浅谈电力系统运行中短路故障及短路电流计算

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1、煤矿现代化2010年第4期总第97期浅谈电力系统运行中的短路故障及短路电琉的计算李淑云。黄静，李元金，尚纪磊(1．济宁二号煤矿。山东济宁272072；2．济宁三号煤矿，山东济宁272069)摘要电力系统在运行中，由于多种原因，难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。各种短路故障是破坏电力系统正常运行最为常见而且危害最大的原因。本文简要探讨短路故障的原因、种类、危害及短路电流计算的目的、计算方法。关键词短路；短路电流；短路电流计算中图分类号：TM713文献标志码：B文章编号：1009—0797(2010)04—0095—

2、03(5)产生电磁干扰。不对称短路的不平衡电流，在周围空1短路的种类及产生短路的原因间将产生很大的交变磁场，干扰附近的通讯线路和自动控制1．1短路的种类装置的正常运行。在三相系统中，短路的基本类型有：j相短路、两相短路、3短路电流计算的目的两相接地短路、单相短路和单相接地短路等。三相短路时，三相短路回路中的阻抗相等，三相电压和电流仍然保持对称，属(1)确定供电系统的结线和运行方式。供电系统的结线和于对称短路。其他形式的短路，由于短路回路j相阻抗不相运行方式不同，短路电流的大小也不同。只有计算出在某种结等，三相电压和电流均

3、不对称，属于不对称短路。除了上述短线和运行方式下的短路电流，才能判断这种结线及运行方式路外，对变压器和电动机等电气设备还可能发生一相绕组的是否合适。匝间及层问短路。一切不对称短路在采用对称分量法后，都可(2)选择电气设备。选择电气设备时，需要计算可能通以归纳为对称短路的计算。过电气设备的最大短路电流及其产生的电动力效应及热效1．2短路的原因应，以检验电气设备的分断能力及动稳定性和热稳定性。造成短路的原因很多，主要有以下几个方面：(3)选择限流电抗器。当短路电流过大时，造成设备选择(1)绝缘损坏。电气设备年久陈旧，绝缘自然

4、老化；绝缘瓷困难或不经济，这时可在供电线路中串接电抗器来限制短路瓶表面污秽，使绝缘下降；绝缘受到机械性损伤；供电系统受电流。通过短路电流的计算，决定是否使用限流电抗器，并确到雷电的侵袭或者在切换电路时产生过电压，将电气装置绝定所选电抗器的参数。缘薄弱处击穿，都会造成短路。(4)选择和整定继电保护装置。选择和整定继电装置时，(2)误操作。例如，带负荷拉切隔离开关，形成强大的电需要计算被保护范围内可能产生的最小短路电流，以校验继弧，造成弧光短路；或将低压设备误码接入高压电网，造成短电保护装置动作的灵敏性是否符合要求。路。(5

5、)另外接地装置需根据短路电流进行设计；在设计户外(3)鸟兽危害。鸟兽跨越不等电位的裸露导体时，造成短高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相问和相对地路。的安全距离。(4)恶劣所气候。雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架4短路电流计算空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倾倒等。(5)其他意外事故。挖掘沟渠损伤电缆，起重机臂碰触架4．1短路电流的基本假设空导线，车辆撞击电杆等。供电系统短路的物理过程是很复杂的，影响因素也很多。为了简化分析和计算，采取一些合理的假设以满足工程的需2短路的危害要。通常采用以下假设：短路时系统的阻抗

6、大幅度减小，而电流则大幅度增加。通(1)忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各元件参数常短路电流可达正常工作电流的几十倍甚至几百倍，在大电一定。力系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。这样大的短路(2)忽略各元件的电阻。高压电网的各种电气元件，其电电流将产生极大的危害，归纳起来其危害有以下几种：阻一般都比电抗小的多。一般当电阻大于电抗时才考虑。(1)损坏电气设备。短路电流产生的电动力效应和热效(3)忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相之间短应，会使故障设备及短路回路中的其他设备遭到破坏。接所经过的电阻，如被外来物体短

7、接时，外来物体的电阻、接(2)影响电气设备的正常运行。短路时电网电压骤降，使地短路的接地电阻、电弧短路的电弧电阻等。～般情况下，都电气设备不能正常运行。以金属性短路对待，只在某些继电保护的计算中才考虑过渡(3)影响系统的稳定性。严重的短路会使并列的发电机组电阻。失去同步，造成电力系统解列。(4)除不对称故障出现局部不对称外，实际的电力系统通(4)造成停电事故。短路时，电力系统的保护装置动作，使常都可以当作相对称的。开关跳闸，从而造成大范围停电。越靠近电源，停电范围越大，4_2短路电流的相对值法造成的经济损失也越严重。在多

8、电压等的电网中，采用相对值法计算短路电流比较·95·煤矿现代化2010年第4期总第97期简便，用相对值法计算短路电流，不必进行阻抗折算。相对值式中U一电抗器的额定电压，kV；法又称标么值，它是某一物理量的实际值与选定的该量基准I广一电抗器的额定电流，kA。值的比值。因实际值的单位与选定的基准值的单位相同，所以4．3．