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

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)

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
*%

):
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

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:
Với dây dẫn 3x(3x300)+300, có r
o
=0.02/km,
x
o
=0.03/km, L=85m.
R
d2
= r
o
* L = 0.02*85 = 1.7 m

2
yhth
XR  =
22
25.16175.5  = 17.05 m
I
(3)
N2
=
05.17*3
400
= 13.54 kA
5.2.1.5 Tính ngắn mạch ba pha tại thanh cái của tủ ĐL (I
(3)
N3
)
Xét trường hợp khi bò ngắn mạch ba pha tại tủ ĐL1A:
- Sơ đồ thay thế:
- Tính tổng trở dây dẫn:
Với dây dẫn 4G120, có r
o
=0.153/km, x
o
=0.08/km,
L=73m.
R
d3
= r
o
* L = 0.153*73 = 11.169 m

3
yhth
XR 
=
22
09.22344.16 
= 27.48 m
 I
(3)
N3
=
48.27*3
400
= 8.4 kA

Khi xét đến ảnh hưởng của động cơ khởi động (ta chỉ xét
khi động cơ lớn nhất trong nhóm khởi động)
Ta có I
mmmax
= 108.5 A= 0.1085kA
 I
(3)
N3mm
= I
(3)
N3
+0.9I
mmmax
= 8.4+0.9*0.1085 =
8.5kA

= R
th3
+ R
d4
= 16.3418.3 = 34.64m
 
X
th4
= X
th3
+ X
d4
= 22.09+0.8 = 22.89m
  
th4
=
22
89.2264.34  = 41.52 m
 I
(3)
N4
=
52.41*3
400
= 5.56kA.
Dòng ngắn mạch khi thiết bò khởi động:
I
(3)
N4mm
= I

0.3÷1( trò số tương đối đònh mức, song để cho dòng điện ngắn
mạch là cực tiểu thì ta sẽ chọn X*
oB
=1
Do đó trong đơn vò có tên X
oB
=
6
2
*
10**
dm
tb
oB
S
U
X (m)
(5.7)
Trong đó U
tb
(kV), S
đm
( kVA)
Nếu MBA đấu /Y
o
thì: X
oB
= X
1B
- Điện kháng thứ tự không của đường dây hạ áp có thể lấy

U
ptb

(5.8)
Trong đó: R
1
và X
1
là điện trở và điện kháng thứ tự
thuận tổng của tất cả các phần tử (m
)
R
0
và X
0
là điện trở và điện kháng thứ tự
nghòch tổng của tất cả các phần tử (m
).
U
tb
là điện áp pha trung bình tính bằng (V).
U
ptb
- điện áp pha trung bình (V)
Z
o
, Z
1
,Z
2

o
=0.03/km; L=75m.
R
1d1
= 0.915mR
od1
X
1d1
= 2.25 m
X
od1
= 2X
1d1
= 4.5 m

CB1:
X
1CB1
=0.15 m
X
oCB1
=2X
1CB1
= 0.3 m

Dây PEN1:
Tiết diện F=500mm
2
, ro=0.0366/km;
xo=0.08

+X
1d1
+X
1CB1
+X
1PEN1
=11.45+2.25+0.15+6=19.85.1
m

X
01
=X
oB
+X
od1
+X
oCB1
+X
oPEN1
=11.45+4.5+0.3++12=28.25
m

  
rong đó:
R
11
và X
11
là tổng trở kháng và cãm
kháng thứ tự thận của tất cả các phần tử thuộc phân đoạn 1(Từ

X
oTC1
= 0.3 m

Dây pha 2:
Tiết diện F =3x300 mm
2
; r
o
= 0.02 /km;
x
o
=0.03/km; L=85m.
R
1d2
= 1.7mR
od2
X
1d2
= 2.55 m
X
od2
= 2X
1d2
= 5.1 m

CB2:
X
1CB2
=0.15 m

X
1PEN2
= 0.08*85 = 6.8 m
X
0PEN2
= 2X
OPEN1
= 13.6 m
 
Từ đó ta tính được:
R
12
= R
11
+R
1d2
+R
1PEN2
= 6.225+1.7+5.1 =
13.025 m
R
o2

X
12
=X
11
+X
1TC1
+X

N2
=
22
)85.4765.29*2()025.30025.30*2(
400*9.0*3

= 5.47
kA
5.2.3.3 Tính ngắn mạch một pha tại tủ ĐL (I
(1)
N3
)
Sơ đồ thay thế:
- Xác đònh tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghòch của các
phần tử:

Thanh cái 2:
X
1TC2
= 0.15 m
X
oTC2
= 0.3 m

Dây pha 3:
Tiết diện F =120 mm
2
; r
o
= 0.153 /km;


Dây PEN3:
Tiết diện F=120mm
2
, r
o
=0.153/km;
x
o
=0.8/km; L=73m.
R
PEN3
= 11.169m
R
oPEN3
= R
1PEN3
=11.169 m
X
1PEN3
= 5.84 m
X
0PEN3
= 2X
OPEN3
= 11.68 m
 
Từ đó ta tính được:
R
13

m

X
03
= X
02
+X
0TC2
+X
0d3
+X
0CB4
+X
0PEN3
=71.51
m

Tính dòng ngắn mạch theo công thức (5.8)
I
(1)
N3
=
22
)51.7163.41*2()36.3536.35*2(
400*9.0*3

= 3.32
kA
5.2.3.4 Tính ngắn mạch một pha tại thiết bò (I
(1)

= 18.3 m
X
1d4
= 0.8m

CB5:
X
1CB5
=0.15 m
X
oCB5
=2X
1CB5
= 0.3 m


Dây PEN4::
Tiết diện F =10mm
2
, r
o
=1.83/km;
x
o
=0.08/km; L=10m.
R
PEN4
= 18.3mR
oPE4
X

Bảng 5.1 Bảng tính toán ngắn mạch
Ngắn mạch ba pha
I
(3)
N
Ngắn mạch một pha
I
N
(1)
STT
nhóm
Tên
nhóm
R
th
(m)
X
th
(m)
I
(3)
N
(kA)
R
1th
= R
oth
(m)
X
1th

Ngắn mạch tại thanh cái các tủ phân phối chính N
1
1 PPC 3.48 13.70 16.34 6.22 19.85 28.25 8.85
Bảng5.2Tính toán mạch cuối đường dây
Tính ngắn mạch I
N
(3)
Tính ngắn mạch I
N
(1)
Stt
nhánh
Tên
thiết bò
SL
R
th
(m
)
X
th
(m)
I
(3)
N
(kA)
I
(3)
N
mm

Máy thổi 1
3
Motor 1
60.27 24 3.56 3.63 123.20 46.1 80.4 1.53
Máy nén
khí
1
4
Máy thổi 1
120.1 22.1 1.89 1.93 242.84 42.2 72.7 0.84
5 Motor 2 39.35 23.7 5.03 5.10 81.36 45.4 79.1 2.10
6 Motor 2 37.05 23.5 5.26 5.34 76.76 45.1 78.5 2.18
Máy thổi 1
Máy thổi 1
7
Motor 1
43.95 24 4.61 4.68 90.56 46.1 80.4 1.94
Máy thổi 1
8
Motor 1
67.59 24.3 3.21 3.29 137.84 46.7 81.7 1.39
9
Máy làm
sạch
1 47.15
22.1 4.44 4.53 96.96 42.2 72.7 1.89
Tổng nhóm 16.35 22.09 8.40 8.49 35.36 41.63 71.51 3.32
Nhóm 2 (ĐL2A),
1 Quạt hút 1 50.49 18.3 4.30 4.38 103.65 34.6 57.4 1.86
2 Quạt hút 1 78.15 18.3 2.88 2.95 158.97 34.6 57.4 1.26

10.20
32.65
32.
5
53.
2
4.0
6
2 Máy sấy 1 102.6 16.6
2.2
2
2.3
0
207.8
7
31.
2
50.
6
0.9
8
3 Máy sấy 1
79.5
5
16.6
2.8
4
2.9
2
463.2

70.98
37.
1
62.
5
4.0
5
6 Máy hấp 2 102.1 16.6
2.2
3
2.2
7
206.9
1
31.
2
50.
6
0.9
9
7 Quạt hút 1
35.4
3
16.6
5.9
0
5.9
8
198.5
1

2
1.4
6
2 Quạt hút 1
98.4
3
19.2
2.3
0
2.3
8
199.5
2
36.
5
61.
2
1.0
2
3 Máy hấp 2
70.7
7
19.2
3.1
5
3.1
9
144.2
0
36.

2
0.7
8
6 Máy sấy 1
98.4
3
19.2
2.3
0
2.3
8
199.5
2
36.
5
61.
2
1.0
2
7 Máy sấy 1
66.1
6
19.2
3.3
5
3.4
3
134.9
8
36.

35.87
59.99
4.1
4
Nhóm 5 (CSA).
86.8
3
21.9
3
2.5
8
176.3
2
41.3
1
70.8
7
1.1
3
XƯỞNG B
Nhóm 1 (ĐL1B).
1
Máy làm
sạch 1
27.92
23.6
6.3
2
6.4
1

73.09
45.
4
79
2.2
5
4
Máy sấy 1
76.71
23.1
2.8
8
2.9
6
154.8
9
42.
5
73.
3
1.2
7
5
Máy sấy 1
130.3
6
23.1
1.7
4
1.8

5.3
2
5.4
0
73.09
45.
4
79
2.2
5
(1) (2)
(3
)
(5) (6) (7)
(8) (9)
(10
)
(11
)
(12
)
8
Máy sấy 1
76.7
1
23.1
2.8
8
2.9
6

5
8.3
8
8.4
8
31.69
41.
9
72.
0
3.4
2
Nhóm 2 (ĐL2B).
1
Máy làm
sạch
1
33.4
5
21
5.8
5
5.9
5
68.36
38.
3
64.
9
2.5

2
70.
7
2.4
8
4 Máy sấy 1
104.
1
21
2.1
8
2.2
6
209.6
4
38.
3
64.
9
0.9
7
5 Motor 2
26.8
4
19.9
6.9
1
6.9
8
55.14

154.6
0
38.
3
64.
9
1.2
9
Motor 1
8
Máy nén
khí
1
33.7
4
19.5
5.9
3
6.0
0
68.94
41.
4
71
2.4
2
9 Máy thổi 2
62.6
0
21

8.9
3
9.0
2
36.98
34
56.
3
3.7
4
2 Quạt hút 1
54.6
4
18.8
4.0
0
4.0
8
110.7
4
34
56.
3
1.7
6
3 Máy hấp 2
26.8
4
19.6
6.9

5
7.0
0
55.14
35.
6
59.
5
2.9
6
6 Quạt hút 1
59.2
5
18.8
3.7
2
3.8
0
119.9
6
34
56.
3
1.6
4
7 Quạt hút 1
17.7
6
18.8
8.9

6
32.27
31
50.
2
4.2
1
2 Máy hấp 2
22.6
5
18
7.9
8
8.0
4
46.77
32.
4
53.
1
3.4
0
3 Máy ép 1
9.8
5
18.1
11.2
1
11.5
7

3
31
50.
2
1.8
5
6 Quạt hút 1
15.4
0
17.3
9.9
7
10.0
6
32.27
31
50.
2
4.2
1
Tổng nhóm 6.18
17.2
9
12.5
8
12.94
13.83
30.3
8
49.0

42.1
9
19.6
4.9
6
5.0
2
85.85
35.
6
59.
5
2.1
6
3 Quạt hút 1
85.7
9
18.1
2.6
3
2.7
2
173.0
5
32.
6
53.
4
1.1
7

55.
7
3.9
8
Tổng nhóm 7.42
18.0
9
11.8
1
12.17
16.31
31.9
8
52.2
1
4.9
5
Nhóm 6 (CSB)
73.5
7
21.0
5
3.0
2
148.6
1
37.
9
64.0
5

21.1
1.5
7
1.5
7
292.9
2
38.
7
65.
6
0.7
0
Máy mài
đá
1
3
Bể ngâm 1
101.
28
21.1
2.2
3
2.2
6
330.4
7
32.
6
53.

8
2.8
5
202.9
7
35.
3
58.
9
2.5
9
6
Khoan 1
98.3 23.3 2.2 2.3 198.1 43 74. 1.0
đứng
Máy mài
tròn
1
3 9 4 2 2 1
Khoan
đứng
1
7
Máy mài
đá
1
138.
24
21.1
1.6

210.
3
21.1
1.0
9
1.1
2
984.4
1
32.
6
53.
4
0.6
3
Máy mài
đá
1
10
Tủ sấy 2
87.3
5
22.8
2.5
6
2.5
9
176.1
6
42

3
4.4
99.30
38.0
6
64.37
1.8
9
Nhóm 2 (ĐL2C).
(1) (2)
(3
)
(5) (6) (7)
(8) (9)
(10
)
(11
)
(12
)
1 Máy tiện 1
40.1
8
20.7
3
5.1
1
5.2
7
81.81

5
1.1
9
399.6
7
36.
3
60.
8
0.5
2
5
Lò luyện
khuôn
2
143.9
3
19.9
1.5
9
1.5
9
289.3
1
36.
3
60.
8
0.7
1

64.
9
2.0
7
Máy cạo 1
8
Quạt lò
đúc
1
74.7
8
19.9
2.9
8
3.0
3
151.0
1
36.
3
60.
8
1.3
2
Tổng nhóm
28.6
8
19.9
3
6.6