lắp đặt các thiết bị đóng cắt chống hồ quang.
  • Thêm các thiết bị hạn chế dòng điện.
  • Giảm thời gian cài đặt phối hợp rơle.
  • Nâng cao sơ đồ bảo vệ: bảo vệ so lệch thanh cái tổng trở cao và thấp, sơ đồ cắt nhanh thanh cái sử dụng rơle quá dòng, và các phương thức truyền thông.
  • Cho phép các phần tử tức thời trong quá trình bảo trì.

Tất cả các phương pháp này đã được kiểm tra trong [4] và [5]  .

Việc chấp nhận các phép đo bảo vệ, như thiết bị đóng cắt chống hồ quang, không giải quyết được vấn đề giải phóng các khí độc và không phân phối với nhu cầu quần áo đặc biệt nếu bảo trì được thực hiện bằng hình ảnh nhiệt.

Sử dụng rơle bảo vệ cho việc phát hiện hồ quang điện đã tỏ ra rất hiệu quả, bởi vì trong bổ sung việc bảo vệ công nhân viên, nó cũng ngăn chặn các vụ nổ và sự hư hại của tủ bảng. Giảm thời gian giải trừ sự cố có thể giảm hồ quang điện. Bởi vì nó có thể ngăn chặn 100% các hồ quang điện từ lúc hình thành, rơle phát hiện ra hồ quang điện cung cấp một cách hiệu quả và tin cậy để giảm lượng năng lượng phát ra trong quá trình xảy ra hồ quang điện, điều này, lần lượt, giảm hư hại thiết bị và gây hại tới từng cá nhân.

Các tiến bộ công nghệ hiện nay đã làm cho rơle phát hiện hồ quang điện kinh tế khả thi để lắp đặt trong các tủ bảng công nghiệp chủng loại khác nhau được dùng cho các trung tâm phân phối trung và hạ áp.

Bảng I trình bày chi tiết các loại bảo vệ hồ quang điện có thể có và kết quả của chúng đối với thiết bị đóng cắt và người vận hành.

BẢNG I: CÁC LOẠI BẢO VỆ HỒ QUANG ĐIỆN VÀ CÁC KẾT QUẢ

Hơn nữa, xét cho cùng thời gian cần thiết để thay thế một tủ bảng trung áp sau khi nó bị phá hủy hoặc không đo lường được tổn thất của mạng người, việc lắp đặt các bộ phát hiện hồ quang trở nên bắt buộc trong các trạm biến áp, tương tự như việc không thể thiếu các đai an toàn trong ô tô.
Ngoài ra, trong bài viết này còn đề cập đến các nội dung

  • Ví dụ về Sự nguy hiểm của Hồ quang điện. 
  • Xác định dòng hồ quang sự cố. 
  • Xác định thời gian Rơle bảo vệ hoạt động 
  • Dữ Liệu Các Điện Áp Hệ Thống, Các Dòng Thiết Bị Và Khoảng Cách Làm Việc
  • Tính Toán Năng Lượng Phát Ra
  • Xác Định Biên Bảo Vệ Hồ quang điện
  • Nguyên lý bảo vệ hồ quang tin cậy
  • Các Phần Tử Của Hệ Thống Bảo Vệ Hồ Quang Điện
  • Nguyên lý làm việc của hệ thống bảo vệ Hồ quang điện.
  • Tính toán lại năng lượng Hồ quang điện
  • Lợi Ích Của Việc Dùng Bảo Vệ Hồ Quang Điện Tích Hợp Với Các Rơle Chính

Xin mời bạn đọc truy cập chi tiết bài viết tại https://automationandtesting.vn/download-tai-lieu/ 

Tóm lại, các khu công nghiệp lớn đã cân nhắc hệ thống bảo vệ hồ quang điện được trình bày trong tài liệu này như một hệ thống bảo vệ hiệu quả nhất cho bảo vệ an toàn cho người, các dụng cụ đo và thiết bị. Lý thuyết của hệ thống bảo vệ hồ quang điện tốc độ cao (phát hiện trong khoảng 2 ms) cho phép việc tích hợp vào mạng lưới tin cậy cao và tối ưu hóa việc lắp ráp tủ bảng và thiết bị.

  1. NGUỒN THAM KHẢO
  • K. Fischer, “The Dangers of Arc-Flash Incidents,”

Maintenance Technology, February 2004. Available:

http://www.mt-online.com/article/0204arcflash.

 

  • IEEE 1584-2002, Guide for Performing Arc-Flash

Hazard Calculations.

 

  • NFPA 70E: Standard for Electrical Safety in the

Workplace®. Available: http://www.nfpa.org.

 

  • Zeller and G. Scheer, “Add Trip Security to Arc-Flash

Detection for Safety and Reliability,” proceedings of the

35th Annual Western Protective Relay Conference,

Spokane, WA, October 2008.

 

  • Buff and K. Zimmerman, “Application of Existing

Technologies to Reduce Arc-Flash Hazards,”

proceedings of the 33rd Annual Western Protective

Relay Conference, Spokane, WA, October 2006.

 

This entry was posted in . Bookmark the permalink.
024 6683 0230

Send us
an Email

Contact