短路电流培训教材
一、短路的种类及产生短路的原因
电力系统在运行中,由于多种原因,难免会出现故障,而使系统的正常运行遭到破坏。根据运行经验,破坏电力系统正常运行的故障最为常见而且危害最大的是各种短路。所谓短路是指电位不同的点在电气上被短接。
在三相系统中,短路的基本类型有:三相短路、两相短路、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,属于对称短路。其他形式的短路,由于短路回路三相阻抗不相等,三相电压和电流均不对称,属不对称短路。
造成短路故障的原因很多,主要有以下几个方面: 1、绝缘损坏。电气设备年久陈旧,绝缘自然老化;绝缘瓷瓶表面污秽,使绝缘下降;绝缘受到机械性损伤;供电系统受到雷电的侵袭或者在切换电路时产生过电压,将电气装臵绝缘薄弱处击穿,都会造成短路。
2、误操作。例如,带负荷拉切隔离开关,形成强大的电弧,造成弧光短路;或将低压设备勿接入高压电网,造成短路。
3、鸟兽危害。鸟兽跨越不等电位的裸露导体时,造成短路。 4、恶劣的气候。雷击造成的闪络放电或避雷针器动作,架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,起重机臂碰触架空
导线,车辆撞击电杆等。
二、短路的危害
短路时系统的阻抗大幅度减小,而电流则大幅度增加。通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。这样大的短路电流将产生极大的危害,归纳起来其危害有以下几种:
(1)损坏电气设备。短路电流产生的电动力效应和热效应,会使故障设备及短路回路中的其他设备遭到破坏。
(2)影响电气设备的正常运行。短路时电网电压骤降,使电气设备不能正常运行。
(3)影响系统的稳定性。严重的短路会使并列运行的发电机组失去同步,造成电力系统解列。
(4)造成停电事故。短路时,电力系统的保护装臵动作,是使开关跳闸,从而造成大范围停电。越靠近电源,停电范围越大,造成的经济损失也越严重。
(5)产生电磁干扰。不对岑短路的不平衡电流,在周围空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装臵的正常工作。
由此可见,短路的后果是非常严重的,因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素。此外还应正确地选择电气设备,使电气设备在短路电流的作用下不致损坏;正确选择和整定保护装臵,使其能在发生短路时,迅速地把故障线路和设备从电网中切
除,尽量减少短路所造成的危害和损失。
三、计算短路电流的目的和任务
为了使电力系统可靠、安全地运行,将短路带来的损失和影响限制在最小范围,必须正确地进行短路电流计算,以解决下列技术问题:
(1)选择电气设备。选择电气设备时,需要计算出可能通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应,以检验电气设备的分断能力及动稳定性和热稳定性。
(2)选择和整定继电保护装臵。选择和整定继电保护装臵时,需要计算被保护范围内可能产生的最小短路电流,以校验继电保护装臵动作的灵敏度是否符合要求。
(3)选择限流电抗器。当短路电流过大时,造成设备选择困难或不经济,这时可在供电线路中串接电抗器来限制短路电流。通过短路电流的计算,决定是否使用限流电抗器,并确定所选电抗器的参数。
(4)确定供电系统的结线和运行方式。供电系统的结线和运行方式不同,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是否合适。
四、短路电流的计算 1、有名值法
有名值法又称绝对值法。采用这种方法计算短路电流时,电