第八章 簡單電力系統(tǒng)短路電流計算

第八章簡單電力系統(tǒng)短路電流計算王海軍

電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài)：正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。短路就是指不同電位導電部分之間的不正常短接。一、短路的基礎知識短路：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.短路故障產生的原因（1）設備原因指電氣設備、元件的損壞。如設備絕緣部分自然老化或設備本身有缺陷，正常運行時被擊穿導致短路；設計、安裝、維護不當所造成的設備缺陷最終發(fā)展成短路等。（2）自然原因由于氣候惡劣，如大風、低溫、導線覆冰等引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應，導致設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；人為疏忽接錯線造成短路；運行管理不善，造成小動物進入帶電設備內形成短路事故等。（1）短路電流的熱效應巨大的短路電流通過導體，短時間內產生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設備過熱而損壞。（2）短路電流的電動力效應由于短路電流的電動力效應，導體間將產生很大的電動力。如果電動力過大或設備電動力過大或設備結構強度不夠，則可能引起電氣設備機械變形甚至損壞，使事故進一步擴大。2短路故障的危害（3）短路時系統(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，作為主要動力設備的異步電動機，其電磁轉矩與端電壓平方成正比。電壓大幅下降將造成電動機轉速降低甚至停止運轉，給用戶帶來損失；同時，電壓降低會造成照明負荷，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、生活和學習。（4）不對稱短路的磁效應當系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不對稱短路電流的磁效應所產生的足夠的磁通在鄰近的電路內能感應出很大的電動勢，這對于附近的通信線路、鐵路信號系統(tǒng)及其他電子設備、電動控制系統(tǒng)可能產生強烈干擾。（5）短路時的停電事故短路時會造成停電事故，給國民經(jīng)濟帶來損失。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重后果就是使并列運行的各發(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稱短路不對稱短路單相短路兩相短路單相接地短路單相接中性點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。

三相短路是對稱短路，用k(3)表示，如圖a所示。因為短路回路的三相阻抗相等，所以三相短路電流和電壓仍然是對稱的，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，但它卻是危害最嚴重的短路形式。兩相訓短路霉是不陪對稱搞短路哀，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不鵲接地闊系統(tǒng)頌中兩粗個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重看，但兼在中籃性點資直接細接地蕩系統(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算吸可為數(shù)不同歐方案皺進行有技術帆經(jīng)濟堆比較商，并狠為確嶄定是慚否采輸取限財制短凡路電皮流措檢施等憶提供甲依據(jù)旗。4、短謀路電恐流計定算的委目的（2）有選擇底導體除和電鬧器如選浪擇斷乖路器基、隔曉離開繁關、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。其凡中包價括計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福電氣旋設備獎電動餓力穩(wěn)電定度爆，計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場電氣窮設備巖及載沒流導津體的朗熱穩(wěn)旺定性轎，計習算三溫相短刻路容倡量以第校驗拴斷路報器的候遮斷燒能力堅等。（3）騾確定或中性栗點接脂地方渴式對于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嶼接地曾方式湯。（4）志驗算電接地撫裝置毀的跨愉步電卡壓和識接觸句電壓錦。（5）考選擇鬧繼電飄保護喉裝置悶和整抵定計拋算在考勉慮正稠確、學合理夠地裝莖設保者護裝浮置和卵校驗移保護便裝置奇靈敏翅度時倦，不拍僅要抵計算鞏短路移故障套支路葛內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短路者電流財分布真情況泉；不所僅要蹤蝶算出累最大戀運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，承還應涌計算扭最小公運行驗方式駝下可董能出養(yǎng)現(xiàn)的解最小漠短路證電流柏值；姐不僅勁要計罩算三厭相短座路電橡流，砍而且摘也要窗計算技兩相宰短路犧電流掘，或捎根據(jù)背需要筑計算鍵單相咱接地域電流荷等。（1）短路怎點的斧選取待短路腥點為訓各級姿電壓敗母線直、各蛾級線責路末責端。（2）短路蜂時間鑒的確沈定根溪據(jù)電僑氣設賤備選崇擇和刻繼電宏保護斥整定翼的需京要，敬確定桃計算象短路許電流栗的時至間。（3）短路準電流意的計賄算包肆括最吉大運區(qū)行方喂式下廉最大寨短路短電流妨、最液小運攪行方凱式下刃最小弓短路按電流旨以及釋各級飄電壓主中性適點不扁接地姜系統(tǒng)覆的單掏相接奪地短鑼路電邊流，祝計算心的具意體項浸目及勤其計桌算條意件取溫決于炭計算符短路甚電流箱的目睡的。5短路累電流姥計算氧的內桌容1）.基本達假定短路滴電流闖計算角中，受為簡飲化分更析，訂通常夫采用英以下責基本袍假定親：（1）戀正常覽運行濟時，鳳三相頁系統(tǒng)率對稱拾運行檔。（2）挽所有螞電源屢的電爬動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令機均單為理館想電虧機，量即不督考慮圖電機楚磁飽蹄和、躲磁滯斑、渦拜流及撕導體犯集膚本效應更等影樸響，旨轉子勤結構金完全酬對稱率，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備盡電抗首值不碼隨電應流大盈小發(fā)暢生變棍化。（5）帖同步攤電機針都具堆有自棒動調勁整勵金磁裝結置。（6）君不考購慮短炊路點新的電嶼弧電切阻。（7）列不考余慮變孕壓器漢的勵佩磁電譯流。（8）挑除計庫算短篇路電攏流的那衰減益時間攪常數(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。（9）顛輸電月線路窯的電平容略打去不猜計。（10）個元件塑的計尤算參述數(shù)取勇額定毛值。2）.一般喘規(guī)定（1）秀驗算熊導體不和電材器動唯穩(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統(tǒng)按本熔工程妹的規(guī)曬劃容騰量計表算，閉并考離慮電爽力系西統(tǒng)的蛙遠景層規(guī)劃蹈（一已般為鉗本工按程預故期投陰產后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，鋒應按我可能眼發(fā)生登最大當短路蒙電流彈的正鳴常接策線方諒式計弦算，著不應金按僅予在切領換過惠程中針可能執(zhí)并列受運行震的接么線方害式計藥算。（2）焦驗算柱導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)絡樂中，弟應考若慮具洗有反鮮饋作往用的喇異步饅電動純機的崇影響乎和電覽容補已償裝播置放峰電電安流的青影響夾。7短路中電流創(chuàng)計算縱方法1.標幺墻制法標幺漂制是陽一種沃相對還單位詢制，傭標幺武值是天一個貼無單咽位的諒量，院為任撤一參腫數(shù)對隊其基槐準值涼的比再值。棟標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)標幺圾值表脫示。鎮(zhèn)在短歸路電擱流計恒算中克通常姨涉及本四個搏基準園量，憂即基遙準電監(jiān)壓Ud、基炸準電形流Id、基貓準視典在功法率Sd和基帝準阻驢抗Zd。在窗高壓領系統(tǒng)套中，洞由于斯回路科電抗瞎一般古遠大透于電揚阻，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≈X受d。由鏟于電氧力系蓮統(tǒng)有裝多個富電壓盟等級月的網(wǎng)破絡組籍成，湊采用掠標幺好制法癥可以欄省去拐不同膨電壓組等級舍間電罰氣參疑量的議折算麻。在耍高壓腿系統(tǒng)允中宜挺采用傘標幺辜制法跳進行邊短路兆電流裳計算酷。有名睬值法券就是噸以實燈際有應名單鎮(zhèn)位給災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算2.有名奶值法一、標么符值的成概念有名銀值：城用實瓣際有最名單驅位表覺示物否理量勢的方最法標么宗值：腹采用冶其實螺際值遣（有路名單幕位值鹿）與妖某一嫂選定虎的基荒準值妖的比建值來錦表示標幺啞值實非際就落是某糾個物嗎理量君的有餅名值責與選布定的縮慧同單討位的馳基準飼值的砌比值徒，也援就是才對基肚準值剖的倍助數(shù)值見。顯困然，貝同一欠個物朝理量礦當選濕取不斃同的播基值緊時，蕩其標沾幺值卵也就蹲不同廁。當描胞述一職個物遷理量鴉的標厘幺值嚴時，朝必須凱同時購說明董其基宏準值活為多帥大，魄否則母僅一似個標慈幺值稿是沒談有意蛾義的玩。標幺淹值＝標幺稿值無腥單位.標么鋼制1、基鏡值采用佛標幺榴值進企行計腳算時訴，第球一步鵝的工法作是伐選取料各物造理量橫的基完準值不。電嶺力系界統(tǒng)的由各電典氣量塞基準蝕值的趕選擇豈必須逃符合在電路(三相劣）基檔本關皆系，辭即式中SB——三相脈功率爽的基鋒準值粥；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。習慣間上只馬選定SB和UB2、標殖么值基值肅選定蓮以后拌便可篇計算群各物源理量征的標疤幺值儉，其蹲值分做別為:由上斯式可雄見，按、黎、辭是毀同一趨個基搖準值右；容、柔、攜也是燒同一素個基庫準值油。有名壤值基準訴值三相紙電路瞇各標數(shù)幺值博間的勝關系禾同單儉相電錦路。1.辨4.地2不同聞基值叢間標桑幺制滿的換脾算在電然力系字統(tǒng)的址實際該計算濁中，莫對于逆直接僵電氣乞聯(lián)系屯的網(wǎng)閃絡，翻在制岸訂標氣幺值各的等扒值電秤路時差，各鏈元件盯的參戒數(shù)必坑須按統(tǒng)一輔的基薯準值進行冠歸算里。然而熔，從征手冊鐘或產譜品說料明書芬中查野得的堵電機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的醬標幺錢值（咽額定岔標幺鄭阻抗題）。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值冊的標妻幺阻笑抗換坐算成月統(tǒng)一錄基準警值的廉標幺倆值。有名制發(fā)電滿機和兇變壓失器的驗標幺堪電抗榜的換鏈算:變壓撿器:掌握對于蘿系統(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