Tài liệu luận văn cung cấp điện, Chương 12 docx

Chương 12:
NGẮN TÍNH TOÁN MẠCH
5.1 Khái niệm ngắn mạch:
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau ( đối với
mạng trung tính cách ly hoặc nối đất) hoặc hiện tượng các pha
chập nhau và chạm đất( mạng trung tính nối đất trực tiếp). Nói
một cách khác, ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bò nối tắt
qua một tổng trở rất nhỏ, xem như bằng không.
Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng, và thường
xảy ra trong hệ thống điện. Khi có ngắn mạch thì dòng điện sẽ
tăng lên rất cao và điện áp trong mạng điện giảm xuống.
Trong thực tế, ta thường gặp các dạng ngắn mạch: ngắn
mạch ba pha (N
(3)
), hai pha (N
(2)
), một pha (N
(1)
) và hai pha
chạm nhau chạm đất (N
(1,1)
)
N
(1)
A
B
C
N
(2)
A
B

C
N
(2,2)
A
B
C
N
(3)
A
B
C
Hình 5.1 Các dạng ngắn mạch
Qua thống kê cho thấy, xác suất xảy ra ngắn mạch một pha
là nhiều nhất (65%), còn xác suất xảy ra ngắn mạch ba pha là
bé nhất, chỉ chiếm 5% , nhưng ngắn mạch ba pha là tình trạng sự
cố nặng nế nhất và ta cần phải xét đến khi tính toán lựa chọn
các thiết bò bảo vệ cho hệ thống điện. Còn ngắn mạch một pha
là tình trạng nhẹ nhất và ta thường xét đến khi tính toán lựa
chọn ngưỡng tác động cho các thiết bò bảo vệ.
5.2 Tính toán ngắn mạch:
5.2.1 Tính toán ngắn mạch ba pha(N
(3)
):
5.2.1.1 Công thức tính :
I
N
(3)
=
th
dm

Z
U
*3
(5.1)
Với Z
th
là tông trở tổng cộng nhìn từ điểm ngắn mạch
trở về nguồn.
- Cách xác đònh tổng trở của các
phần tử:
CB:
Trong lưới điện hạ áp, tổng trở của các CB nằ
phiá trước vò trí sự ố phải được tính đến. Cảm khán có thể tiếp
nhận giá trò 0.15 cho mỗi CB, tromh khi trở kháng có thhể bỏ
qua.
Thanh góp:
Trở káng của thanh góp 9ược bỏ qua và cảm
kháng được lấy giá trò 0.15
 cho mỗi m chiều dài.
Dây dẫn:
Trở kháng của dây dẫn được tra theo các bảng
tra hoặc tính gần đúng theo công thức:
R =
F
L

= r
o
*L
(5.2)

 là điện trở suất của dây dẫn khi có nhiệt độ
vận hành bình thường và bằng 22.5m
/m ( cho đồng), hoặc
36m
/m ( với dây nhôm).
Ro: Điện trở trên một đơn vò chiều dài(
/km)
do nhà sản xuất cung cấp.
Cảm kháng X của dây cáp, khi không có số liệu
có thể lấy giá trò bằng 0.07÷ 0.09
/km ( theo TL[1]).
5.2.1.2 Tính toán ngắn mạch tại thanh cái của MBA:
I
N
(3)
TCBA =
B
tb
Z
U
3
(kA) (5.3)
U
tb
- điện áp dây trung bình (V), Z
B
- tổng trở của
MBA(m
)
-Xác đònh tổng trở MBA:

R
B
=
dm
dm
N
S
UP
2
2
*
(5.4)
=
2
2
750
400*9
= 2.56 m
Z
B
=
dm
dm
N
S
UU
2
2
*100
*%

(5.5)
=
750*100
400*5.5
2
= 11.73 m
X
B
=
22
BB
RZ 
(5.6)
=
2
2
56.273.11 
= 11.45 m

I
N
(3)
tcBA
73.11*3
400
= 19.7 kA
5.2.1.3 Tính toán ngắn mạch ba pha tại tủ PPC (I
(3)
N1
):

Sơ đồ thay thế:
Tính toán ngắn mạch ba pha là để biết được giá trò lớn nhất
của dòng điện sự cố, do đó để đơn giản cho việc tính toán thì ta
có thể bỏ qua các giá trò tổng trở của các phần tử như CB, thanh
cái.
- Tổng trở MBA:
R
B
= 2.56 m
X
B
=11.45 m
Z
B
= 11.73 m 
-Tính tổng trở dây dẫn:
Với dây dẫn 3x(3x500)+500, có r
o
=0.0122/km,
x
o
=0.03/km, L=75m.
R
d1
= r
o
* L = 0.0122*75 = 0.915 m
X
d1
= x

o
*L = 0.03*75 = 2.25 m
 
Từ đó, ta tính được tổng trở tương đương và dòng ngắn
mạch ba pha:
 
 
R
th1
= R
B
+ R
d1
= 2.56 + 0.915 = 3.475 m
 
X
th1
= X
B
+ X
d1
= 11.45+ 2.25 = 13.7 m
  
th1
=
2
1
2
1
thth

XR 
=
22
7.13475.3 
=14.134 m

I
(3)
N1
=
134.14*3
400
= 16.34 kA
5.2.1.4 Tính ngắn mạch ba pha tại thanh cái của tủ PP (I
(3)
N2
)
Xét trường hợp khi bò ngắn mạch ba pha tại tủ PP1:
- Sơ đồ thay thế:
- Tính tổng trở dây dẫn: