Chương 8: TÍNH NGẮN MẠCH Mục đích của tính toán ngắn mạch là để xác đònh khả năng cắt của thiết bò bảo vệ,kiểm tra ổn đònh nhiệt của dây,kiểm tra độ nhạy của thiết bò bảo vệ,kiểm tra độ bền điện động. I.Tính ngắn mạch ba pha I (3) N : 1. Xác đònh dòng điện ngắn mạch thông qua tổng trở ngắn mạch Z T : Dòng điện ngắn mạch I N tại một điểm bất kỳ là: I (3) N = T 20 Z.3 U = T Z.3 400 trong đó: U 20 : điện áp dây phía thứ cấp khi không tải (hở mạch). Z T : Tổng trở mỗi pha tới điểm ngắn mạch. I (3) N :dòng điện ngắn mạch 3 pha (KA). Các thành phần R, X, Z ( )được thể hiện qua giản đồ tổng trở. Phương pháp này sẽ chia lưới ra các đoạn và mỗi đoạn được đặc trưng bởi R và X . 2. Xác đònh trở kháng của máy biến áp:(tra bảng H1-48 Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC-Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật) -Với S đmB =160(KVA) tra bảng ta được : R BA =16.2(m ),X BA =41(m ) ,Z BA =44.1(m ) -Hay có thể được tính bằng công thức sau : R BA = 3 2 2 10 . dmB HN S UP X BA = 10 2 0 0 dmB HN S UU 3.Xác đònh trở kháng của dây dẫn : Tỗng trở của các phân đoạn nối tiếp sẽ được tính: Z T(i) = 2 )( 2 )( iTiT XR với : R T(i) = R MBA + L R X T(i) = X MBA + L X -R T(i) , X T(i) :tổng trở và trở kháng của các phân đoạn nối tiếp cần tính tại điểm ngắn mạch i và được tính :R = R o L , X = X o L -Cảm kháng X o có thể được nhà chế tạo cung cấp.Đối với dây dẫn có tiết diện dây dẫn nhỏ hơn 50 mm 2 cảm kháng có thể được bỏ qua, nếu không có số liệu nào khác có thể lấy X o = 0.08( /km). 4 .Tính toán : a.tính ngắn mạch tại TPPC: Z BA =44.1x10 -3 ( ) R dây =R 0 L=6.53x10 -3 ( ) X dây =X 0 L=0.8 x10 -3 ( ) Z dây =6.6x10 -3 ( ) Z =50.7x10 -3 ( ) I (3) N =U đm /(1.732x Z ) =400/( 3 x50,7.10 -3 ) =4.56 (KA) b.tính ngắn mạch tại các TĐL: TĐL1 : X dây =0;R dây =19x7,41.10 -3 =140.8x10 -3 ( ) Z =(140.8+50.7).10 -3 =191.5x10 -3 ( ) I (3) N =U đm /( 3 x Z ) =400/( 3 x191.5x10 -3 ) =1.2 (KA) TĐL2: X dây =0;R dây =21.81x10 -3 ( ) Z =(21.81+50.7)x10 -3 =72.51x10 -3 ( ) I (3) N =U đm /( 3 x Z ) =400/( 3 x72.51x10 -3 ) =3.18 (KA) TĐL3: X dây =0;R dây =21,56.10 -3 ( ) Z =72,26.10 -3 ( ) I (3) N =U đm /( 3 x Z ) = 400/( 3 x72.26x10 -3 ) =3.2 (KA) c, tính I (3) N tại các động cơ : I (3) N = Z U .3 20 = Z.3 400 Với : Z = Z MBA + Z TPPC + Z ĐLi + Z Kj Trong đó : Z TPPC =Lz 0 : tổng trở dây dẫn tính tư TPPC đến MBA Z Đlj =Lz j : tổng trở dây dẫn tính tư TĐL thứ j đến TPPC Z Ki =Lz i :tổng trở dây dẫn tính từ thiết bò thứ i đến TĐL tương ứng thứ j z = 22 dd xr d.Bảng tính ngắn mạch tại các động cơ : Kí hiệu Số lượn L(K m) 10 - R 0 ( km/ ) (20 O C) Z( )10 -3 I đm (A) I cắtC B I (3) N (KA thieát bò g 3 (KA ) ) 1A 1 14.7 37.1 545. 4 2.1 5 0.31 2A 1 14.5 24.74 358. 73 3.8 5 0.42 3A 2 15 24.74 731. 1 4.05 5 0.25 4A 1 14 37.1 519. 4 2.23 5 0.33 5B 1 11.2 37.1 415. 5 2.23 5 0.38 6B 1 12.3 37.1 456. 3 2.1 5 0.36 7B 1 13.5 37.1 500. 8 2.23 5 0.33 8B 1 10 37.1 371 2.23 5 0.41 5C 1 7.6 37.1 282 2.23 5 0.5 6C 1 8.8 37.1 326. 5 2.1 5 0.45 7C 1 10 37.1 371 2.23 5 0.41 8C 1 6.4 37.1 237. 4 2.23 5 0.54 9A 2 7.5 1.33 10 22 36 2.8 10A 1 8 3.4 27.2 11 5 2.32 11 2 14.6 14.9 217. 54 4 5 0.8 12 2 13.5 14.9 201 4 5 0.85 13 2 12.3 14.9 183. 3 4 5 0.9 14 1 15.8 14.9 235. 4 4 5 0.75 15 1 14.6 14.9 217. 5 4 5 0.8 II.Tính ngắn mạch một pha I (1) N : 1. Xác đònh dòng điện ngắn mạch: I (1) N = 021 95.02303 ZZZ trong đó : Z 1 = tổng trở thứ tự thuận của dây dẫn Z 2 (= Z 1 )= tổng trở thứ tự nghòch của dây dẫn Z 0 (=(2,2 3)Z 1 )= tổng trở thứ tự không của dây dẫn 2. tính toán : a.tính ngắn mạch tại TPPC: Z 2 = Z 1 = Z k2 = 50.7x10 -3 ( ) Z 0 =2,5Z 1 =2.5x52.23x10 -3 =126.75 x10 -3 ( ) I (1) N = 021 95,02303 ZZZ xx = 2.873 (KA) b.tính ngắn mạch tại các TĐL: TĐL1 : Z 2 = Z 1 = Z k2 = 191.5x10 -3 ( ) Z 0 =2,5Z 1 =2.5x191.5.10 -3 ( ) I (1) N = 021 95,02303 ZZZ xx = 0.76 (KA) TĐL2: Z 2 = Z 1 = Z k2 = 72.51.10 -3 ( ) Z 0 =2,5Z 1 =2,5x72,51.10 -3 ( ) I (1) N = 021 95,02303 ZZZ xx =2 (KA) TĐL3: Z 2 = Z 1 = Z k2 = 72,26.10 -3 ( ) Z 0 =2,5Z 1 =2.5x72,26.10 -3 ( ) I (1) N = 021 95,02303 ZZZ xx =2.02 (KA) c.Bảng tính ngắn mạch một pha tại các động cơ: Kí hiệu thiết bò Số lượn g L(Km ) 10 -3 R 0 ( km/ ) (20 O C) Z( )10 -3 I đmĐC (A) I cắtC B (KA ) I (1) N (KA) 1A 1 14.7 37.1 545. 2.1 5 0.2 4 2A 1 14.5 24.74 358. 73 3.8 5 0.26 3A 2 15 24.74 731. 1 4.05 5 0.16 4A 1 14 37.1 519. 4 2.23 5 0.2 5B 1 11.2 37.1 415. 5 2.23 5 0.24 6B 1 12.3 37.1 456. 3 2.1 5 0.22 7B 1 13.5 37.1 500. 8 2.23 5 0.18 8B 1 10 37.1 371 2.23 5 0.23 5C 1 7.6 37.1 282 2.23 5 0.31 6C 1 8.8 37.1 326. 5 2.1 5 0.28 7C 1 10 37.1 371 2.23 5 0.26 8C 1 6.4 37.1 237. 4 2.23 5 0.25 9A 2 7.5 1.33 10 22 36 1.76 10A 1 8 3.4 27.2 11 5 1.46 11 2 14.6 14.9 217. 54 4 5 0.5 12 2 13.5 14.9 201 4 5 0.53 13 2 12.3 14.9 183. 3 4 5 0.57 14 1 15.8 14.9 235. 4 4 5 0.47 15 1 14.6 14.9 217. 5 4 5 0.5 5.kiểm tra điều kiện : Vò trí ngắn mạch I cpdd (A) I đn (A) I cắttừ (A) I cắtCB (KA) I (1) N (KA) I (3) N (KA) TPPC 144 471.5 695 36 2.873 4.56 TĐL1 41 112.4 128.75 25 0.76 1.2 TĐL2 144 329.46 596.8 36 2 3.18 TĐL3 66 82.24 247.8 25 2.02 3.2 Từ bảng trên ta thấy : I cắtCB > I (3) N I mm I cắttừ I N (1) với : I cắttừ =(4 6) I đm , I mm = I đn Vậy các CB đã chọn thoả điều kiện của dây dẫn và ngắn mạch . Nếu xét tại thời điểm có ngắn mạch , động cơ đang vận hành sẽ giống như những máy phát(trong khoảng thời gian ngắn )và cung cấp dòng đổ về điểm ngắn mạch,vì vậy đối với những động cơ có công suất lớn ta phải xét đến ảnh hưởng này.Tuy nhiên phân xưởng ta đang xét động cơ thuột loại nhỏ nên có thể bỏ qua ảnh hưởng này. Sơ đồ tính ngắn mạch ba pha tổng quát của phân xưởng . 12.3 37.1 456. 3 2.1 5 0.22 7B 1 13.5 37.1 500. 8 2.23 5 0. 18 8B 1 10 37.1 371 2.23 5 0.23 5C 1 7.6 37.1 282 2.23 5 0.31 6C 1 8. 8 37.1 326. 5 2.1 5 0. 28 7C 1 10 37.1 371 2.23 5 0.26 8C 1 6.4 37.1 237. 4 2.23 5 0.25 9A. 371 2.23 5 0.41 5C 1 7.6 37.1 282 2.23 5 0.5 6C 1 8. 8 37.1 326. 5 2.1 5 0.45 7C 1 10 37.1 371 2.23 5 0.41 8C 1 6.4 37.1 237. 4 2.23 5 0.54 9A 2 7.5 1.33 10 22 36 2 .8 10A 1 8 3.4 27.2 11 5 2.32 11 2 14.6 14.9. I cắtCB (KA) I (1) N (KA) I (3) N (KA) TPPC 144 471.5 695 36 2 .87 3 4.56 TĐL1 41 112.4 1 28. 75 25 0.76 1.2 TĐL2 144 329.46 596 .8 36 2 3. 18 TĐL3 66 82 .24 247 .8 25 2.02 3.2 Từ bảng trên ta thấy : I cắtCB >