4.1. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị.
Ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị nối tắt hoặc có sự tiếp xuc trực tiếp giữa dây pha với đất. Nguyên nhân xảy ra ngắn mạch trong hệ thống điện là do hư hỏng cách điện hoặc do sự cố cơ học trên đường dây truyền tải. Khi xảy ra ngắn mạch thì dòng điện sẽ tăng cao đột ngột cùng với đó là sự sụt áp khiến các thiết bị có thể bị hư hỏng hoặc bị phá hủy hoàn toàn... Các dạng ngắn mạch thường xuyên xảy ra trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch 3 pha N(3), ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1), ngắn mạch 1 pha trạm đất N(1). Trong 3 loại ngắn mạch này thì ngắn mạch 3 pha là nguy hiểm nhất nên ta thường dựa vào kết quả tính toán của ngắn mạch 3 pha làm cơ sở để giải quyết các vấn đề sau:
- Chọn và kiểm tra thiết bị
- Thiết lập các thông số cho các thiết bị bảo vệ. - Phân tích và đánh giá sự cố trong hệ thống điện. - Phân tích chế độ ổn định của hệ thống
Nhằm phục vụ cho việc lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện ta cần xét những điểm ngắn mạch sau:
∗ N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp.
∗ N1 đến N7 - điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và các thiết bị cao áp trong các trạm thứ “i”.
Ngắn mạch trung áp được coi là ngắn mạch xa nguồn, tại đó thành phần ngắn mạch không chu kì đã tắt, chỉ còn lại dòng ngắn mạch siêu quá độ có trị số hiệu dụng: Ick= I”=IN.
Khi tính toán ta coi công suất cấp cho điểm ngắn mạch là công suất định mức của máy cắt đầu đường dây. Khi đó điện kháng gần đúng của hệ thống được xác định theo công thức: XH = ; Utb = 1.05Uđm ; Scđm = 310 (MVA).
Trị số dòng ngăn mạch 3 pha được xác định theo công thức: IN = Trong đó:
ZN là tổng trở ngắn mạch hay là tổng trở từ nguồn đến điểm ngắn mạch.
Thông số tổng trở các lộ dây trung áp được tính toán ở các chương trước. Kết quả cụ thể như sau:
Lộ dây n R0 X0 L(m) R X Nguồn - PPTT 2 0.641 0.119 350 0.1122 0.0208 PPTT-B1 2 0.524 0.129 38.08 0.0100 0.0025 PPTT-B2 2 0.524 0.129 18.9 0.0050 0.0012 PPTT-B3 2 0.524 0.129 46.01 0.0121 0.0030 PPTT-B4 2 0.524 0.129 30.15 0.0079 0.0019 PPTT-B5 2 0.524 0.129 15.7 0.0041 0.0010 PPTT-B6 2 0.524 0.129 29.7 0.0078 0.0019 B4 - B7 2 0.524 0.129 47 0.0123 0.0030
Tính ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm. Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch như sau: