《電力系統(tǒng)短路故障探析》2300字

電力系統(tǒng)短路故障分析目錄TOC\o"1-2"\h\u28120電力系統(tǒng)短路故障分析 1312161.1短路的形成原因 1236381.2短路發(fā)生的后果 2172271.3短路發(fā)生的類型 29891.4對稱分量法 2280411.5研究短路計(jì)算的目 3192771.6怎么樣判斷短路故障的類型 3191591.7電氣設(shè)備的選型條件 41.1短路的形成原因其中短路故障有四種不同的短路類型，分別是：①兩相短路②兩相接地短路③單相接地短路④三相短路。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)三相短路故障時，系統(tǒng)內(nèi)的沖擊電流會突然增大，對電力設(shè)備產(chǎn)生沖擊和由于熱電效應(yīng)產(chǎn)生的高溫?fù)p害，進(jìn)一步的危害供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而其產(chǎn)生的沖擊和高溫甚至?xí)p壞電力設(shè)備，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此我們在分析供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時，為了分析的準(zhǔn)確性，對三相短路電流的計(jì)算就成了我們的重要依據(jù)。產(chǎn)生短路的原因有客觀的，也有主觀的。但一般來說，短路就是指一切對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的不正常的相與相或相與地之間發(fā)生了非正常連接REF_Ref32690\r\h[8]。但是，對于不同的供電系統(tǒng)發(fā)生的三相短路故障的原因各不相同，但它們都主要有以下幾個重要原因:（1）元件損壞：例如母線、穿墻套管等絕緣材料的自然老化；絕緣子的損壞以及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷進(jìn)而發(fā)展成供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障；（2）自然環(huán)境不可控的惡化：架空線路風(fēng)力過大或?qū)Ь€結(jié)冰從而引起電桿的倒塌；打雷造成的避雷器動作或閃絡(luò)放電等等；（3）操作失誤：運(yùn)行人員的錯誤操作。（4）人為事故：放風(fēng)箏，汽車撞電線桿等。（5）其他。1.2短路發(fā)生的后果三相供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時的主要表現(xiàn)特征為；短路電路中的沖擊電流急劇增大，供電系統(tǒng)中各段母線的電壓都有稍微不同的降低。因發(fā)生的短路故障類型不同，短路故障造成的危害也不相同，有時可能只是影響一部分居民樓的正常供電，有時也可能會威脅到整個地區(qū)的供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而三相供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障一般有一下幾個方面的危險后果：短路故障會使短路點(diǎn)附近的輸電線中出現(xiàn)沖擊電流，其幅值會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三相供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行下的電流。又由于短路故障產(chǎn)生的沖擊電流會引起電動力效應(yīng)，各個電氣設(shè)備之間會產(chǎn)生很大的機(jī)械力。進(jìn)而使得重要的電氣設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重的變形、破壞。(2)當(dāng)三相供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，沖擊電流會流過電氣設(shè)備。這會引起電流的熱效應(yīng)，從而使得電氣設(shè)備發(fā)熱。如果短路故障的持續(xù)時間較長，電氣設(shè)備就有可能會因?yàn)檫^熱而收到不可逆的損壞。(3)短路故障發(fā)生時，供電系統(tǒng)的電壓會大幅度下降，然后嚴(yán)重影響對居民日常生活的供電。而在供電系統(tǒng)當(dāng)中最重要的電氣設(shè)備是異步電動機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比REF_Ref1036\r\h[1]。因此當(dāng)三相供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，電壓會下降，進(jìn)而導(dǎo)致電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩明顯減小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)短路故障持續(xù)時間過長時，電壓會大幅度下降，甚至可能導(dǎo)致異步電動機(jī)停轉(zhuǎn)，造成電氣設(shè)備永久損壞、報廢等難以想象的后果。1.3短路發(fā)生的類型在三相供電系統(tǒng)當(dāng)中，主要發(fā)生的三相短路故障有：兩相短路、三相短路、單相接地短路和兩相接地短路一共四種REF_Ref238\r\h[7]。其中，三相短路也叫做三相對稱短路，三相供電系統(tǒng)中各相和系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下各相一樣處于對稱狀態(tài)。而其它短路都是不對稱短路。1.4對稱分量法當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱運(yùn)行狀態(tài)時，對稱分量法就成了電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算的基本方法，其主要目的是將一組不對稱的ABC量，轉(zhuǎn)換成為三組各自對稱的三相相量，分別叫做：①正序、②負(fù)序、③零序。與各序電壓、電流量相對于，供電系統(tǒng)也分為：①正序網(wǎng)絡(luò)、②負(fù)序網(wǎng)絡(luò)、③零序網(wǎng)絡(luò)。供電系統(tǒng)發(fā)生不對稱三相短路故障后產(chǎn)生的不對稱電壓、電流量，通過應(yīng)用對稱分量法，可以將不對稱的電壓、電流量分解到三個序網(wǎng)，再按照序電壓、序電流對稱的方式對各序網(wǎng)進(jìn)行分析，之后再合成為實(shí)際的ABC量，從而極大地簡化了不對稱三相短路故障的計(jì)算REF_Ref1036\r\h[1]。因此，雖然供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障分別有對稱式的短路故障運(yùn)行狀態(tài)和不對稱式的短路故障運(yùn)行狀態(tài)。但在對稱分量法的幫助下，我們都可以將不對稱式的短路故障轉(zhuǎn)化成對稱式的短路故障,然后再參照對三相對稱短路故障的分析方法進(jìn)行分析。所以，對三相對稱短路的研究就有其非常重要的意義REF_Ref13292\r\h[10]。1.5研究短路計(jì)算的目在三相供電系統(tǒng)的運(yùn)行和電氣設(shè)備的選型當(dāng)中，短路計(jì)算作為一種理論計(jì)算，是解決這一些關(guān)鍵問題所必須運(yùn)用的基本計(jì)算，因此可以認(rèn)為短路計(jì)算是對三相供電系統(tǒng)進(jìn)行分析所不可或缺的實(shí)際應(yīng)用方法，具有十分重要的意義。(1)選擇有足夠電動力穩(wěn)定和電流的熱效應(yīng)穩(wěn)定性的電氣設(shè)備REF_Ref8829\r\h[1]；(2)合理分析三相供電系統(tǒng)，并按其供電系統(tǒng)的運(yùn)行工況選擇合適的繼電保護(hù)及自動裝置，并整定其參數(shù)REF_Ref1036\r\h[1]；(3)選擇最佳的主接線方案；(4)進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)態(tài)的計(jì)算等；1.6怎么樣判斷短路故障的類型當(dāng)三相供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，判斷短路故障類型只需觀察故障點(diǎn)處的電流電壓：①單相接地短路：故障點(diǎn)處的A相的故障電流激增，而B、C兩相電流只有一些微弱的增大。故障點(diǎn)處的A相的故障電壓斷崖式下降為0，而B、C兩相的電電壓有較大的增加REF_Ref2126\r\h[11]。②兩相短路：故障點(diǎn)處的A、B兩相的故障電流發(fā)生較大變化，C相的故障電流幾乎維持穩(wěn)定。故障點(diǎn)處的A、B兩相的故障電壓快速變?yōu)?，而C相的故障電壓幅值迅速增大。。③兩相接地短路：故障點(diǎn)處的A相故障電流迅速增大然后逐步減小，B相故障電流迅速減小然后逐步增大，經(jīng)過一段時間后A、B兩相故障電流幅值趨于相等，而C相電流能夠幾乎維持不變，故障點(diǎn)處的A、B兩相的故障電壓迅速減小至0，而C相故障電壓立即出現(xiàn)激增。④三相對稱性短路：故障點(diǎn)處的A、B、C三相的故障電流都發(fā)生了劇烈變化，并且A相故障電流的幅度變化最大，隨后再逐漸