Chương 12: LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ –
CB (CIRCUIT BREAKER)
Để hiểu rõ hơn về hoạt động của CB, chúng ta khảo sát
đặc tính vận hành của CB tác động theo kiểu từ nhiệt
sau:
Hình 6.1. Đặc tính vận hành của CB tác động theo
kiểu từ nhiệt.
Các điều kiện chọn CB:
U
đm
≥ U
đm lưới
(6.4)
I
đm
≥ I
lvmax
(dòng làm việc lớn nhất đi qua thiết bò).
(6.5)
I
đm
≤ K
bv
. I
’
cp
(6.6)
I
tđtừ
≤ I
Nmin

(dòng ngắn mạch nhỏ nhất đi qua CB).
(6.7)
t
0
I
I
r
I
m
1
2
3
4
5
1:
Bảo vệ quá tải
4:
Tạo thời gian trễ bảo vệ ngắn mạch
2:
Tạo thời gian trễ bảo vệ quá tải
3:
Bảo vệ ngắn mạch
5:
Bảo vệ dòng ng
ắn mạch giá trò lớn,
(cắt tức thời)
I
cắtđm
≥ I
Nmax

(dòng ngắn mạch lớn nhất đi qua CB).
(6.8)
Trong đó: K
bv
– hệ số thể hiện sự phối hợp bảo vệ
với dây dẫn.
I
tđtừ
– dòng tác động tức thời.
I
cắtđm
– dòng cắt đònh mức của thiết bò bảo vệ.
I
’
cp
– dòng cho phép của dây sau khi hiệu chỉnh.
Trong mạng điện hạ áp có thể xem dòng ngắn mạch lớn
nhất là dòng ngắn mạch ba pha và dòng ngắn mạch nhỏ
nhất là dòng ngắn mạch một pha (vì sơ đồ nối đất của tòa
nhà có dạng TN – điều này sẽ được trình bày chi tiết
trong chương nối đất – nên dòng ngắn mạch một pha có
thể xem là dòng chạm vỏ).
Vì vậy sau đây tác giả sẽ lần lượt tính dòng ngắn mạch
một pha và ba pha để lựa chọn CB.
6.2.2 Tính toán lựa chọn thiết bò bảo vệ – CB :
* Tính toán ngắn mạch:
Theo tiêu chuẩn IEC ta có được phần tính toán ngắn
mạch sau:[1]
Bảng tóm tắt tính tổng trở các phần tử trong hệ thống
cung cấp điện

Máy biến áp
R
B
=


3
2
2
10.
.
dm
dm
N
S
UP
Z
B
=
X
B
=

BB
RZ
22
10.
%.
2
dm

dm
N
S
UU
CB
R được bỏ
qua
X
CB
=
0.15m
Ω/cực
Thanh góp
Bỏ qua đối
với dây dẫn
có tiết diện S
> 200 mm
2
.
Trường hợp
khác R =
S
L

X
TG
=
0.15m
Ω/m
Dây dẫn (*)

R =
S
L

Cáp: X
C
=
0.0815m
Ω/m
Động cơ điện Thường được bỏ qua ở lưới hạ áp
Dòng ngắn
mạch 3 pha
=
tt
XR
22
3
380

(6.9)
Dòng ngắn
mạch 1 pha
I
sc
=
tt
XR
2
2
'

220

(6.10)
Trong đó:
ρ : điện trở suất của dây ở nhiệt độ bình thường, ρ
đồng
= 22.5mΩxmm
2
/m.
(*): nếu có vài dây dẫn trong pha thì chia điện trở của 1
dây cho số dây. Còn cảm kháng thì hầu như không thay
đổi.
R
t
: điện trở tổng (mΩ) X
t
: cảm kháng tổng
(m
Ω).
R
’
t
= R
t
+ ∑R
PE
: điện trở tổng trong trường hợp ngắn
mạch 1 pha ở mạng có sơ đồ là TN.
Hai công thức tính dòng ngắn mạch (6.9) và (6.10),
được tính với điện áp dây là 380V và điện áp pha là

220V, bỏ qua sụt áp trên đường dây.
* Tính toán ngắn mạch tại thanh cái của tủ điện tổng:
- Theo tiêu chuẩn IEC, giả sử hệ thống trung áp có
P
sc
= 500 MVA
=> R
ht
= 0.053 mΩ, X
ht
= 0.353 mΩ.
- Trạm biến áp 2x1000MVA:
Điện trở của một máy biến áp:
R
B1
= 

3
2
2
10.
.
dm
dm
N
S
UP
= 
3
2

2
10.
1000
4.012
x
= 1.92 mΩ.
Tổng trở của một máy biến áp:
Z
B1
= 10.
%.
2
dm
dm
N
S
UU
= 10.
1000
4.05.5
2
x
= 8.8 mΩ.
Điện kháng của một máy biến áp:
X
B1
= 
1
2
1

2
BB
RZ =  m58.892.18.8
22
.
Vì trạm biến áp có 2 máy biến áp 1000 KVA, nên:
 Điện trở của trạm biến áp R
B
=  m
R
B
96.0
2
92.1
2
1
.
 Điện kháng của trạm biến áp X
B
=  m
X
B
29.4
2
58.8
2
1
.
- Dây dẫn có chiều dài 20m nối từ MBA – TĐT:
Điện trở dây dẫn : R

c
= 0 do dây dẫn có tiết diện S = 800
mm
2
> 200 mm
2
.
Điện kháng dây dẫn : X
c
= 0.08 x 20 = 1.6 mΩ
 Điện trở tổng từ hệ thống trung lưới trung áp đến tủ điện
tổng:
R
t
= R
ht
+ R
B
+ R
c
= 0.053 + 0.96 + 0 = 1.013 mΩ.
 Điện kháng tổng từ hệ thống trung lưới trung áp đến tủ
điện tổng:
X
t
= X
ht
+ X
B
+ X

c
= 0.353 + 4.29 + 1.6 = 6.243 mΩ.
 Dòng ngắn mạch ba pha tại tủ điện tổng :
I
sc
=
TT
XR
22
3
380

= KA78.34
243.6013.13
380
22


.
Theo bảng kết quả bên dưới ta có:
Tại tuyến dây P
1
của tủ điện tầng 1 có R
t
= 516.98 mΩ
và X
t
= 10.775 mΩ,
Tính toán điện trở của dây bảo vệ PE căn cứ vào các tiêu
chuẩn sau:

- S
ph
≤ 16 mm
2
=> S
PE
= S
ph
- 16 < S
ph
≤ 35 mm
2
=> S
PE
= 16 mm
2
- S
ph
> 35 mm
2
=> S
PE
=
2
ph
S
Và:Sơ đồ TN: S
N
= S
pha

– nếu S
pha
≤ 16 mm
2
(dây đồng)
cho các mạch một pha.
S
N
= 0.5S
pha
– cho các trường hợp còn lại
với lưu ý là dây trung tính phải có bảo vệ thích hợp.
Sơ đồ TN-C được dùng khi tiết diện dây pha
≥ 10
mm
2
(dây đồng).
Sơ đồ TN-S bắt buộc dùng khi tiết diện dây pha
< 10
mm
2
(dây đồng).
 R
PE
=  m
xx
68.514
2
0
8

75.22
1
225.22
.
 R
’
t
= R
t
+ R
PE
= 516.98 + 514.68 = 1031.66 mΩ.
Tính gần đúng có thể xem R
PE
≈ R
t
= 516.98 x 2 =
1033.96 m
Ω. (bỏ qua dây nối tại tủ điện).
Do đó dòng ngắn mạch 1 pha trên đường dây P
1
của tủ
điện tầng 1 là:
I
sc
=
tt
XR
2
2

'
220

= .213.0
775.1096.1033
220
22
KA

Sau khi có được kết quả tính toán ngắn mạch ta tiến hành
lựa chọn CB theo các điều kiện (6.4) đến (6.8); lưu ý là,
đối với các thiết bò là động cơ thì cần quan tâm đến dòng
khởi động của động cơ (dòng khởi động của động cơ I
kđ
có thể gấp 5-7 lần dòng làm việc lớn nhất I
lvmax
). Do đó
I
tđtừ
> I
kđ
≈ 7I
lvmax
.
Với cách tính tương tự như trên, ta có bảng kết quả tính
toán ngắn mạch và lựa chọn CB sau:
chiềudài
(m)
ti
ết

diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)

0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn
1(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T1 7 8 19.688
0.56
CB-T1 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
1(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353

MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn 1
(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T1 7 8 19.688
0.56
CB-T1 0

0.45
Dây
d
ẫn1-
1(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56

P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180
1.6
CB-S3 0
0.3
chiềudài
(m)
ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3

S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh

cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn 1
(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T2 14 8 39.375
1.12
CB-T2 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
2(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0

0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810 1.
44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180

1.6
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117 1.0
4
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
chiềudài
(m)
ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
0.053
0.353
00MV
A

MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn 1
(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T3 19 8 53.438
1.52
CB-T3 0

0.45
Dây
d
ẫn1-
3(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56

P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180
1.6
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống

trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
chiềudài
(m)

ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
Dây
d
ẫn 1
(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T4 22.5 8 63.281
1.8
CB-T4 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
4(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0

0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180

1.6
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0

1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn
1(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T5 26 8 73.125
2.08
CB-T5 0
0.45
Dây 0.4 8 1.125
0.032
dẫn1-
5(0.4m
)
CB-P1 0
0.15

P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
chiềudài
(m)
ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04

CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0 0
.3
S2 20 2.5 180
1.6
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống
trung
áp

Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn
1(1m)

1 150 0.15
0.08
TĐ-T6 29.5 8 82.969
2.36
CB-T6 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
6(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630

1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04
chiềudài
(m)
ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180
1.6
CB-S3 0

0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234 2.
08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB

t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn
1(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T7 33 8 92.813
2.64
CB-T7 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
7(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15

P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3

S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180
1.6
chiềudài
(m)
ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống
trung
áp

Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh 0
0.6
cái
(4m)
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn
1(1m)
1 150 0.15

0.08
TĐ-T8 36.5 8 102.66
2.92
CB-T8 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
8(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495
1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12

CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180
1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180
1.6
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3

S5 18 2.5 162
1.44
chiềudài
(m)
ti
ết
diện
(mm2)
R(mΩ) X(m
Ω)
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96
4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t

ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45
Dây
d
ẫn
1(1m)
1 150 0.15
0.08
TĐ-T9 40 8 112.5
3.2
CB-T9 0
0.45
Dây
d
ẫn1-
9(0.4m
)
0.4 8 1.125
0.032
CB-P1 0
0.15
P1 22 1 495

1.76
P1-CS 14 1 630
1.12
CB-P2 0
0.15
P2 17 1 382.5
1.36
P2-CS 18 1 810
1.44
CB-P3 0
0.15
P3 26 1 585
2.08
P3-CS 14 1 630
1.12
CB-P4 0
0.15
P4 7 1 157.5
0.56
P4-CS 13 1 585
1.04
CB-P5 0
0.15
P5 2 1 45
0.16
P5-CS 18 1 810
1.44
CB-S1 0
0.3
S1 20 2.5 180

1.6
CB-S2 0
0.3
S2 20 2.5 180
1.6
CB-S3 0
0.3
S3 13 2.5 117
1.04
CB-S4 0
0.3
S4 26 2.5 234
2.08
CB-S5 0
0.3
S5 18 2.5 162
1.44
Hệ
thống
trung
áp
Psc=5
00MV
A
0.053
0.353
MBA
2x100
0KVA
0.96

4.29
MBA -
>TĐT
20 800 0
1.6
CB
t
ổng
0
0.45
Thanh
cái
(4m)
0
0.6
CB1 0
0.45