3.4.1.1. Định nghĩa
Ngắn mạch trong hệ thống điện chỉ hiện tượng các dây dẫn pha chập nhau, chập đất hoặc chập các dây trung tính. Lúc xảy ra ngắn mạch tổng trở của hệ thống giảm đi, dòng điện tăng lên đáng kể còn gọi là dòng ngắn mạch. Ngắn mạch là trạng thái sự cố nặng nề nhất trong hệ thống điện
3.4.1.2. Các dạng ngắn mạch
- Ngắn mạch 3 pha, tức là 3 pha chập nhau, kí hiệu N(3) - Ngắn mạch 2 pha, tức là 2 pha chập nhau, kí hiệu N(2)
- Ngắn mạch 1 pha, tức là 1 pha chạm đất hoặc chập dây trung tính, kí hiệu N(1) - Ngắn mạch 2 pha nối đất, tức là 2 pha chập nhau đồng thời chập đất, kí hiệu N(1.1)
Hai dạng ngắn mạch cuối chỉ tồn tại trong mạng điện có trung tính nối đất hoặc có dây trung tính. Trong các dạng ngắn mạch kể trên thì chỉ có ngắn mạch 3 pha là ngắn mạch đối xứng vì sau khi ngắn mạch sơ đồ và thông số mạng vẫn đối xứng. Các dạng còn lại đều là ngắn mạch không đối xứng. Ngắn mạch 3 pha là ngắn mạch đơn giản nhất (có tính đối xứng), là dạng ngắn mạch cơ sở. Tính toán các dạng ngắn mạch khác đều dựa trên cơ sở đưa về cách tính ngắn mạch 3 pha.
3.4.1.3. Mục đích của tính toán ngắn mạch
- Lựa chọn các trang thiết bị điện phù hợp, chịu được dòng điện trong thời gian tồn tại ngắn mạch.
- Tính toán hiệu chỉnh các thiết bị của các thiết bị bảo vệ rơ le, tự động cắt phần tử bị sự cố ngắn mạch ra khỏi hệ thống.
- Lựa chọn thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch.
- Mục đích tính ngắn mạch đối với thiết kế hệ thống cấp điện cho tòa nhà cao tầng là lựa chọn và kiểm tra các thiết bị bảo vệ của máy biến áp và động cơ.
3.4.1.4. Tính toán ngắn mạch
Từ sơ đồ 1 sợi ta sẽ triển khai về sơ đồ thay thế bằng một điện kháng Xh có trị số được xác định gần đúng theo công thức:
2 ( ) tb h CdmMC U X m S (4-2)
- Trong đó: Utb = 1,05*Udm - điện áp trung bình đường dây
- SCdmmc - công suất cắt định mức của máy cắt đầu đường dây
- Mặt khác coi ngắn mạch là xa nguồn, thành phần dòng ngắn mạch không chu kì đã tắt, khi đó IN = I = I” = Ick IN = ( ) 3 * tb N U kA Z (4-3)
- Trong đó: ZN là tổng trở ngắn mạch, tức là tổng trở tính từ nguồn đến điểm ngắn mạch.