a. Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch
Ngắn mạch (NM) là sự cố sảy ra trong hệ thống điện do hiện tượng chạm chập giữa các
pha với nhau hoặc giữa các pha với đất.
Trong thực tế, thường gặp các dạng NM sau:
NN(1) : ngắn mạch 1 pha
NN(2) : ngắn mạch hai pha
NN(2,2) : ngắn mạch hai pha chạm đất
NN(3) : ngắn mạch 3 pha
Có các kiểu ngắn mạch chính sau: NM trực tiếp, NM gián tiếp, NM đối xứng, NM không đối xứng (NM không đối xứng ngang, NM không đối xứng dọc), sự cố phức tạp.
Nguyên nhân gây ra ngắn mạch:
- Do cách điện của các thiết bị già cỗi, hư hỏng.
- Do sét đánh, do gió bão làm chạm hoặc đứt dây.
- Các ngẫu nhiên khác, thao tác nhầm hoặc do được dự tính trước.
Hậu quả của ngắn mạch:
- Phát nóng: dòng ngắn mạch rất lớn so với dòng định mức làm cho các phần tử có dòng ngắn mạch đi qua nóng quá mức cho phép dù với một thời gian rất ngắn.
- Tăng lực điện động: ứng lực điện từ giữa các dây dẫn có giá trị lớn ở thờigian đầu của ngắn mạch có thể phá hỏng thiết bị.
- Điện áp giảm và mất đối xứng: làm ảnh hưởng đến phụ tải điện áp giảm 30÷ 40% trong vòng một giây làm động cơ điện có thể ngừng quay, sản xuất đình trệ có thể làm hỏng sản phẩm.
- Gây nhiễu với đường dây thông tin ở gần do dòng thứ tự không sinh ra khi ngắn mạch chạm đất.
- Gây mất ổn định: khi không cách ly kịp thời phần tử bị ngắn mạch, hệ thống có thể
mất ổn định và tan rã, đây là hậu quả nghiêm trọng nhất.
b. Mục đích tính toán ngắn mạch
Mục đích của tính toán ngắn mạch là đểxác định khảnăng cắt của thiết bị bảo vệ, kiểm tra ổn định nhiệt của dây, kiểm tra độ nhạy của thiết bị bảo vệ, kiểm tra độ bền điện động.
Tính toán ngắn mạch thường là những tính toán dòng, áp lúc xảy ra ngắn mạch tại một số điểm hay một số nhánh của sơ đồđang xét. Tùy thuộc mục đích tính toán mà các đại
lượng trên có thể được tính ở một thời điểm nào đó hay diễn biến của chúng trong suốt cả
quá trình quá độ. Những tính toán như vậy cần thiết để giải quyết các vấn đề sau: - So sánh, đánh giá, chọn lựa sơ đồ nối điện.
- Chọn các khí cụ, dây dẫn, thiết bịđiện. - Thiết kế và chỉnh định các loại bảo vệ.
- Nghiên cứu phụ tải, phân tích sự cố, xác định phân bố dòng...
Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính toán ngắn mạch một cách chính xác rất khó
khăn. Do vậy tùy thuộc yêu cầu tính toán mà trong thực tếthường dùng các phương pháp thực nghiệm, gần đúng với các điều kiện đầu khác nhau để tính toán ngắn mạch.
c. Công thức tính toán ngắn mạch - Ngắn mạch ba pha NN(3) Z IN . 3 400 ) 3 ( Trong đó: IN(3) : dòng ngắn mạch 3 pha (A)
400 : điện áp không tải phía thứ cấp.
Z : tổng trở của mạch nhìn vào từ điểm ngắn mạch về nguồn(Ω)
- Ngắn mạch một pha chạm đất NN(1)
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch một pha chạm đất nhằm kiểm tra độ nhạy của CB ở cuối đường dây, sao cho dòng đỉnh nhọn của CB nhỏhơn dòng ngắn mạch một pha.
Trong đề tài này ta chọn sơ đồ nối đất cho phân xưởnglà sơ đồ TN do đó ta có công
thức ngắn mạch một pha: 2 2 ) 1 ( ) ( )) ( ( . 95 . 0 pha PE pha pha N X R R U I Trong đó:
Upha : điện áp pha = 220 (V) Rpha : điện trở dây pha (Ω)
RPE : điện trở dây PE (Ω)
Xpha : cảm kháng dây pha (Ω)
4.3.2. Ngắn mạch 3 pha NNM(3)a. NNM(3) tại MBA.