供配電短路電流計(jì)算

第三章短路電流計(jì)算內(nèi)容提要：本章概述短路電流的計(jì)算。首先說(shuō)明無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析和無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法，低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法，介紹了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響，最后介紹了供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。一、短路及其原因、后果

1.概述

定義：短路(shortcircuit):電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地之間直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接，產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流的情況。正常的電力系統(tǒng)中，除中性點(diǎn)之外，相與相和相與地之間是絕緣的，不論由于何種原因使絕緣遭到破壞,不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻抗短接而構(gòu)成通路，即所謂電力系統(tǒng)發(fā)生了短路故障。

1）電氣絕緣損壞

2）誤操作3）自然災(zāi)害（雷電、大風(fēng)、雨雪、地震、鳥(niǎo)獸害等）

一、短路及其原因、后果

1.概述

原因：一、短路及其原因、后果

1.概述

后果：（1）短路的電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)（2）電壓驟降（3）造成停電事故（4）影響系統(tǒng)穩(wěn)定（5）產(chǎn)生電磁干擾二、短路的類型

1.概述

1）三相短路：供配電系統(tǒng)三相導(dǎo)體間的短接；對(duì)稱短路，其他均為非對(duì)稱短路。

2）兩相短路：三相供配電系統(tǒng)中任意兩相導(dǎo)體間的短接；二、短路的類型

1.概述

3）單相接地短路：供配電系統(tǒng)中任一相經(jīng)大地與中性點(diǎn)或與中線發(fā)生的短路。二、短路的類型

1.概述

4）兩相接地短路：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，任意兩相發(fā)生單相接地而產(chǎn)生的短路。三、計(jì)算短路電流的目的1.概述

（1）選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備（2）繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算（3）設(shè)計(jì)時(shí)不同方案的技術(shù)比較電力系統(tǒng)中，發(fā)生在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中的單相短路電流有可能最大，而在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中都采取了限制單相短路電流的措施，因此，單相短路電流不可能最大。一般企業(yè)電網(wǎng)都是中性點(diǎn)不接地的6~35kV電網(wǎng)，距電源較遠(yuǎn)，因而實(shí)際上三相短路電流最大，造成危害也最重，所以短路電流計(jì)算的重點(diǎn)是三相短路電流計(jì)算。2.無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析

一、無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)的概念

在發(fā)生短路時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)生的電磁暫態(tài)變化過(guò)程復(fù)雜，為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)發(fā)生在無(wú)限大容量系統(tǒng)中。無(wú)限大容量電源，就是內(nèi)阻抗為零的電源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗為零時(shí)，不管輸出的電流如何變動(dòng)，電源內(nèi)部不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變，相當(dāng)于一個(gè)理想的電壓源。目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算特征：Ss=∞；Zs=0；Us=const無(wú)限大容量只是一個(gè)相對(duì)概念。指電源系統(tǒng)的容量相對(duì)于用戶容量來(lái)說(shuō)大得多（具有合理性），在發(fā)生三相短路時(shí)電源系統(tǒng)的內(nèi)阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短路回路的總阻抗，以致無(wú)論用戶負(fù)荷如何變化甚至發(fā)生短路，系統(tǒng)的母線電壓都能基本維持不變（誤差在允許范圍）。2.無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析

一、無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)的概念

目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算特征：Ss=∞；Zs=0；Us=const

在工程計(jì)算中，當(dāng)電源系統(tǒng)的阻抗不大于短路回路總阻抗的5%～10%，或者電源系統(tǒng)的容量超過(guò)用戶容量的50倍時(shí)，可將其視為無(wú)窮大電源系統(tǒng)。2.無(wú)限大容量量電源系統(tǒng)統(tǒng)供電時(shí)短短路過(guò)程的的分析二、短路過(guò)過(guò)程的簡(jiǎn)單單分析短路發(fā)生后后，系統(tǒng)就就由工作狀狀態(tài)經(jīng)過(guò)一一個(gè)暫態(tài)過(guò)過(guò)程，然后后進(jìn)入短路路后的穩(wěn)定定狀態(tài)。電力系統(tǒng)的的短路故障障往往是突突然發(fā)生的的。發(fā)生短路后后，由于負(fù)負(fù)荷阻抗和和部分線路路阻抗被短短路，所以以電路電流流要突然增增大；但由于電路中存在在電感，電電流不能突突變，引起一個(gè)個(gè)過(guò)渡過(guò)程程。由于暫態(tài)過(guò)過(guò)程中的短短路電流比比起穩(wěn)態(tài)值值要大很多多，所以暫暫態(tài)過(guò)程雖雖然時(shí)間很很短，但它它對(duì)電器設(shè)設(shè)備的危害害卻遠(yuǎn)比穩(wěn)穩(wěn)態(tài)短路電電流要嚴(yán)重重得多。二、短路過(guò)過(guò)程的簡(jiǎn)單單分析右邊：變成無(wú)源源短路回路路——零輸入響應(yīng)應(yīng)，電流將將從短路瞬瞬間的值不不斷衰減，，直至所有有磁場(chǎng)能量量變?yōu)殡娮枳柚邢牡牡臒崮?，即即電流衰減減為零。（（不予深入入討論）左邊：與電源相相連的短路路回路——分析全響應(yīng)應(yīng)；短路后后，每相阻阻抗變小，，其穩(wěn)態(tài)電電流值必將將增大；但但由于存在在電感，故故電流不能能突變，將將出現(xiàn)非周周期分量電電流，非周周期分量電電流不斷衰衰減，電流流最終達(dá)到到穩(wěn)態(tài)值。。短路暫態(tài)態(tài)過(guò)程的分分析和計(jì)算算就是針對(duì)對(duì)這一回路路的。無(wú)限大容量量系統(tǒng)，在在f點(diǎn)發(fā)生三相相短路時(shí)，，電路被分分成兩個(gè)獨(dú)獨(dú)立的回路路。左邊回回路仍與電電源相連接接，右邊回回路則沒(méi)有有電源。二、短路過(guò)過(guò)程的簡(jiǎn)單單分析正常運(yùn)行：：等效成單相相電路分析析電源相電壓壓：運(yùn)行電流：：電流幅值：阻抗角正常運(yùn)行：：三相短路分分析：定性分析故障點(diǎn)右側(cè)側(cè)，沒(méi)有電電源，電流流衰減到零零；故障點(diǎn)左側(cè)側(cè)有電源，，阻抗突變變Z↓,I↑；I不突變，將將出現(xiàn)一個(gè)個(gè)非周期分分量電流來(lái)來(lái)維持其原原有電流，，這個(gè)非周周期分量電電流的初始始值就是短短路瞬間回回路中的負(fù)負(fù)載電流和和短路后回回路應(yīng)達(dá)到到的電流之之差；故障電流將不斷衰衰減（暫態(tài)過(guò)渡過(guò)過(guò)程），最終達(dá)到到穩(wěn)定值。三相短路分析：定量分析一階常系數(shù)、線性性非齊次微分方程程該方程式的解就是是短路的全電流，，它由兩部分組成成：第一部分是方程式式的特解，代表短路電流的的周期分量；第二部分是對(duì)應(yīng)齊齊次方程的一般解，代表短路電流的的非周期分量。根據(jù)該微分方程如如何求取短路的全全電流？由初始條件決定，，即在短路瞬間t=0時(shí)，短路前工作電電流與短路后工作作電流相等。非周期分量，自由由分量，按指數(shù)衰衰減，最終為0周期分量，穩(wěn)態(tài)分分量短路電流周期分量幅值；短路回路阻抗角；短路回路衰減時(shí)間常數(shù)；積分常數(shù)，短路電流非周期分量初始值定量分析積分常數(shù)C由初始條件決定，，根據(jù)楞次定律，，通過(guò)電感的電流流是不能突變的，，即短路前后瞬間間的電流值必須相相等，即：三相短路分析：定量分析非周期分量初始值值短路全電流周期分量——強(qiáng)制分量：由無(wú)窮窮大系統(tǒng)的電源電電壓和回路阻抗決決定，周期分量電電流幅值不變；其其中周期分量與電電源具有相同的變變化規(guī)律，依然是是正弦信號(hào)，且頻頻率與電源相同；；非周期分量——自由分量：按指數(shù)數(shù)衰減，與電源無(wú)無(wú)關(guān)。三相短路分析：定量分析短路全電流周期分量——強(qiáng)制分量：由無(wú)窮窮大系統(tǒng)的電源電電壓和回路阻抗決決定，周期分量電電流幅值不變；其其中周期分量與電電源具有相同的變變化規(guī)律，依然是是正弦信號(hào)，且頻頻率與電源相同；；非周期分量——自由分量：按指數(shù)數(shù)衰減，與電源無(wú)無(wú)關(guān)。無(wú)限大容量系統(tǒng)三三相短路時(shí)短路電電流的變化曲線檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果什么是無(wú)限大容量電源供供電系統(tǒng)？短路全電流包含哪哪些分量？何種條條件下，短路全電電流達(dá)到最大？無(wú)限大容量電源供供電系統(tǒng)發(fā)生三相相短路時(shí)，電流如如何變化？如何求解高低壓系統(tǒng)的短路路沖擊電流和短路路沖擊電流的有效效值？i,u無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)發(fā)生三相短路時(shí)的的電壓、電流曲線線如下圖：在電源電壓及短路地地點(diǎn)不變的情況下，要使短短路全電流達(dá)到最最大值，必須具備備以下的條件：產(chǎn)生最大短路電流流的條件：短路前為空載，即，此時(shí)。設(shè)線路的感抗比電阻大得多，即短路阻抗角。短路發(fā)生在某相電壓瞬時(shí)值過(guò)零值時(shí)，即當(dāng)時(shí)，初相角。由于三相短路中各各相電壓的相位差差為120度，發(fā)發(fā)生三相短路時(shí)，，各相短路電流的的非周期分量和周周期分量的初始值值并不相等，因此此并不是每相都會(huì)會(huì)出現(xiàn)最大短路電電流，最大短路電電流只會(huì)在一相出出現(xiàn)。最大短路電流：代入全電流公式2.無(wú)限大容量電源系系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)過(guò)程的分析三、三相短路的有有關(guān)物理量短路沖擊電流（short-circuitshockcurrent），，為短路全電流中中的最大瞬時(shí)值。短路電流是穩(wěn)態(tài)分分量和暫態(tài)分量之之和。穩(wěn)態(tài)分量從從0開(kāi)始按正弦規(guī)規(guī)律變化，暫態(tài)分分量從最大值起，，按指數(shù)規(guī)律衰減減。它們疊加在一一起就有一個(gè)最大大值，稱為短路沖沖擊電流。由全電流曲線可以以看出，短路沖擊擊電流出現(xiàn)在故障障后約半個(gè)周期（（當(dāng)f=50Hz，這個(gè)時(shí)間約為為短路發(fā)生后0.01s出現(xiàn)）。。短路沖擊電流：短路沖擊電流：：短路沖擊電流（short-circuitshockcurrent），，為短路全電流中中的最大瞬時(shí)值。三、三相短路的有有關(guān)物理量

短路電流沖擊系數(shù)：對(duì)于純電阻電路，取1；對(duì)于純電感性電路，取2；因此，介于1和2之間。高壓供電系統(tǒng)：低壓供電系統(tǒng)：意味著不產(chǎn)生非周周期分量意味著非周期分量量不衰減校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定短路全電流有效值值：：三、三相短路的有有關(guān)物理量在短路暫態(tài)過(guò)程中，任一時(shí)刻t的短路電流有效值，是以時(shí)間t為中點(diǎn)的一個(gè)周期內(nèi)的周期分量的有效值和非周期分量在t時(shí)刻瞬時(shí)值的均方根值。短路沖擊電流有效效值：：t=0.01s時(shí)時(shí)短路全電流達(dá)到到最大，此時(shí)的電電流有效值成為短短路沖擊電流有效效值。三、三相短路的有有關(guān)物理量短路沖擊擊電流有有效值：：t=0.01s時(shí)短路路全電流流達(dá)到最最大，此此時(shí)的電電流有效效值成為為短路沖沖擊電流流有效值值。三、三相相短路的的有關(guān)物物理量高壓供電電系統(tǒng)：：低壓供電電系統(tǒng)：：穩(wěn)態(tài)短路路電流有有效值：：三、三相相短路的的有關(guān)物物理量無(wú)限大容容量系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生三三相短路路時(shí)，短短路電流流周期分分量有效效值保持持不變。。t=∞時(shí)，非非周期分分量早已已衰減完完畢，短短路全電電流就只只有短路路電流的的周期分分量，稱稱為穩(wěn)態(tài)態(tài)短路電電流。三、有關(guān)關(guān)短路的的物理量量短路電流流周期分分量：短路電流流非周期期分量：短路全電電流：短路沖擊擊電流：短路穩(wěn)態(tài)態(tài)電流：短路沖擊擊電流有有效值：3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法在無(wú)限大大容量電電源供電電系統(tǒng)中中發(fā)生三三相短路路時(shí)，短短路電流流的周期期分量的的幅值和有效值是是不變的的。如何計(jì)算算穩(wěn)態(tài)短短路電流流（短路路電流周周期分量量）？有名值法法（歐姆姆法）標(biāo)幺值法法有名值法法（歐姆姆法）穩(wěn)態(tài)短路路電流的的計(jì)算方方法無(wú)限大容容量電源源內(nèi)部阻阻抗很小?。ā?）母線電壓壓近似不不變有名值計(jì)計(jì)算式：短路點(diǎn)的的短路計(jì)計(jì)算電壓壓（平均額額定電壓壓），取比線路路額定電電壓高5%。0.220.383610351102203305000.230.43.156.310.537115230345525短路計(jì)算算中，電電氣設(shè)備備各元件件的阻抗抗及其它它電氣參參數(shù)用有有名單位位（歐姆姆、伏、、安）來(lái)來(lái)計(jì)算。。有名值法法（歐姆姆法）穩(wěn)態(tài)短路路電流的的計(jì)算方方法阻抗取值值電源至短短路點(diǎn)之之間的總總電阻和和總電抗抗（已歸歸算至短路點(diǎn)所在段的的平均額額定電壓壓等級(jí)下下）。允許簡(jiǎn)化。高壓供電系統(tǒng)中，總是，因此一般只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。此時(shí)誤差在允許范圍內(nèi)。高壓系統(tǒng)統(tǒng)中，穩(wěn)穩(wěn)態(tài)短路路電流計(jì)計(jì)算近似似式：**電路中含有變壓壓器時(shí)，，各元件件的阻抗抗都要統(tǒng)統(tǒng)一換算算到短路路點(diǎn)的短短路計(jì)算算電壓上上去。需考慮變變壓器變變比和參參數(shù)的歸歸算問(wèn)題題，不方方便。穩(wěn)態(tài)短路路電流的的計(jì)算方方法高壓系統(tǒng)統(tǒng)中：關(guān)鍵在于求出的值求解有兩兩種方法法：（1）有有名值值法（2）標(biāo)標(biāo)幺值值法標(biāo)幺值法法有名值法法通常用用于低壓壓系統(tǒng)，，標(biāo)幺值值法用于于高壓系系統(tǒng)中。。在高壓網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)計(jì)算短路路電流時(shí)時(shí)采用標(biāo)標(biāo)幺值最最方便，，無(wú)需考考慮變壓壓器變比比和電氣氣設(shè)備參參數(shù)的歸歸算問(wèn)題題。3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法一、標(biāo)幺幺值法1、某物理理量的標(biāo)標(biāo)幺值定定義基于基準(zhǔn)準(zhǔn)值的標(biāo)標(biāo)幺值會(huì)會(huì)遇到哪哪些物理理量？注：標(biāo)幺值是是一個(gè)沒(méi)沒(méi)有單位位的相對(duì)對(duì)值，通通常用帶帶*的上上標(biāo)以示示區(qū)別。?；鶞?zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流、基準(zhǔn)阻抗3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法一、標(biāo)幺幺值法2、基準(zhǔn)準(zhǔn)值的選選取電壓基準(zhǔn)準(zhǔn)值：短短路點(diǎn)所所在段的的網(wǎng)絡(luò)平平均電壓壓容量基準(zhǔn)準(zhǔn)值：采采用10的次方方。實(shí)際應(yīng)用用：原則：可任意選選擇通常選定、基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流、基準(zhǔn)阻抗在實(shí)用短短路電流流計(jì)算中中可以近近似認(rèn)為為電氣設(shè)設(shè)備（除除電抗器器外）的的額定電電壓與所所在電壓壓等級(jí)的的平均額額定電壓壓相等。。3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法二、供電電系統(tǒng)中中各元件件電抗標(biāo)標(biāo)幺值的的計(jì)算在高壓供供電系統(tǒng)統(tǒng)中，影影響短路路電流的的主要電電器元件件有發(fā)電電機(jī)或電電力系統(tǒng)統(tǒng)、變壓壓器、電電抗器以以及線路路。在計(jì)算這這些元件件的阻抗抗時(shí)，為為了簡(jiǎn)化化起見(jiàn)，，通常做做一些不不影響計(jì)計(jì)算精度度的假設(shè)設(shè)：首先將磁路的的飽和及及磁滯等等忽略不不計(jì)，各各種線性性化處理理可認(rèn)為為各元件件的阻抗抗是恒定定的，便便于運(yùn)用用疊加原原則；其次認(rèn)為短路路均為金金屬性短短接，這這種理想想化處理理，可不不考慮短短路點(diǎn)可可能存在在的過(guò)渡渡電阻影影響；第三，在高壓壓供電系系統(tǒng)中，，由于電電阻往往往較電抗抗小得多多，常常?？梢院龊雎噪娮枳璧挠绊戫?。3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法二、供電電系統(tǒng)中中各元件件電抗標(biāo)標(biāo)幺值的的計(jì)算1、輸電線線路電力線路路阻抗有有名值：：給定參數(shù)數(shù)：電力力線路長(zhǎng)長(zhǎng)度、單單位長(zhǎng)度度電阻和和電抗二、供電電系統(tǒng)中中各元件件電抗標(biāo)標(biāo)幺值的的計(jì)算1、輸電線線路圖3-5多級(jí)電壓壓的供電電系統(tǒng)示示意圖若線路電電抗與短短路點(diǎn)在在同一電電壓等級(jí)級(jí)下多級(jí)電壓壓系統(tǒng)中中多級(jí)電壓壓系統(tǒng)中中，上式式是否成成立呢？？

若短路發(fā)生在第四區(qū)段4WL內(nèi)，選擇基準(zhǔn)容量為，各級(jí)基準(zhǔn)電壓分別為。換算到短短路點(diǎn)電電壓等級(jí)級(jí)的等效效電抗換算到短短路點(diǎn)電電壓等級(jí)級(jí)的等效效電抗標(biāo)標(biāo)幺值用基準(zhǔn)容容量和元元件所在在電壓等等級(jí)的基基準(zhǔn)電壓壓計(jì)算的的阻抗標(biāo)標(biāo)幺值，，和將元元件阻抗抗換到短短路點(diǎn)所所在的電電壓等級(jí)級(jí)，再用用基準(zhǔn)容容量和短短路點(diǎn)所所在電壓壓等級(jí)基基準(zhǔn)電壓壓計(jì)算的的阻抗標(biāo)標(biāo)幺值相相同結(jié)論：不論短路路發(fā)生在在哪一電電壓等級(jí)級(jí)區(qū)段，，各段元元件參數(shù)數(shù)的標(biāo)幺幺值只需需用元件件所在級(jí)級(jí)的平均均電壓作作為基準(zhǔn)準(zhǔn)電壓來(lái)來(lái)計(jì)算，，而無(wú)需需再進(jìn)行行電壓折折算。選選取了短短路段的的平均電電壓為基基準(zhǔn)電壓壓后，各各元件電電抗的標(biāo)標(biāo)幺值就就只與元元件所在在段的平平均電壓壓有關(guān)，，與短路路點(diǎn)發(fā)生生在哪一一段無(wú)關(guān)關(guān)。二、供電電系統(tǒng)中中各元件件電抗標(biāo)標(biāo)幺值的的計(jì)算2、變壓壓器變壓器阻阻抗有名名值：電阻很小小，可以以忽略不不計(jì)給定參數(shù)數(shù)：額定定容量和和短路電電壓百分分?jǐn)?shù)換算到變變壓器一一次側(cè)的的等值阻阻抗變壓器通通過(guò)額定定電流時(shí)時(shí)在阻抗抗上產(chǎn)生生的電壓壓降的百百分?jǐn)?shù)。。給定參數(shù)數(shù)：電抗抗器的額額定電壓壓、額定定電流、、電抗百百分?jǐn)?shù)用來(lái)限制制短路電電流的電電感線圈圈電抗器電電抗有名名值為：：注意：安安裝電抗抗器的網(wǎng)網(wǎng)路電壓壓不一定定和電抗抗器的額額定電壓壓相等。。二、供電電系統(tǒng)中中各元件件電抗標(biāo)標(biāo)幺值的的計(jì)算3、電抗抗器1）給定參參數(shù)：電電力系統(tǒng)統(tǒng)電抗有有名值Xs2）給定參參數(shù)：電電力系統(tǒng)統(tǒng)出口斷斷路器斷斷流容量量3）給定參參數(shù)：電電力系統(tǒng)統(tǒng)出口處處的短路路容量若電力部部門(mén)提供供相關(guān)參參數(shù)，則則考慮二、供電電系統(tǒng)中中各元件件電抗標(biāo)標(biāo)幺值的的計(jì)算3、電源源3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法三、求電電源至短短路點(diǎn)的的總阻抗抗計(jì)算出每每個(gè)元件件的電抗抗后，就就可以畫(huà)畫(huà)出由電電源至短短路點(diǎn)的的等效電電路圖。。圖3-6就是圖3-5的等效電電路圖。。求總電電抗時(shí)，，可根據(jù)據(jù)元件間間的串、、并聯(lián)關(guān)關(guān)系求出出總的電電抗標(biāo)幺幺值。。。圖3-6圖3-5所示系統(tǒng)統(tǒng)的等效效電路圖圖圖3-5多級(jí)電壓壓的供電電系統(tǒng)示示意圖3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法四、短路路參數(shù)的的計(jì)算高壓系統(tǒng)統(tǒng)中，穩(wěn)穩(wěn)態(tài)短路路電流計(jì)計(jì)算近似似式：取

短路容量3.無(wú)限大容容量電源源條件下短短路電流流的計(jì)算算方法四、短路路參數(shù)的的計(jì)算供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下電源系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組投運(yùn)多，雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運(yùn)行。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大；最小運(yùn)行方式下由于電源中一部分發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路解列，一些并聯(lián)變壓器為保證處于最佳運(yùn)行狀態(tài)也采用分列運(yùn)行，這樣將使總的短路阻抗變大，短路電流也相應(yīng)地減小。在用戶供電系統(tǒng)中，用最小運(yùn)行方式求,供繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度用。實(shí)驗(yàn)安排排1.時(shí)間：3月29日，周四四，上午午1-2節(jié)2.地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓C1073.內(nèi)容：變電站電電氣設(shè)備備及工廠廠電氣主主接線4.指導(dǎo)老師師：田永剛剛5.要求：所有同學(xué)學(xué)必須準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)到實(shí)實(shí)驗(yàn)室，，聽(tīng)從老老師安排排，認(rèn)真真進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)，并并完成實(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告告。高壓供供電系系統(tǒng)：：短路沖沖擊電電流：：三相短短路的的有關(guān)關(guān)物理理量短路沖沖擊電電流有有效值值：：低壓供供電系系統(tǒng)：：學(xué)習(xí)與歸納有名值值法（（歐姆姆法））標(biāo)幺值值法學(xué)習(xí)與歸納如何計(jì)計(jì)算穩(wěn)穩(wěn)態(tài)短短路電電流（（短路路電流流周期期分量量）？？高壓系系統(tǒng)中中：基準(zhǔn)值值：電壓基基準(zhǔn)值值：短路點(diǎn)點(diǎn)所在在段的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)平均均電壓壓容量基基準(zhǔn)值值：采采用10的的次方方。標(biāo)幺值值法學(xué)習(xí)與歸納各元件件的電電抗標(biāo)標(biāo)幺值值：三相短短路容容量，，用來(lái)來(lái)校驗(yàn)驗(yàn)所選選斷路路器的的斷流流能力力或斷斷開(kāi)容容量。。3.無(wú)限大大容量量電源源條件下下短路路電流流的計(jì)計(jì)算方方法四、短短路參參數(shù)的的計(jì)算算由短路路回路路總阻阻抗標(biāo)標(biāo)幺值值計(jì)算短短路電電流標(biāo)標(biāo)幺值值，再計(jì)算算短路路各量量，即即短路電電流、、沖擊擊短路路電流流和三三相短短路容容量。畫(huà)出短短路電電流計(jì)計(jì)算系系統(tǒng)圖圖；包含所所有與與短路路計(jì)算算有關(guān)關(guān)的元元件，，并標(biāo)標(biāo)出各各元件件的參參數(shù)和和短路路點(diǎn)；；畫(huà)出等等效電電路圖圖；每個(gè)元元件用用一個(gè)個(gè)阻抗抗表示示，電電源用用一個(gè)個(gè)小圓圓表示示，并并標(biāo)出出短路路點(diǎn)，，同時(shí)時(shí)標(biāo)出出元件件的序序號(hào)和和阻抗抗值，，一般分分子標(biāo)標(biāo)序號(hào)號(hào)，分分母標(biāo)標(biāo)阻抗抗值；選取基基準(zhǔn)容容量和和基準(zhǔn)準(zhǔn)電壓壓，計(jì)算各各元件件的阻阻抗標(biāo)標(biāo)幺值值；等效電電路化化簡(jiǎn)，，求出短短路回回路總總阻抗抗的標(biāo)標(biāo)幺值值；0.220.383610351102203305000.230.43.156.310.537115230345525設(shè)供電電系統(tǒng)統(tǒng)圖如如圖3-7a所示，，數(shù)據(jù)據(jù)均標(biāo)標(biāo)在圖圖上，，試求求處處的三三相短短路電電流。。圖3-7例3-1的供電電系統(tǒng)統(tǒng)圖a)電路圖圖例如1)選處，取Uj1=6.3kV則對(duì)于處，取Uj2=0.4kV則2)計(jì)算系系統(tǒng)各各元件件阻抗抗的標(biāo)標(biāo)幺值值，繪繪制等等效電電路圖圖，圖圖上按按順序序標(biāo)出出其阻阻抗值值。解：圖3-7例3-1的供電電系統(tǒng)統(tǒng)圖b）等效效電路路圖3)求電源源點(diǎn)至至短路路點(diǎn)的的總阻阻抗。。4)求短路路電流流的周周期分分量，，沖擊擊電流流及短短路容容量。。處的短短路參參數(shù)：：最大運(yùn)運(yùn)行方方式時(shí)時(shí)：最小運(yùn)運(yùn)行方方式時(shí)時(shí):同理點(diǎn)的短路參數(shù)為：4.低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中短路路電流流的計(jì)計(jì)算一、低低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)短路路電流流計(jì)算算的特特點(diǎn)1kV以下①配電變壓器一次側(cè)可看作無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)；②低壓配電網(wǎng)中電氣元件的電阻值較大，電抗值較小，多數(shù)情況只考慮電阻。③低壓配電網(wǎng)電氣元件的電阻多以毫歐計(jì)，因此用有名值法比較方便。④低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，在1~1.3范圍?？赏ㄟ^(guò)求出X∑∕R∑

比值后查相關(guān)曲線獲得，也可按下式計(jì)算:4.低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中短路路電流流的計(jì)計(jì)算二、低低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中各各主要要元件件的阻抗計(jì)算

電源至短路點(diǎn)的總阻抗(單位均為）包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開(kāi)關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計(jì)。二、低低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中各各主要要元件件的阻抗計(jì)算1、高壓壓側(cè)系系統(tǒng)阻阻抗工程實(shí)用計(jì)算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗，電阻。若需精精確計(jì)計(jì)算，，歸算算到低壓側(cè)側(cè)的高壓壓系統(tǒng)統(tǒng)阻抗抗可按按下式式計(jì)算算：配電變變壓器器高壓壓側(cè)的的短路路容量量（MVA）通常配配電變變壓器器一次次側(cè)可可作為為無(wú)窮窮大功功率電電源供供電系系統(tǒng)，，高壓壓系統(tǒng)統(tǒng)阻抗抗一般般可忽忽略不不計(jì)。。二、低低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中各各主要要元件件的阻抗計(jì)算2、配配電變變壓器器歸算到到低壓壓側(cè)的的變壓壓器阻阻抗可可按下下式計(jì)計(jì)算：：電抗：：電阻：：阻抗：：二、低低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中各各主要要元件件的阻抗計(jì)算3、長(zhǎng)長(zhǎng)度在在10-15m以上上的母母線電阻：：水平排排列的的平放放矩形形母線線，每每相母母線的的電抗抗：在工程程實(shí)用用計(jì)算算中，，母線線的電電抗亦亦可采采用以以下近近似公公式計(jì)計(jì)算：：母線截截面積積在500mm2以上時(shí)時(shí)：母線截截面積積在500mm2以下時(shí)時(shí)：水平放放置的的母線線a）平平放b））豎放放4.低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)中短路路電流流的計(jì)計(jì)算三、低低壓配配電網(wǎng)網(wǎng)的短短路計(jì)計(jì)算三相阻阻抗相相同的的低壓壓配電電系統(tǒng)統(tǒng)的短短路電電流：：圖3-9三相系系統(tǒng)中中只有有A、C兩相裝裝設(shè)電電流互互感器器校驗(yàn)低低壓斷斷路器器的最最大短短路容容量時(shí)時(shí)要用用沒(méi)有有裝設(shè)設(shè)電流流互感感器那那一相相（如如B相）的的短路路電流流校驗(yàn)電電流互互感器器的穩(wěn)穩(wěn)定度度時(shí)，，可按按AB或BC相間的的短路路電流流值算算5.不對(duì)稱稱短路路電流流的計(jì)算算方法法在電力力系統(tǒng)統(tǒng)中，，不對(duì)對(duì)稱短短路發(fā)發(fā)生的的概率率要比比對(duì)稱稱短路路的概概率大大得多多，且且為了了校驗(yàn)驗(yàn)保護(hù)護(hù)裝置置的靈靈敏度度，需需要計(jì)計(jì)算不不對(duì)稱稱短路路電流流。如何對(duì)對(duì)不對(duì)對(duì)稱性性故障障進(jìn)行行定性性和定定量分分析？？對(duì)稱分分量法法——將將發(fā)發(fā)生不不對(duì)稱稱短路路處出出現(xiàn)的的三相相不對(duì)對(duì)稱電電量分分解成成三組組各自自對(duì)稱稱的正序、負(fù)序和零序電量，，三組組分量量各自自獨(dú)立立，且且滿足足歐姆姆定律律和基基爾霍霍夫定定律。。利用用其對(duì)稱性性簡(jiǎn)化不不對(duì)稱稱運(yùn)行行/故故障分分析。。出發(fā)點(diǎn)點(diǎn)：電力系系統(tǒng)不不對(duì)稱稱運(yùn)行行/故故障時(shí)時(shí)，采采用相相分量量分析析復(fù)雜雜而困困難。一、對(duì)對(duì)稱分分量法法5.不對(duì)稱稱短路路電流流的計(jì)算算方法法不對(duì)稱稱相量對(duì)稱分分量法對(duì)稱分分量正序分量負(fù)序分量零序分量可以是是電壓壓量，，也可可以是是電流流量，，但變變量必必須是是周期期分量量。負(fù)序分分量零序分分量正序分分量引入旋旋轉(zhuǎn)因因子（（算子子）零序分分量正序分分量負(fù)序分分量圖3－10用對(duì)稱稱分量量法分分析供供電系系統(tǒng)的的不對(duì)對(duì)稱短短路a）供電電系統(tǒng)統(tǒng)不對(duì)對(duì)稱短短路的的計(jì)算算圖b)正序網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)c)負(fù)序網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)d)零序網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)二、利利用對(duì)對(duì)稱分分量法法分析析供電電系統(tǒng)統(tǒng)中不不對(duì)稱稱短路路5.不對(duì)稱稱短路路電流流的計(jì)算算方法法三序網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的方程程為二、利利用對(duì)對(duì)稱分分量法法分析析供電電系統(tǒng)統(tǒng)中不不對(duì)稱稱短路路(1)正序阻阻抗正序阻阻抗即即各個(gè)個(gè)元件件在三三相對(duì)對(duì)稱工工作時(shí)時(shí)的基基波阻阻抗值值，也也就是是在計(jì)計(jì)算三三相對(duì)對(duì)稱短短路時(shí)時(shí)所采采用的的阻抗抗值。。(2)負(fù)序阻阻抗因交流流電路路中同同一靜止元元件相與相相之間間的互互感抗抗與相相序無(wú)無(wú)關(guān)，，故各各元件件的負(fù)負(fù)序阻阻抗與與正序序阻抗抗相等等，即即X2=X1，如架架空線線、電電纜、、變壓壓器和和電抗抗器等等。至至于作作為負(fù)負(fù)荷的的主要要成分分的感感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)，其其負(fù)序序電抗抗可近近似地地認(rèn)為為等于于它的的短路路電抗抗對(duì)其其額定定容量量的標(biāo)標(biāo)幺值值，此值值在0.2～0.5之間。。因此此，實(shí)實(shí)際上上綜合合電力力負(fù)荷荷在額額定情情況下下負(fù)序序電抗抗的標(biāo)標(biāo)幺值值。（3）零序序阻抗抗供電系系統(tǒng)各各類元元件各各序電電抗值值如表表3-1所示。。表3-1各類元元件的的平均均電抗抗值（（見(jiàn)教教材74頁(yè)）三、供供電系系統(tǒng)元元件的的各序序阻抗抗應(yīng)用對(duì)對(duì)稱分分量法法進(jìn)行行電力力系統(tǒng)統(tǒng)的不不對(duì)稱稱分析析，首首先必必須確確定系系統(tǒng)中中各元元件的的各序序參數(shù)數(shù)。元件流流過(guò)某某序電電流時(shí)時(shí)，由由該序序電流流所產(chǎn)產(chǎn)生的的電壓壓降與與該序序電流流的比比值。。圖3-11雙繞組組變壓壓器計(jì)計(jì)算零零序電電抗時(shí)時(shí)不同同接法法示意意圖從結(jié)構(gòu)來(lái)看，如果變壓器的零序磁通可以在鐵心中形成回路，即磁阻很小，因而勵(lì)磁電流很小，在此條件下可以認(rèn)為，對(duì)于YNd聯(lián)結(jié)法的雙繞組變壓器，顯然也可以認(rèn)為變壓器器的零零序電電抗決決定于于其繞組接接法和和結(jié)構(gòu)構(gòu)圖3-12不同接接線方方式情情況下下變壓壓器的的零序序等效效電路路由以上上公式式加上上供電電系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生生不對(duì)對(duì)稱短短路時(shí)時(shí)的初初始條條件，，即可可求出出在供供電系系統(tǒng)中中發(fā)生生不對(duì)對(duì)稱短短路時(shí)時(shí)的短短路參參數(shù)。。四、不不對(duì)稱稱短路路的計(jì)計(jì)算方方法5.不對(duì)稱稱短路路電流流的計(jì)算算方法法正序等等效定定則就就是不不對(duì)稱稱短路路下最最大一一相短短路電電流用用正序序短路路電流流分量量來(lái)表表示的的方法法。五、正正序等等效定定則5.不對(duì)稱稱短路路電流流的計(jì)算算方法法不對(duì)稱稱短路路時(shí)，，短路路點(diǎn)正序電電流的大小小與在在短路路點(diǎn)串聯(lián)一一附加加電抗抗Xa并在其其后發(fā)發(fā)生三相短短路時(shí)的電電流大大小相相等。。對(duì)各種種不對(duì)對(duì)稱短短路，，短路路點(diǎn)故故障相相電流流的大大小與與正序序電流流大小小成正正比。。兩相短短路電電流的的估算算因此,無(wú)限大大容量量系統(tǒng)統(tǒng)短路路時(shí)，，兩相短短路電電流較較三相相短路路電流流小。根據(jù)對(duì)對(duì)稱分分量法法，兩兩相短短路電電流為為正序阻阻抗負(fù)序阻阻抗單相短短路電電流的的計(jì)算算根據(jù)對(duì)對(duì)稱分分量法法，單單相短短路電電流為為工程計(jì)計(jì)算公公式為為高壓系系統(tǒng)的的相－－零電電阻變壓器器的相相－零零電阻阻線路的的相－－零電電阻正序阻阻抗負(fù)序阻阻抗零序阻阻抗低壓側(cè)側(cè)單相相短路路電流流的大大小與與變壓壓器單單相短短路時(shí)時(shí)的相相零阻阻抗密密切相相關(guān)。。6.感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)對(duì)短短路電電流的的影響響異步感感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)是供配配電系系統(tǒng)中中最重重要的的負(fù)荷荷之一一。圖3-13計(jì)算感感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)端點(diǎn)上上短路路時(shí)的短路路電流流當(dāng)電網(wǎng)網(wǎng)在靠靠近電電動(dòng)機(jī)機(jī)處發(fā)發(fā)生三三相短短路時(shí)時(shí)，短短路點(diǎn)點(diǎn)的電電壓突突降，，接在在其附附近的的電動(dòng)動(dòng)機(jī)的的電壓壓也將將大大大下降降。若電動(dòng)動(dòng)機(jī)的的反電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)小于于電網(wǎng)網(wǎng)在該該點(diǎn)的的殘余余電壓壓，則則電動(dòng)動(dòng)機(jī)仍仍能從從電網(wǎng)網(wǎng)取得得電能能并在在低壓壓狀態(tài)態(tài)下運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)；；若電動(dòng)動(dòng)機(jī)的的反電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)大于于電網(wǎng)網(wǎng)在該該點(diǎn)的的殘余余電壓壓，則則電動(dòng)動(dòng)機(jī)變變?yōu)榘l(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)運(yùn)行行，向向短路路點(diǎn)饋饋送短短路電電流。。當(dāng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)容量量較大大時(shí)，，這一一反饋饋電流流數(shù)值值較大大，不不能忽忽略。。由于該該反饋饋電流流使電電動(dòng)機(jī)機(jī)迅速速制動(dòng)動(dòng)，其其值也也快速速衰減減，所所以只只需考考慮對(duì)對(duì)短路電電流沖沖擊值值的影響響。6.感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)對(duì)短短路電電流的的影響響圖3-13計(jì)算感感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)端點(diǎn)上上短路路時(shí)的短路路電流流電動(dòng)機(jī)機(jī)向短短路點(diǎn)點(diǎn)反饋饋的沖沖擊短短路電電流可可按下下式計(jì)計(jì)算：——電動(dòng)機(jī)機(jī)額定定電流流；——電動(dòng)機(jī)機(jī)次暫暫態(tài)電電勢(shì)和和次暫暫態(tài)電電抗的的標(biāo)幺幺值；；式中：、——電電動(dòng)機(jī)機(jī)反饋饋電流流沖擊擊系數(shù)數(shù)，高高壓電電動(dòng)機(jī)機(jī)一般般取1.4～1.6，低低壓電電動(dòng)機(jī)機(jī)一般般取1.0。一般取取0.9和和0.26.感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)對(duì)短短路電電流的的影響響圖3-13計(jì)算感感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)機(jī)端點(diǎn)上上短路路時(shí)的短路路電流流當(dāng)計(jì)及及感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)動(dòng)機(jī)的的反饋饋沖擊擊電流流，系系統(tǒng)短短路電電流沖沖擊值值為在短路路電流流實(shí)用用計(jì)算算中，，只有當(dāng)當(dāng)短路路點(diǎn)發(fā)發(fā)生在在高壓壓電動(dòng)動(dòng)機(jī)附附近，，電動(dòng)動(dòng)機(jī)容容量超超過(guò)100kW（單單機(jī)或或總和和），，并且且是三三相短短路時(shí)時(shí)，才才計(jì)及及電動(dòng)動(dòng)機(jī)對(duì)對(duì)短路路電流流沖擊擊值的的影響響。7.供電系系統(tǒng)中中電氣氣設(shè)備備的選選擇及及校驗(yàn)驗(yàn)供電系系統(tǒng)中中發(fā)生生短路路時(shí)，，由于于短路路電流流遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于于工作作電流流，短短路電電流通通過(guò)電電力系系統(tǒng)中中的電電氣元元件時(shí)時(shí)，會(huì)會(huì)在電電氣元元件中中產(chǎn)生生兩種種效應(yīng)應(yīng)。一、短短路電電流的的力效效應(yīng)和和熱效效應(yīng)導(dǎo)體自自身的的熱效應(yīng)應(yīng)（加速速絕緣緣老化化，降降低絕絕緣強(qiáng)強(qiáng)度））導(dǎo)體之之間的的力效應(yīng)應(yīng)（導(dǎo)致致設(shè)備備損壞壞或永永久變變形））這兩種種短路路效應(yīng)應(yīng)，對(duì)對(duì)電器器和導(dǎo)導(dǎo)體的的安全全運(yùn)行行威脅脅極大大，是是校驗(yàn)驗(yàn)載流流導(dǎo)體體及電電氣設(shè)設(shè)備能能否穩(wěn)穩(wěn)定工工作的的主要要依據(jù)據(jù)之一一?！枰婋姎庠呔哂凶阕銐虻牡臒岱€(wěn)穩(wěn)定和和電動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定定性。一、短短路電電流的的力效效應(yīng)和和熱效效應(yīng)1．短路電電流的的力效效應(yīng)在空氣氣中平平行放放置的的兩根根導(dǎo)體體中分分別通通有電電流和和，，導(dǎo)導(dǎo)體間間距離離為a，，則兩兩導(dǎo)體體之間間由電磁磁作用用產(chǎn)生的電動(dòng)力力的方向向由左手定定則決定，，大小小相等等，大大小為為：兩平行行導(dǎo)體體間的的電動(dòng)動(dòng)力真空和空氣的磁導(dǎo)率。一、短短路電電流的的力效效應(yīng)和和熱效效應(yīng)1．短路電電流的的力效效應(yīng)——與與在在流體體的形形狀和和相對(duì)對(duì)位置置有關(guān)關(guān)的形形狀系系數(shù)。。可根根據(jù)和和查查曲曲線圖圖確定定。對(duì)對(duì)圓形形、管管型導(dǎo)導(dǎo)體、、導(dǎo)體體間的的凈空空距離離大于于導(dǎo)體體截面面周長(zhǎng)長(zhǎng)的矩矩形截截面導(dǎo)導(dǎo)體，，取1。兩平行行導(dǎo)體體間的的電動(dòng)動(dòng)力1．短路電電流的的力效效應(yīng)供電系系統(tǒng)短短路時(shí)時(shí)，短短路電電流特特別是是短路路沖擊擊電流流將使使相鄰鄰導(dǎo)體體之間間產(chǎn)生生很大大的電電動(dòng)力力，有有可能能使電電器和和載流流部分分遭受受?chē)?yán)重重破壞壞。為為此，，要使使電路路元件件能承承受短短路時(shí)時(shí)最大大電動(dòng)動(dòng)力的的作用用，電電路元元件必必須具具有足足夠的的電動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定定度(electro-dynamicstability)。導(dǎo)體通過(guò)電電流時(shí)相互互間電磁作作用產(chǎn)生的的力，稱為為電動(dòng)力；；正常工作時(shí)時(shí)，電動(dòng)力力不大；短路時(shí)，電電動(dòng)力較大大；短路沖擊電電流流過(guò)瞬瞬間，電動(dòng)動(dòng)力最大。圖3-15平行敷設(shè)的的三相載流流導(dǎo)體的短短路受力分分析一、短路電電流的力效效應(yīng)和熱效效應(yīng)1．短路電流的的力效應(yīng)三相平行載載流導(dǎo)體間間的電動(dòng)力力如果三相載流導(dǎo)體水平敷設(shè)在同一平面上，且三相短路電流、和流過(guò)各相導(dǎo)體，則中間相受力最嚴(yán)重。平行敷設(shè)的三相矩形母線在短路時(shí)受力最嚴(yán)重的中間相所受電動(dòng)力為：上式就是選選擇校驗(yàn)電電氣設(shè)備和和母線在短短路電流作作用下所受受沖擊力效效應(yīng)的計(jì)算算依據(jù)。校驗(yàn)電氣設(shè)設(shè)備或?qū)w體的動(dòng)穩(wěn)定定時(shí)，應(yīng)采用三相相短路沖擊擊電流或沖沖擊電流有有效值。若三相母線水平等距離排列，當(dāng)三相短路電流、和通過(guò)三相母線時(shí)，因?yàn)槎搪冯娏髦芷诜至康乃矔r(shí)值不會(huì)在同一時(shí)刻同方向，至少有一相電流方向與其它兩相方向相反。經(jīng)分析可知，當(dāng)邊相電流與其余兩相電流方向相反時(shí)，中間相受力最大，B相所受電動(dòng)力為：顯然，母線間產(chǎn)生生電動(dòng)力最最嚴(yán)重的時(shí)時(shí)刻是通過(guò)過(guò)沖擊電流流的瞬間。。因此，最大大電動(dòng)力發(fā)發(fā)生在中間間相（B相相）通過(guò)最最大沖擊電電流的時(shí)刻刻，即：由于最大的沖擊短路電流只可能發(fā)生在一相，如B相，則A、C相電流的合成值將比B相沖擊電流略小，約為其的倍。從而，三相母線的最大電動(dòng)力為：運(yùn)行實(shí)踐表表明，當(dāng)導(dǎo)導(dǎo)體和電器器的溫度超超過(guò)一定范范圍以后，，將會(huì)加速速絕緣材料料的老化。。降低絕緣緣強(qiáng)度，縮縮短使用壽壽命，將會(huì)會(huì)惡化導(dǎo)電電接觸部分分的連接狀狀態(tài)，以致致破壞電器器的正常運(yùn)運(yùn)行。一、短路電電流的力效效應(yīng)和熱效效應(yīng)2．短路電流的的熱效應(yīng)電氣設(shè)備的的發(fā)熱電氣設(shè)備在在運(yùn)行時(shí)，，電流通過(guò)過(guò)導(dǎo)體時(shí)由由于電阻損損耗、磁滯滯和渦流損損耗等轉(zhuǎn)變變?yōu)闊崮?，，一部分散散失到周?chē)鷩橘|(zhì)中，，一部分加加熱導(dǎo)體和和電氣設(shè)備備使其溫度度升高。由正常工作作電流引起起的發(fā)熱，，稱為長(zhǎng)期發(fā)熱。這時(shí)導(dǎo)體體通過(guò)的電電流很小，，時(shí)間長(zhǎng)，，產(chǎn)生的熱熱量有充分分時(shí)間散失失到周?chē)榻橘|(zhì)中，發(fā)發(fā)熱和散熱熱達(dá)到平衡衡后，導(dǎo)體體的溫度保保持不變；；由短路電流流引起的發(fā)發(fā)熱，稱為為短時(shí)發(fā)熱。這時(shí)導(dǎo)體體通過(guò)的電電流很大，，由于繼電電保護(hù)裝置置快速動(dòng)作作切除故障障，因此短短路電流持持續(xù)時(shí)間很很短，產(chǎn)生生的大量熱熱量來(lái)不及及散發(fā)到周周?chē)橘|(zhì)中中（或很少少），幾乎乎全被導(dǎo)體體吸收，用用來(lái)使導(dǎo)體體溫度升高高（絕熱過(guò)程）。電氣設(shè)備短短路時(shí)的發(fā)發(fā)熱是影響響其正常使使用壽命和和工作狀態(tài)態(tài)的主要因因素。導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)發(fā)熱的計(jì)算算目的：根據(jù)導(dǎo)體長(zhǎng)長(zhǎng)期發(fā)熱允允許溫度確確定導(dǎo)體載載流量（即即導(dǎo)體長(zhǎng)期期允許通過(guò)過(guò)電流），，研究提高高導(dǎo)體允許許電流或降降低導(dǎo)體溫溫度的各項(xiàng)項(xiàng)措施。圖3-16短路后導(dǎo)體體溫度對(duì)時(shí)時(shí)間的變化化曲線一、短路電電流的力效效應(yīng)和熱效效應(yīng)2．短路電流的的熱效應(yīng)電氣設(shè)備的的發(fā)熱

導(dǎo)體周?chē)橘|(zhì)溫度為；

正常工作：通過(guò)額定電流時(shí)產(chǎn)生額定溫升，達(dá)到額定溫度，溫差；

設(shè)時(shí)刻發(fā)生短路，到時(shí)刻切除，由于時(shí)間很短(通常不超過(guò)2～3s），可認(rèn)為是一個(gè)絕熱過(guò)程。載流導(dǎo)體產(chǎn)生短路溫升，最后達(dá)到溫度。常用的不同同金屬導(dǎo)體體材料均有有規(guī)定的短短時(shí)發(fā)熱最最高允許溫溫度。

時(shí)刻后，導(dǎo)體無(wú)電流流過(guò)，不再產(chǎn)生熱量，向周?chē)橘|(zhì)散熱，溫度下降至環(huán)境溫度。熱穩(wěn)定校驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是比較短路后導(dǎo)體的最高發(fā)熱溫度

與其短時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度

，若前者不超過(guò)后者則認(rèn)為該設(shè)備是滿足短路熱穩(wěn)定度（short-circuitthermalsatbility）的要求的，否則不滿足要求。2．短路電流的的熱效應(yīng)短路時(shí)導(dǎo)體體的發(fā)熱計(jì)計(jì)算由于短路時(shí)時(shí)間很短，，可以認(rèn)為為短路過(guò)程程是一個(gè)絕熱過(guò)程；由于導(dǎo)體的的溫度很高高，導(dǎo)體的的電阻和比比熱不是常數(shù)，而是隨溫度而變變化的；由于短路電電流的變化化規(guī)律復(fù)雜雜，短路全電流流的有效值值在整個(gè)短短路過(guò)程中中并不是常常數(shù)，直接計(jì)算短短路電流在在導(dǎo)體中產(chǎn)產(chǎn)生的熱量量是很困難難的，通常常采用等效發(fā)熱的方法來(lái)計(jì)計(jì)算。一、短路電電流的力效效應(yīng)和熱效效應(yīng)2．短路電流的的熱效應(yīng)短路時(shí)導(dǎo)體體的發(fā)熱計(jì)計(jì)算短路發(fā)熱的的假想時(shí)間間發(fā)熱假想時(shí)間：在工程計(jì)算中常用短路電流的穩(wěn)態(tài)值代替實(shí)際的短路電流來(lái)計(jì)算發(fā)熱，假定一個(gè)時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，設(shè)導(dǎo)體通過(guò)穩(wěn)態(tài)短路電流所產(chǎn)生的熱量，恰好與實(shí)際短路電流在短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等。一、短路電電流的力效效應(yīng)和熱效效應(yīng)2．短路電流的的熱效應(yīng)短路時(shí)導(dǎo)體體的發(fā)熱計(jì)計(jì)算短路發(fā)熱的的假想時(shí)間間對(duì)無(wú)限大容量電源系統(tǒng)，周期分量的假想時(shí)間就等于短路的持續(xù)時(shí)間，為短路保護(hù)裝置實(shí)際的動(dòng)作時(shí)間和斷路器切斷電路的固有分閘時(shí)間之和。

非周期分量的假象時(shí)間只在時(shí)才考慮

，對(duì)無(wú)限大容量電源系統(tǒng)，近似計(jì)算時(shí)取。2．短路電流的的熱效應(yīng)導(dǎo)體短路發(fā)發(fā)熱溫度在工程設(shè)計(jì)中，通常是利用圖3-17所示的導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)與導(dǎo)體溫度的關(guān)系曲線來(lái)確定。根據(jù)這一熱量即可計(jì)算出導(dǎo)體在短路后所達(dá)到的最高溫度。但是這種計(jì)算，不僅相當(dāng)繁瑣，而且涉及到一些難以準(zhǔn)確確定的系數(shù)，包括導(dǎo)體的電導(dǎo)率（它在短路過(guò)程中不是一個(gè)常數(shù)），因此最后計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際出入很大。根據(jù)曲線確確定的方方法由縱坐標(biāo)上上導(dǎo)體在正常常負(fù)荷電流流時(shí)的溫度度a點(diǎn)；由橫坐標(biāo)上上b點(diǎn)。利用下式計(jì)計(jì)算短路時(shí)時(shí)的加熱系系數(shù);2．短路電流的的熱效應(yīng)導(dǎo)體短路發(fā)發(fā)熱溫度2．短路電流的的熱效應(yīng)短路時(shí)的熱熱穩(wěn)定校驗(yàn)驗(yàn)載流導(dǎo)體和和電氣設(shè)備備承受短路路電流作用用時(shí)滿足熱熱穩(wěn)定的條條件是——導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度（查表）?！搪泛髮?dǎo)體的最高發(fā)熱溫度（計(jì)算）。載流導(dǎo)體：采用在滿滿足短路時(shí)時(shí)發(fā)熱的最最高允許溫溫度下導(dǎo)體體所需的最最小截面積積來(lái)校驗(yàn)導(dǎo)導(dǎo)體的熱穩(wěn)穩(wěn)定性。一般電氣設(shè)設(shè)備：設(shè)備出廠時(shí)時(shí)的熱穩(wěn)定電電流，查產(chǎn)品樣樣本。設(shè)備出廠時(shí)時(shí)的熱穩(wěn)定試試驗(yàn)時(shí)間短路電流熱熱效應(yīng)等值值計(jì)算時(shí)間間二、供電系系統(tǒng)中電氣氣設(shè)備的選選擇及校驗(yàn)驗(yàn)7.供電系統(tǒng)中中電氣設(shè)備備的選擇及及校驗(yàn)電氣設(shè)備選選擇的一般般原則：按正常工作條件選擇：：考慮電氣氣裝置的環(huán)環(huán)境條件和和電氣要求求按短路情況校驗(yàn)：電氣設(shè)備的的選擇，必必須滿足供供電系統(tǒng)正常工作條條件下和短路故障條條件下工作要求求，同時(shí)電電氣設(shè)備應(yīng)應(yīng)工作安全全可靠，運(yùn)運(yùn)行維護(hù)方方便，投資資經(jīng)濟(jì)合理理。按最大可能能的短路故故障校驗(yàn)設(shè)設(shè)備的開(kāi)斷斷能力、短短路電流動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定和熱熱穩(wěn)定性二、供電系系統(tǒng)中電氣氣設(shè)備的選選擇及校驗(yàn)驗(yàn)按正常工作條件選擇額額定電流、、額定電壓壓及型號(hào)等等（1）環(huán)境戶內(nèi)/戶外外，溫度、、濕度、海海拔、防腐腐，防爆，，防塵，防防火等（2）電壓電氣設(shè)備的的額定電壓壓不低于設(shè)設(shè)備裝設(shè)地地點(diǎn)的電網(wǎng)網(wǎng)額定電壓壓（3）電流電氣設(shè)備或或載流導(dǎo)體體的額定電電流不小于于該回路在在各種合理理運(yùn)行方式式下正常工工作時(shí)允許許通過(guò)的最最大持續(xù)工工作電流或或計(jì)算電流流電氣設(shè)備銘牌上給出的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備能長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。若實(shí)際裝設(shè)環(huán)境溫度與規(guī)定溫度不同，需進(jìn)行溫度修正。注：設(shè)備一一般可在高高于其銘牌牌標(biāo)明的額額定電壓10～15%情況下下安全運(yùn)行行二、供電系系統(tǒng)中電氣氣設(shè)備的選選擇及校驗(yàn)驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)驗(yàn)設(shè)備出廠時(shí)時(shí)的最大動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)驗(yàn)電流應(yīng)不不小于設(shè)備備安裝處的的短路沖擊擊電流，保保證短路電電流產(chǎn)生的的電動(dòng)力不不應(yīng)超過(guò)設(shè)設(shè)備的允許許應(yīng)力。按短路情況校驗(yàn)設(shè)備的的開(kāi)斷能力力、短路電電流動(dòng)穩(wěn)定定和熱穩(wěn)定定（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)生短短路，有短短路電流通通過(guò)電氣設(shè)設(shè)備時(shí)，導(dǎo)導(dǎo)體和電器器各部件溫溫度（或熱熱量）不應(yīng)應(yīng)超過(guò)允許許值，滿足足熱穩(wěn)定的的條件。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)數(shù)設(shè)備名稱選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓(kV)額定電流

(A)裝置類型(戶內(nèi)/戶外)準(zhǔn)確度級(jí)短路電流開(kāi)斷能力(kA)二次容量熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓斷路器√√√√√√高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√√√√√高壓隔離開(kāi)關(guān)√√√√√高壓熔斷器√√√√電流互感器√√√√√√√電壓互感器√√√√母線√√√√電纜√√√支柱絕緣子√√√穿墻套管√√√√√三、電氣設(shè)設(shè)備的選擇擇和校驗(yàn)設(shè)備名稱額定電壓(V)額定電流(A)短路電流開(kāi)斷能力(kA)熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定低壓斷路器√√（√）（√）√低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√（√）（√）√低壓刀開(kāi)關(guān)√√（√）（√）√低壓熔斷器√√