Ngắn mạch là gì? Quá tải là gì? Chúng có điểm gì khác biệt

Ngắn mạch là gì? Quá tải là gì? là 2 câu hỏi được rất nhiều bạn trẻ hỏi đến. Chúng có điểm gì giống và khác nhau không? Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu về nguyên nhân dẫn đến hiện tượng ngắn mạch và quá tải qua bài viết dưới đây nhé.

I, Ngắn mạch là gì?

Ngắn mạch ( đoản mạch) là hiện tượng mạch điện bị chập lại ở một điểm nào đó. Làm cho tổng trở mạch nhỏ đi. Dòng điện trong mạch sẽ tăng cao đột ngột điện áp bị giảm xuống. Và khi dòng điện tăng cao quá mức sẽ gây nên những hậu quả nghiêm trọng. Dòng điện ngắn mạch theo thời gian có thể phân tích thành 2 thành phần là có chu kỳ và không có chu kỳ. Thành phần không có chu kỳ sẽ tắt sau một thời gian chỉ còn lại thành phần chu kỳ. Hiện tượng này còn được biết đến với tiếng anh là Short Circuit.

Ngắn mạch là gì? Quá tải là gì? Điểm giống và khác nhau giữa chúng

Hiện tượng ngắn mạch

•     Xảy ra quá trình quá độ làm thay đổi dòng và áp.Tổng trở của hệ thống điện giảm
•     Làm dòng điện  tăng lên và điện áp giảm xuống. Dòng điện tăng lên đáng kể này chính là dòng điện ngắn mạch.

Do đó nếu không nhanh chóng giải phóng điểm ngắn mạch. Thì hệ thống sẽ sớm chuyển sang chế độ ngắn mạch duy trì ( xác lập).

• Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch
• Nguyên nhân của việc ngắn mạch
•     Do khả năng cách điện của dây điện. Các thiết bị điện  kém đi hoặc hư hỏng mà ta không biết
•     Quá điện áp do nguồn điện yếu và có quá nhiều thiết bị điện dung cùng một lúc gây quá tải.
•     Các nguyên nhân khác như : do nối nhầm các mạch với nhau. Hoặc khi nối các mạch với nhau không được tính toán trước.

Hậu quả của việc ngắn mạch

•     Các thiết bị điện phát nóng
•     Tăng lực điện động  giữa các dây dẫn làm hỏng các thiết bị điện
•     Điện áp giảm và mất cân bằng: làm ảnh hưởng đến phụ tải.
•     Điện áp giảm 30- 40 % có thể làm các thiết bị ngừng hoạt động
•     Các hoạt động sản xuất đình trệ và nặng hơn là làm hỏng sản phẩm.
•     Gây nhiễu đường dây truyền tải thông tin

Phân loại ngắn mạch

Có nhiều dạng ngắn mạch khác nhau: ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 2 pha chạm đất ngắn mạch 1 pha chạm đất. Tuy nhiên thì ngắn mạch 3 pha là loại nguy hiểm nhất.

Phân loại ngắn mạch – đoản mạch

Thông thường các dạng ngắn mạch phải được cô lập khỏi hệ thống. Riêng trong lưới áp 35 -10-6kV là lưới trung bình. Cách tính diện tích dòng ngắn mạch 1 pha nhỏ. Cho phép tiếp tục vận hành 2h kể từ khi ngắn mạch. Nếu sau 2h nếu không phát hiện và khắc phục được sự cố thì mới cắt điện. Sự cố này được phát hiện nhờ máy biến áp 3 pha tam giác.

Lưu ý:

Khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch, nếu không xử lý hiện tượng ngắn mạch và giải phóng điện kịp thời. Sẽ rất có thể dẫn đến việc hư hỏng của toàn hệ thống. Và gây nên hậu quả vô cùng lớn cho doanh nghiệp, cá nhân hay hộ gia đình nhiều tổn thất về kinh thế. Nguy hiểm hơn sẽ dẫn đến nguy hiểm tính mạng con người.

Các thông số ngắn mạch mà bạn cần phải biết

Trong hệ thống điện thực tế, để tính toán được ngắn mạch rất khó khăn và khó chuẩn xác. Do đó tuỳ vào mục đích và yêu cầu tính toán, mà chúng ta có các thực nghiệm khác nhau. Nhưng mô hình chung các thí nghiệm đều đi tìm các thông số cơ bản là:.

•     Điện áp ngắn mạch
•     Tổn hao ngắn mạch
•     Dòng ngắn mạch

Các thông số này được tính quy đổi về giá trị điện áp ngắn mạch ba pha. Các phép thí nghiệm ngắn mạch quy đổi cũng được quy định như thí nghiệm ngắn mạch ba pha. Một phép thí nghiệm ngắn mạch trên máy biến áp một pha được thực hiện ba lần đo và tuân thủ các quy tắc sau:

Các quy tắc quan trọng

Quy tắc khi nguồn điện được đưa vào đầu cuộn dây đấu Y:

Quy tắc đổi kết quả về giá trị định mức tại nhiệt độ đo:

Trong đó: (%) điện áp ngắn mạch

(W) là tổn hao ngắn mạch

Lưu ý: Tất cả quy đổi về giá trị định mức ở t0C.

Khi nguồn thí nghiệm được đưa vào cuộn dây đấu D, có đấu tắt cuộn dây thứ ba:

Các giá trị trung bình ở điện áp đo:

o

Công thức quy đổi kết quả về giá trị định mức tại nhiệt độ đo

Trong đó:

•     UKt (%)  điện áp ngắn mạch
•     PKt (W) Công suất  ngắn mạch bị tổn hao
•     Lưu ý: Các giá trị đã qui đổi về giá trị định mức ở t0C.

Công thức quy đổi kết quả về nhiệt độ chuẩn (750C):

Trong đó:

•     UK75 (%) điện áp ngắn mạch
•     PK75 (W) Công suất ngắn mạch tổn hao
•     K là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ

Từ thí nghiệm ngắn mạch chúng ta còn có thể xác định được:

•     Điện trở ngắn mạch
•     Tổng trở ngắn mạch
•     Điện kháng ngắn mạch

Trong trường hợp coi máy biến áp một pha hai cuộn dây như một mạng hai cực. Ta có điện áp ngắn mạch tính ra phần trăm bằng với tổng trở tính ra phần trăm. Vì vậy điện trở ngắn mạch của máy biến áp trong thuật ngữ tiếng Anh là “ The percentage impedance of a transformer ”.

Bạn có thể tham khảo thêm các sản phẩm ups hạn chế ngắn mạch dưới đây >>

•     Bộ Lưu Điện UPS SANTAK
•     Bộ lưu điện UPS DELTA 1 Phase

II, Quá tải là gì?

Quá tải ( tiếng anh là Overload) là một thuật từ liên quan tới công suất nguồn. Ví dụ máy phát điện, máy dao điện hay công suất truyền tải như máy biến áp, dây dẫn điện. Hiện tượng quá tải là hiện tượng dòng điện của các phụ tải tiêu thụ quá lớn so với dòng điện định mức của dây dẫn, các thiết bị đóng cắt hoặc nguồn cấp.

Quá dòng là một thuật từ liên quan đến cường độ dòng điện. Cơ sở tính là A (ampe). Quá dòng có thể thấy ở bất cứ máy móc, dụng cụ điện nào, không phân biệt nguồn hay phụ tải. Hiện tượng quá dòng xảy ra khi cường độ vượt quá cường độ định mức. Thí dụ trong các trường hợp đoản mạch (chập điện), sét đánh, hay cộng hưởng từ (đối với các khí cụ dây quấn). Bản chất thì cả 2 đều là hiện tượng dòng điện vượt cường độ định mức.

Nguyên nhân gây quá tải

Để hình dung được nguyên nhân gây quá tải điện, chúng ta cùng nhìn vào sơ đồ 1 mạch điện sau:

Khi đó, cường độ dòng điện chạy qua tải sẽ tăng lên vượt qua ngưỡng cho phép hoặc giá trị định mức của cầu chì khiến cho cầu chì bị đứt hoặc hỏng.

Cầu chì bị đứt khi mạch điện bị quá tải

Phương pháp phòng chống quá dòng

Để hạn chế việc cháy chập điện do quá tải, quá dòng, nhiều người đã sử dụng các thiết bị như cầu dao điện, aptomat, cầu chì, rơ le… Đây là các thiết bị phổ biến làm nhiệm vụ đóng cắt và bảo vệ điện khi xảy ra tình trạng trên.

Ngoài ra còn có 1 số thiết bị khác như UPS Online hay ổn áp Lioa,… để ổn định dòng điện

Yêu cầu chống quá tải

Yêu cầu về bảo vệ chống quá tải theo quy định tại Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia  về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng

Trong hệ thống điện nhà phải sử dụng thiết bị bảo vệ chống quá tải đáp ứng đồng thời hai điều kiện sau đây: IB ≤ In ≤ Iz (3) và I2 ≤ 1,45 x Iz (4)

Trong đó:

•     IB là dòng điện tính toán thiết kế mạch điện, tính bằng ampe (A);
•     In là dòng điện danh định của thiết bị bảo vệ, tính bằng ampe (A). Đối với thiết bị bảo vệ có thể chỉnh được thì dòng điện danh định In là dòng điện chỉnh định;
•     IZ là dòng điện tải liên tục lâu dài cho phép của dây dẫn, tính bằng ampe (A);
•     I2 là dòng điện tác động có hiệu quả trong thời gian quy ước của thiết bị bảo vệ, tính bằng ampe (A).
•     Dòng I2 được quy định tại tiêu chuẩn sản phẩm hoặc do nhà chế tạo cung cấp.

Vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá tải:

a) Thiết bị bảo vệ chống quá tải phải được lắp đặt ở chỗ có sự thay đổi (tiết diện dây dẫn, phương pháp lắp đặt, kết cấu) làm cho khả năng tải dòng điện cho phép của dây dẫn bị giảm đi, trừ các trường hợp quy định tại Điểm b của mục 2.6.3.2 và tại mục 2.6.4…

b) Thiết bị bảo vệ chống quá tải có thể được lắp đặt trên phần dây dẫn giữa điểm có sự thay đổi với vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ…

Đoản mạch hay quá tải đều gây ra những thiệt hại to lớn

Tổng kết lại ta có được kết luận

Sau khi đã hiểu được quá tải và ngắn mạch là gì, chúng ta đưa ra được kết luận sau:

Ngắn mạch

•     Ngắn mạch là hiện tượng mạch điện cho dòng điện chạy qua khi trở kháng của mạch bằng 0 hoặc không đáng kể.
•     Đây là sự cố về điện xảy ra khi hai cực + và – tiếp xúc trực tiếp lại với nhau mà không qua tải.
•     Khi bị ngắn mạch, giá trị điện áp sẽ trở về 0 và cường độ dòng điện chạy qua phụ thuộc vào trở kháng của mạch điện.
•     Quá tải
•     Quá tải là sự cố về điện xảy ra khi dòng điện chạy qua mạch điện vượt quá giá trị cho phép hay giá trị định mức của mạch.
•     Khi bị quá tải, giá trị điện áp có thể giảm nhưng sẽ không rơi về giá trị 0.

Trên đây là tất cả những kiến thức cơ bản về ngắn mạch là gì và quá tải là gì mà chúng tôi đúc kết được. Hi vọng với những kiến thức trên có thể giúp bạn giải đáp được các thắc mắc về ngắn mạch và có cách tính toán hợp lý để tránh được trường hợp ngắn mạch xảy ra. Qua đó chúng tôi cũng muốn các bạn có thể nghĩ tới việc mua 1 UPS chính hãng để hạn chế tối đa thiệt hại mà 2 vấn đề trên gây ra nhé. Liên hệ ngay nếu bạn có nhu cầu mua sản phẩm Bộ lưu điện.