Ngắn mạch là sự cố trong hệ thống điện khi xảy ra sự chạm chập hoặc phóng điện giữa các pha đang mang điện với nhau hoặc hệ thống đất nguyên nhân do suy giảm cách điện, tăng điện áp đột biến, thiết bị bị quá tải, kết nối lỏng lẻo khiến thiết bị bị quá nhiệt, môi trường hoạt động bị xâm nhập ẩm, lỗi của con người trong quá trình lắp đặt, bảo trì và vận hành thiết bị,…Ngắn mạch tạo ra dòng điện tăng đột biến, lực điện từ mạnh và nhiệt lượng cao gây ra hư hỏng hoặc phá hủy hoàn toàn thiết bị, nguy cơ hỏa hoạn và nguy hiểm cho người vận hành, đặc biệt là gián đoạn cung cấp điện. Phân tích ngắn mạch là thực hiện tính toán ước lượng độ lớn các dạng dòng ngắn mạch như ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch pha chạm đất, ngắn mạch hai pha, ngắn mạch hai pha chạm đất trong các điều kiện và kịch bản vận hành khác nhau nhằm cung cấp thông tin cho việc lựa chọn thiết bị, ngưỡng cài đặt cho thiết bị bảo vệ và phân tích năng lượng hồ quang cho bảo vệ cho người vận hành.
♦ Phân tích ngắn mạch là bắt buộc trong thiết kế hệ thống điện mới và hệ thống điện hiện hữu. Trong thiết kế hệ thống mới, phân tích ngắn mạch được sử dụng để xác định định mức thiết bị, chẳng hạn như thanh cái, cáp, máy biến áp và thiết bị bảo vệ. Đối với hệ thống hiện hữu, kết quả phân tích ngắn mạch được sử dụng để xác minh định mức thiết bị và khả năng chịu đựng của thiết bị đối với dòng ngắn mạch. Sau đây là các mục tiêu của phân tích ngắn mạch:
– Xác định độ lớn của các dạng dòng ngắn mạch như ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch pha chạm đất, ngắn mạch hai pha, ngắn mạch hai pha chạm đất.
– Xác định dòng ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất của hệ thống điện.
– Xác định dòng ngắn mạch đỉnh, dòng cắt định mức, dòng ngắn mạch đối xứng, dòng ngắn mạch bất đối xứng, nhiệt lượng.
– Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của thiết bị bảo vệ
– Kiểm ra khả năng chịu lực cơ học lớn của thiết bị do dòng ngắn mạch tối đa gây ra và kiểm tra khả năng chịu ứng suất nhiệt của thiết bị dựa trên các giá trị I^2t
– Tính chọn kích thước và định mức của thiết bị.
– Phân tích nguồn phát điện phân tán có thể đấu nối và những tác động đến hệ thống điện hiện hữu.
♦ Ngoài ra khi thực hiện phân tích ngắn mạch cung cấp được các thông tin để sử dụng cho các mục tiêu sau:
– Cung cấp thông tin, điểm cài đặt cho các thiết bị bảo vệ quá dòng, quá tải, thấp áp, quá áp,…
– Cung cấp thông tin cho tính toán, phân tích năng lượng hồ quang để thực hiện cảnh báo mối nguy và lựa chọn thiết bị bảo vệ cá nhân bảo vệ cho người vận hành
– Hoạch định và lập kế hoạch phát triển tải và nguồn phát điện trong tương lai.
♦ Bộ tiêu chuẩn áp dụng:
– ANSI/IEEE C37&UL489 Tiêu chuẩn cho tính toán ngắn mạch
– IEC 60909-0 Tiêu chuẩn cho tính toán ngắn mạch
– IEEE 63163-1 Tiêu chuẩn cho tính toán ngắn mạch
– IEEE 3002.2 Tiêu chuẩn cho phân tích ngắn mạch hệ thống điện công nghiệp và thương mai.