第八章 簡單電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算

第八章簡單電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算王海軍

電力系統(tǒng)運(yùn)行有三種狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)、非正常運(yùn)行狀態(tài)和短路故障。短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。一、短路的基礎(chǔ)知識(shí)短路：系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或相與地之間的短接。

1.短路故障產(chǎn)生的原因（1）設(shè)備原因指電氣設(shè)備、元件的損壞。如設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運(yùn)行時(shí)被擊穿導(dǎo)致短路；設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路等。（2）自然原因由于氣候惡劣，如大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰等引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備過電壓或絕緣被擊穿等。（3）人為原因工作人員違反操作規(guī)程，帶負(fù)荷拉閘造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程，帶接地刀閘合閘造成金屬性短路；人為疏忽接錯(cuò)線造成短路；運(yùn)行管理不善，造成小動(dòng)物進(jìn)入帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。（1）短路電流的熱效應(yīng)巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。（2）短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過大或設(shè)備電動(dòng)力過大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。2短路故障的危害（3）短路時(shí)系統(tǒng)電壓下降短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，給用戶帶來很大影響。例如，作為主要?jiǎng)恿υO(shè)備的異步電動(dòng)機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。電壓大幅下降將造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn)，給用戶帶來損失；同時(shí)，電壓降低會(huì)造成照明負(fù)荷，如電燈突然變暗或一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。（4）不對(duì)稱短路的磁效應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，不對(duì)稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢，這對(duì)于附近的通信線路、鐵路信號(hào)系統(tǒng)及其他電子設(shè)備、電動(dòng)控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾。（5）短路時(shí)的停電事故短路時(shí)會(huì)造成停電事故，給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大（6）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，造成系統(tǒng)瓦解短路可能造成的最嚴(yán)重后果就是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。3.短路種類短路形式：兩相接地短路短路對(duì)稱短路不對(duì)稱短路單相短路兩相短路單相接地短路單相接中性點(diǎn)短路兩相短路兩相短路接地三相短路用表示，二相短路表示，單相短路用表示，兩相接地短路用表示。只有三相短路，屬對(duì)稱短路。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路。

三相短路是對(duì)稱短路，用k(3)表示，如圖a所示。因?yàn)槎搪坊芈返娜嘧杩瓜嗟?，所以三相短路電流和電壓仍然是?duì)稱的，只是電流比正常值增大，電壓比額定值降低。三相短路發(fā)生的概率最小，只有5％左右，但它卻是危害最嚴(yán)重的短路形式。兩相訓(xùn)短路霉是不陪對(duì)稱搞短路哀，用k(鼻2)表示銳，如圖例b所小示。兩挑相短萌路的副發(fā)生謠概率貧為10％～15％。兩相借接地烈短路階也是柿一種崗不對(duì)皺稱短交路，趴用k(彈1.綿1)表示駛，如圖叢（c炸）、菊（d隱）所環(huán)示。它飼是指椒中性艷點(diǎn)不鵲接地闊系統(tǒng)頌中兩粗個(gè)不牌同的掉相均贏發(fā)生這單相燃接地做而形旺成的沉兩相頭短路另，亦粒指兩會(huì)相短踐路后爸又接球地的嶼情況悶。兩則相接椒地短紐奉路發(fā)島生的亡概率桂為10％～20％。相短售路用旋k(辭1)福表示疊，如圖那（e催）、反（f伸）所瓦示，也益是一金種不眼對(duì)稱胡短路我。它憑的危絕害雖斑不如績其他顯短路剛形式映嚴(yán)重看，但兼在中籃性點(diǎn)資直接細(xì)接地蕩系統(tǒng)付中發(fā)捆生的斤概率故最高欣，占迷短路惹故障奸的6糞5％染～7最0％必。短路的類型（1）威電氣掃主接狀線比押選短路廁電流崇計(jì)算吸可為數(shù)不同歐方案皺進(jìn)行有技術(shù)帆經(jīng)濟(jì)堆比較商，并狠為確嶄定是慚否采輸取限財(cái)制短凡路電皮流措檢施等憶提供甲依據(jù)旗。4、短謀路電恐流計(jì)定算的委目的（2）有選擇底導(dǎo)體除和電鬧器如選浪擇斷乖路器基、隔曉離開繁關(guān)、析熔斷夠器、剃互感制器、龜母線喜、絕盲緣子伶、電綠纜、由架空橡線等幫。其凡中包價(jià)括計(jì)拌算三借相短漆路沖賺擊電殘流、凝沖擊畫電流匆有效濕值以作校驗(yàn)福電氣旋設(shè)備獎(jiǎng)電動(dòng)餓力穩(wěn)電定度爆，計(jì)酸算三客相短甲路電吐流穩(wěn)雙態(tài)有舒效值霧用以雹校驗(yàn)場電氣窮設(shè)備巖及載沒流導(dǎo)津體的朗熱穩(wěn)旺定性轎，計(jì)習(xí)算三溫相短刻路容倡量以第校驗(yàn)拴斷路報(bào)器的候遮斷燒能力堅(jiān)等。（3）騾確定或中性栗點(diǎn)接脂地方渴式對(duì)于35占k縣V、10姑k陷V供配鋼電系衛(wèi)統(tǒng)，想根據(jù)脊單相券短路國電流界可確圍定中吼性點(diǎn)嶼接地曾方式湯。（4）志驗(yàn)算電接地?fù)嵫b置毀的跨愉步電卡壓和識(shí)接觸句電壓錦。（5）考選擇鬧繼電飄保護(hù)喉裝置悶和整抵定計(jì)拋算在考勉慮正稠確、學(xué)合理夠地裝莖設(shè)保者護(hù)裝浮置和卵校驗(yàn)移保護(hù)便裝置奇靈敏翅度時(shí)倦，不拍僅要抵計(jì)算鞏短路移故障套支路葛內(nèi)的久三相耐短路折電流駕值，螺還需屈知道茫其他安支路習(xí)短路者電流財(cái)分布真情況泉；不所僅要蹤蝶算出累最大戀運(yùn)行眉方式串下電葬路可廉能出煉現(xiàn)的棋最大高短路刃電流粒值，承還應(yīng)涌計(jì)算扭最小公運(yùn)行驗(yàn)方式駝下可董能出養(yǎng)現(xiàn)的解最小漠短路證電流柏值；姐不僅勁要計(jì)罩算三厭相短座路電橡流，砍而且摘也要窗計(jì)算技兩相宰短路犧電流掘，或捎根據(jù)背需要筑計(jì)算鍵單相咱接地域電流荷等。（1）短路怎點(diǎn)的斧選取待短路腥點(diǎn)為訓(xùn)各級(jí)姿電壓敗母線直、各蛾級(jí)線責(zé)路末責(zé)端。（2）短路蜂時(shí)間鑒的確沈定根溪據(jù)電僑氣設(shè)賤備選崇擇和刻繼電宏保護(hù)斥整定翼的需京要，敬確定桃計(jì)算象短路許電流栗的時(shí)至間。（3）短路準(zhǔn)電流意的計(jì)賄算包肆括最吉大運(yùn)區(qū)行方喂式下廉最大寨短路短電流妨、最液小運(yùn)攪行方凱式下刃最小弓短路按電流旨以及釋各級(jí)飄電壓主中性適點(diǎn)不扁接地姜系統(tǒng)覆的單掏相接奪地短鑼路電邊流，祝計(jì)算心的具意體項(xiàng)浸目及勤其計(jì)桌算條意件取溫決于炭計(jì)算符短路甚電流箱的目睡的。5短路累電流姥計(jì)算氧的內(nèi)桌容1）.基本達(dá)假定短路滴電流闖計(jì)算角中，受為簡飲化分更析，訂通常夫采用英以下責(zé)基本袍假定親：（1）戀正常覽運(yùn)行濟(jì)時(shí)，鳳三相頁系統(tǒng)率對(duì)稱拾運(yùn)行檔。（2）挽所有螞電源屢的電爬動(dòng)勢吃相位縣角相陵同。（3）勞系統(tǒng)浙中所微有同灑步和奮異步元電動(dòng)令機(jī)均單為理館想電虧機(jī)，量即不督考慮圖電機(jī)楚磁飽蹄和、躲磁滯斑、渦拜流及撕導(dǎo)體犯集膚本效應(yīng)更等影樸響，旨轉(zhuǎn)子勤結(jié)構(gòu)金完全酬對(duì)稱率，定客子三洲相繞虜組空衰間位氣置相沙差12緣瑞0°電氣深角度革。6短路景電流叔計(jì)算悶條件（4）地電力碌系統(tǒng)你中各燭元件好的磁境路不巾飽和慎，即斤帶鐵罪芯的玩電氣要設(shè)備盡電抗首值不碼隨電應(yīng)流大盈小發(fā)暢生變棍化。（5）帖同步攤電機(jī)針都具堆有自棒動(dòng)調(diào)勁整勵(lì)金磁裝結(jié)置。（6）君不考購慮短炊路點(diǎn)新的電嶼弧電切阻。（7）列不考余慮變?cè)袎浩鳚h的勵(lì)佩磁電譯流。（8）挑除計(jì)庫算短篇路電攏流的那衰減益時(shí)間攪常數(shù)乞和低斃壓電扮網(wǎng)的盜短路芹電流嶺外，茫元件浴的電捐阻略手去不廟計(jì)。（9）顛輸電月線路窯的電平容略打去不猜計(jì)。（10）個(gè)元件塑的計(jì)尤算參述數(shù)取勇額定毛值。2）.一般喘規(guī)定（1）秀驗(yàn)算熊導(dǎo)體不和電材器動(dòng)唯穩(wěn)定耀、熱途穩(wěn)定匯以及碼電器盈開斷輛電流沈所用臂的短塵路電景流應(yīng)統(tǒng)按本熔工程妹的規(guī)曬劃容騰量計(jì)表算，閉并考離慮電爽力系西統(tǒng)的蛙遠(yuǎn)景層規(guī)劃蹈（一已般為鉗本工按程預(yù)故期投陰產(chǎn)后5～10年的聞發(fā)展附規(guī)劃毅考慮顯）。確定港短路閥電流裝時(shí)，鋒應(yīng)按我可能眼發(fā)生登最大當(dāng)短路蒙電流彈的正鳴常接策線方諒式計(jì)弦算，著不應(yīng)金按僅予在切領(lǐng)換過惠程中針可能執(zhí)并列受運(yùn)行震的接么線方害式計(jì)藥算。（2）焦驗(yàn)算柱導(dǎo)體守和電奪器用雅的短據(jù)路電鹽流，蹤蝶在電祝氣連濾接的咽網(wǎng)絡(luò)樂中，弟應(yīng)考若慮具洗有反鮮饋?zhàn)魍玫睦惒金z電動(dòng)純機(jī)的崇影響乎和電覽容補(bǔ)已償裝播置放峰電電安流的青影響夾。7短路中電流創(chuàng)計(jì)算縱方法1.標(biāo)幺墻制法標(biāo)幺漂制是陽一種沃相對(duì)還單位詢制，傭標(biāo)幺武值是天一個(gè)貼無單咽位的諒量，院為任撤一參腫數(shù)對(duì)隊(duì)其基槐準(zhǔn)值涼的比再值。棟標(biāo)幺季制法相就是福將電載路元堡件各閣參數(shù)槍均用據(jù)標(biāo)幺圾值表脫示。鎮(zhèn)在短歸路電擱流計(jì)恒算中克通常姨涉及本四個(gè)搏基準(zhǔn)園量，憂即基遙準(zhǔn)電監(jiān)壓Ud、基炸準(zhǔn)電形流Id、基貓準(zhǔn)視典在功法率Sd和基帝準(zhǔn)阻驢抗Zd。在窗高壓領(lǐng)系統(tǒng)套中，洞由于斯回路科電抗瞎一般古遠(yuǎn)大透于電揚(yáng)阻，季為了嗽方便爭，在轎工程閱上一耳般可飯忽略稼電阻姑，直混接用父電抗夢代替乒各元滴件的同阻抗外，這遼樣Zd驗(yàn)≈X受d。由鏟于電氧力系蓮統(tǒng)有裝多個(gè)富電壓盟等級(jí)月的網(wǎng)破絡(luò)組籍成，湊采用掠標(biāo)幺好制法癥可以欄省去拐不同膨電壓組等級(jí)舍間電罰氣參疑量的議折算麻。在耍高壓腿系統(tǒng)允中宜挺采用傘標(biāo)幺辜制法跳進(jìn)行邊短路兆電流裳計(jì)算酷。有名睬值法券就是噸以實(shí)燈際有應(yīng)名單鎮(zhèn)位給災(zāi)出電卡路元禽件參環(huán)數(shù)，鎮(zhèn)這種膛方法員通常小用于1嬸kV以下條低壓職供配查電系秒統(tǒng)短驕路電縣流的最計(jì)算2.有名奶值法一、標(biāo)么符值的成概念有名銀值：城用實(shí)瓣際有最名單驅(qū)位表覺示物否理量勢的方最法標(biāo)么宗值：腹采用冶其實(shí)螺際值遣（有路名單幕位值鹿）與妖某一嫂選定虎的基荒準(zhǔn)值妖的比建值來錦表示標(biāo)幺啞值實(shí)非際就落是某糾個(gè)物嗎理量君的有餅名值責(zé)與選布定的縮慧同單討位的馳基準(zhǔn)飼值的砌比值徒，也援就是才對(duì)基肚準(zhǔn)值剖的倍助數(shù)值見。顯困然，貝同一欠個(gè)物朝理量礦當(dāng)選濕取不斃同的播基值緊時(shí)，蕩其標(biāo)沾幺值卵也就蹲不同廁。當(dāng)描胞述一職個(gè)物遷理量鴉的標(biāo)厘幺值嚴(yán)時(shí)，朝必須凱同時(shí)購說明董其基宏準(zhǔn)值活為多帥大，魄否則母僅一似個(gè)標(biāo)慈幺值稿是沒談?dòng)幸舛炅x的玩。標(biāo)幺淹值＝標(biāo)幺稿值無腥單位.標(biāo)么鋼制1、基鏡值采用佛標(biāo)幺榴值進(jìn)企行計(jì)腳算時(shí)訴，第球一步鵝的工法作是伐選取料各物造理量橫的基完準(zhǔn)值不。電嶺力系界統(tǒng)的由各電典氣量塞基準(zhǔn)蝕值的趕選擇豈必須逃符合在電路(三相劣）基檔本關(guān)皆系，辭即式中SB——三相脈功率爽的基鋒準(zhǔn)值粥；UB、IB——線電幅壓、蹦線電暮流的睡基值掘；ZB——每相蜻阻抗備的基跌值。習(xí)慣間上只馬選定SB和UB2、標(biāo)殖么值基值肅選定蓮以后拌便可篇計(jì)算群各物源理量征的標(biāo)疤幺值儉，其蹲值分做別為:由上斯式可雄見，按、黎、辭是毀同一趨個(gè)基搖準(zhǔn)值右；容、柔、攜也是燒同一素個(gè)基庫準(zhǔn)值油。有名壤值基準(zhǔn)訴值三相紙電路瞇各標(biāo)數(shù)幺值博間的勝關(guān)系禾同單儉相電錦路。1.辨4.地2不同聞基值叢間標(biāo)桑幺制滿的換脾算在電然力系字統(tǒng)的址實(shí)際該計(jì)算濁中，莫對(duì)于逆直接僵電氣乞聯(lián)系屯的網(wǎng)閃絡(luò)，翻在制岸訂標(biāo)氣幺值各的等扒值電秤路時(shí)差，各鏈元件盯的參戒數(shù)必坑須按統(tǒng)一輔的基薯準(zhǔn)值進(jìn)行冠歸算里。然而熔，從征手冊(cè)鐘或產(chǎn)譜品說料明書芬中查野得的堵電機(jī)柿和電損器的勤阻抗窮值，浮一般精都是紹以各緞自的窄額定撓容量著（或光額定春電流西）和濱額定足電壓拐為基醉準(zhǔn)的醬標(biāo)幺錢值（咽額定岔標(biāo)幺鄭阻抗題）。南由于騾各元日件的鹽額定根值可旱能不囑同，舍因此親，必須悲把不息同基芽準(zhǔn)值冊(cè)的標(biāo)妻幺阻笑抗換坐算成月統(tǒng)一錄基準(zhǔn)警值的廉標(biāo)幺倆值。有名制發(fā)電滿機(jī)和兇變壓失器的驗(yàn)標(biāo)幺堪電抗榜的換鏈算:變壓撿器:掌握對(duì)于蘿系統(tǒng)度中用鑰來限證制短扁路電抓流的墻電抗森器，闖它的效額定酬標(biāo)幺矩電抗際是以案額定微電壓妖和額糕定電唉流為腹基準(zhǔn)揮值來慢表示樹的。槽因此存，它摘的換蛇算公緞式為:()一些申設(shè)