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第8章 电力系统三相短路的分析与计算第8章 电力系统三相 短路的分析与计算§8-1 短路的根本概念 故障:一般指短路和断线,分为简洁故障和困难故障 故障:一般指短路和断线, 简洁故障:电力系统中的单一故障 简洁故障: 困难故障:同时发生两个或两个以上故障 困难故障: 短路:指一切正常运行之外的相与相之间或相与地 短路: 之间的连接 之间的连接 泸州职业技术学院电力系统短路的主要缘由 8.1.1 短路的主要缘由1.设备或装置存在隐患:绝缘材料的自然老化，设计、 1.设备或装置存在隐患:绝缘材料的自然老化，设计、 设备或装置存在隐患 自然老化 安装及维护不良所带来的设备缺陷开展成短路 设备缺陷开展成短路 安装及维护不良所带来的设备缺陷开展成短路 2.恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作， 2.恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空 恶劣天气 闪络放电或避雷器动作 线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等 线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等 3.人为误操作 如运行人员带负荷拉刀闸， 人为误操作， 3.人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备 检修后未撤除地线就加上电压引起短路。

检修后未撤除地线就加上电压引起短路 4.挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在袒露的载流局部等 4.挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在袒露的载流局部等 挖沟损伤电缆(不行幸免性) 不行幸免性)泸州职业技术学院 电力系统 3短路的类型 8.1.2 短路的类型表1-1 各种短路的示意图和代表符号短路类型 符号 示意图 特点 事故几率三相短路f (3)对称故障5%(最严 重) 10~15%两相短路f (2)非对称故障单相接地短路f (1)非对称故障65~70%两相接地短路f (1,1)非对称故障10~20%泸州职业技术学院电力系统短路的危害 8.1.3 短路的危害(1)电流剧增：设备发热增加，假设短路持续时间较长， (1)电流剧增：设备发热增加，假设短路持续时间较长，可 电流剧增 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 电动力效应 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 导体间还将产生很大的机械应力， 导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至 损坏 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大 电压大幅度下降 (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时， (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并 当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时 发电机可能失去同步， 列运行的发电机可能失去同步 列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定 造成大面积停电，这是短路最紧要的后果。

性，造成大面积停电，这是短路最紧要的后果 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 发生不对称短路时 线路感应出电动势,影响通讯. 线路感应出电动势,影响通讯.5泸州职业技术学院电力系统短路的后果举例2003年8月14日-美国大停电 年 月 日 美国东部 美国东部(EDT)时间 时间2003年8月14日16:11起先(北京时间 起先( 时间 年 月 日 起先 北京时间8 日晨4:11),美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大 ),美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大 月15日晨 日晨 ), 面积停电事故 纽约 纽约: 交通瘫痪、马路堵塞、人困在电梯和地隧道里、 交通瘫痪、马路堵塞、人困在电梯和地隧道里、冒炎热步行 回家 停电影响 美国： 俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、 美国： 俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、康涅狄 克州、新泽西州、宾夕法尼亚州、佛蒙特州( 个州 个州) 克州、新泽西州、宾夕法尼亚州、佛蒙特州(8个州) 加拿大：安大概省、魁北克省( 个省 个省) 加拿大：安大概省、魁北克省(2个省)泸州职业技术学院 电力系统 62003年8月14日-美国大停电 年 月 日 损失负荷：6180万千瓦 损失负荷：6180万千瓦 5000万居民失去电力供给 5000万居民失去电力供给 复原需几天时间 复原134 134万千瓦 -8月14日19:30 复原134万千瓦 14日19: -8月14日23:00 复原2130万千瓦 复原2130 2130万千瓦 14日23: 复原4860 4860万千瓦 -8月15日11:00 复原4860万千瓦 15日11: 美国切机20多台(含9台核电机组) 美国切机20多台( 20多台 台核电机组) 美加共计切机百余台 美经济学家估计：美损失：300亿美元/天 美经济学家估计：美损失：300亿美元/ 亿美元 安大概省损失：50亿美元 安大概省损失：50亿美元泸州职业技术学院 电力系统 7停电前后卫星拍到的美国上空照片泸州职业技术学院电力系统短路的防范措施 8.1.4 短路的防范措施1.设法消退可能引起短路的一切缘由； 1.设法消退可能引起短路的一切缘由； 设法消退可能引起短路的一切缘由 2.发生短路后尽快切除故障局部， 2.发生短路后尽快切除故障局部，快速复原电 发生短路后尽快切除故障局部 网电压； 网电压； 3.增大短路回路阻抗以限制短路电流数值(常 3.增大短路回路阻抗以限制短路电流数值( 增大短路回路阻抗以限制短路电流数值 用电抗器)。

用电抗器)泸州职业技术学院电力系统计算短路电流的目的 8.1.5 计算短路电流的目的短路电流计算结果是选择电气设备(断路器、互感器、瓷瓶、母线、电 选择电气设备(断路器、互感器、瓷瓶、母线、 缆等)的依据； 缆等)的依据； 是电力系统继电爱护设计和整定的根底； 是电力系统继电爱护设计和整定的根底； 继电爱护设计和整定的根底 是比拟和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据， 是比拟和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据， 电气主接线图的依据 依据它可以确定限制短路电流的措施 依据它可以确定限制短路电流的措施 是网络构造规划、设计的依据(广东电网、上海电网 网络构造规划、设计的依据(广东电网、 环网运行，短路电流太大，担心全，难以选择断路器) 环网运行，短路电流太大，担心全，难以选择断路器) 是电力系统稳定限制措施制定的依据 是电力系统稳定限制措施制定的依据泸州职业技术学院电力系统计算短路电流的根本假设 8.1.6 计算短路电流的根本假设1.电力系统在正常工作时三相是对称的 1.电力系统在正常工作时三相是对称的 电力系统在正常工作时三相是对称的 2.全部发电机的转速和电势相位在短路过程中保 2.全部发电机的转速和电势相位在短路过程中保 全部发电机的转速 不变。

持不变 3.电力系统各元件的电容和电阻略去不计， 3.电力系统各元件的电容和电阻略去不计，只计 电力系统各元件的电容和电阻略去不计 电抗 4.各元件的电抗在短路过程中保持不变 4.各元件的电抗在短路过程中保持不变 各元件的电抗在短路过程中保持不变用标幺值计算=1) 当U=Uav(即U*=1)时那么S*=I*=1/X*泸州职业技术学院电力系统本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页。