淺談電力系統(tǒng)運(yùn)行中短路故障及短路電流計算

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1、煤礦現(xiàn)代化2010年第4期總第97期淺談電力系統(tǒng)運(yùn)行中的短路故障及短路電琉的計算李淑云。黃靜，李元金，尚紀(jì)磊(1．濟(jì)寧二號煤礦。山東濟(jì)寧272072；2．濟(jì)寧三號煤礦，山東濟(jì)寧272069)摘要電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，由于多種原因，難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。各種短路故障是破壞電力系統(tǒng)正常運(yùn)行最為常見而且危害最大的原因。本文簡要探討短路故障的原因、種類、危害及短路電流計算的目的、計算方法。關(guān)鍵詞短路；短路電流；短路電流計算中圖分類號：TM713文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1009—0797(2010)04—0095—

2、03(5)產(chǎn)生電磁干擾。不對稱短路的不平衡電流，在周圍空1短路的種類及產(chǎn)生短路的原因間將產(chǎn)生很大的交變磁場，干擾附近的通訊線路和自動控制1．1短路的種類裝置的正常運(yùn)行。在三相系統(tǒng)中，短路的基本類型有：j相短路、兩相短路、3短路電流計算的目的兩相接地短路、單相短路和單相接地短路等。三相短路時，三相短路回路中的阻抗相等，三相電壓和電流仍然保持對稱，屬(1)確定供電系統(tǒng)的結(jié)線和運(yùn)行方式。供電系統(tǒng)的結(jié)線和于對稱短路。其他形式的短路，由于短路回路j相阻抗不相運(yùn)行方式不同，短路電流的大小也不同。只有計算出在某種結(jié)等，三相電壓和電流均

3、不對稱，屬于不對稱短路。除了上述短線和運(yùn)行方式下的短路電流，才能判斷這種結(jié)線及運(yùn)行方式路外，對變壓器和電動機(jī)等電氣設(shè)備還可能發(fā)生一相繞組的是否合適。匝間及層問短路。一切不對稱短路在采用對稱分量法后，都可(2)選擇電氣設(shè)備。選擇電氣設(shè)備時，需要計算可能通以歸納為對稱短路的計算。過電氣設(shè)備的最大短路電流及其產(chǎn)生的電動力效應(yīng)及熱效1．2短路的原因應(yīng)，以檢驗電氣設(shè)備的分?jǐn)嗄芰皠臃€(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。造成短路的原因很多，主要有以下幾個方面：(3)選擇限流電抗器。當(dāng)短路電流過大時，造成設(shè)備選擇(1)絕緣損壞。電氣設(shè)備年久陳舊，絕緣自然

4、老化；絕緣瓷困難或不經(jīng)濟(jì)，這時可在供電線路中串接電抗器來限制短路瓶表面污穢，使絕緣下降；絕緣受到機(jī)械性損傷；供電系統(tǒng)受電流。通過短路電流的計算，決定是否使用限流電抗器，并確到雷電的侵襲或者在切換電路時產(chǎn)生過電壓，將電氣裝置絕定所選電抗器的參數(shù)。緣薄弱處擊穿，都會造成短路。(4)選擇和整定繼電保護(hù)裝置。選擇和整定繼電裝置時，(2)誤操作。例如，帶負(fù)荷拉切隔離開關(guān)，形成強(qiáng)大的電需要計算被保護(hù)范圍內(nèi)可能產(chǎn)生的最小短路電流，以校驗繼弧，造成弧光短路；或?qū)⒌蛪涸O(shè)備誤碼接入高壓電網(wǎng)，造成短電保護(hù)裝置動作的靈敏性是否符合要求。路。(5

5、)另外接地裝置需根據(jù)短路電流進(jìn)行設(shè)計；在設(shè)計戶外(3)鳥獸危害。鳥獸跨越不等電位的裸露導(dǎo)體時，造成短高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相問和相對地路。的安全距離。(4)惡劣所氣候。雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架4短路電流計算空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿傾倒等。(5)其他意外事故。挖掘溝渠損傷電纜，起重機(jī)臂碰觸架4．1短路電流的基本假設(shè)空導(dǎo)線，車輛撞擊電桿等。供電系統(tǒng)短路的物理過程是很復(fù)雜的，影響因素也很多。為了簡化分析和計算，采取一些合理的假設(shè)以滿足工程的需2短路的危害要。通常采用以下假設(shè)：短路時系統(tǒng)的阻抗

6、大幅度減小，而電流則大幅度增加。通(1)忽略磁路的飽和與磁滯現(xiàn)象，認(rèn)為系統(tǒng)中各元件參數(shù)常短路電流可達(dá)正常工作電流的幾十倍甚至幾百倍，在大電一定。力系統(tǒng)中短路電流可達(dá)幾萬甚至幾十萬安培。這樣大的短路(2)忽略各元件的電阻。高壓電網(wǎng)的各種電氣元件，其電電流將產(chǎn)生極大的危害，歸納起來其危害有以下幾種：阻一般都比電抗小的多。一般當(dāng)電阻大于電抗時才考慮。(1)損壞電氣設(shè)備。短路電流產(chǎn)生的電動力效應(yīng)和熱效(3)忽略短路點(diǎn)的過渡電阻。過渡電阻是指相與相之間短應(yīng)，會使故障設(shè)備及短路回路中的其他設(shè)備遭到破壞。接所經(jīng)過的電阻，如被外來物體短

7、接時，外來物體的電阻、接(2)影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路時電網(wǎng)電壓驟降，使地短路的接地電阻、電弧短路的電弧電阻等。～般情況下，都電氣設(shè)備不能正常運(yùn)行。以金屬性短路對待，只在某些繼電保護(hù)的計算中才考慮過渡(3)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。嚴(yán)重的短路會使并列的發(fā)電機(jī)組電阻。失去同步，造成電力系統(tǒng)解列。(4)除不對稱故障出現(xiàn)局部不對稱外，實際的電力系統(tǒng)通(4)造成停電事故。短路時，電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置動作，使常都可以當(dāng)作相對稱的。開關(guān)跳閘，從而造成大范圍停電。越靠近電源，停電范圍越大，4_2短路電流的相對值法造成的經(jīng)濟(jì)損失也越嚴(yán)重。在多

8、電壓等的電網(wǎng)中，采用相對值法計算短路電流比較·95·煤礦現(xiàn)代化2010年第4期總第97期簡便，用相對值法計算短路電流，不必進(jìn)行阻抗折算。相對值式中U一電抗器的額定電壓，kV；法又稱標(biāo)么值，它是某一物理量的實際值與選定的該量基準(zhǔn)I廣一電抗器的額定電流，kA。值的比值。因?qū)嶋H值的單位與選定的基準(zhǔn)值的單位相同，所以4．3．