电力系统短路怎么解决（供电系统短路的原因）

电力系统短路怎么解决（供电系统短路的原因）短路前电路中的电压和电流为：供电系统发生三相短路的电路如图所示，RWL、LWL为线路的电阻和电感，RL和LL为负载的电阻和电感。由于电路对称，可取一相来分析。无限大电源容量是一个相对的概念，它是指电源距短路点的“电气距离”较远、电源额定容量远大于系统供给短路点的短路容量的电源，常用S=∞表示。“电气距离”较远，实际上是指电源阻抗小于短路回路总阻抗10%的情况。对于无限大电源容量系统，在分析短路暂态过程中，可以不考虑电源内部的参数，可以认为电源电压维持不变。

在供电系统中，短路时最严重的故障之一，煤矿井下电网若发生短路故障，更是危害极大。掌握电网发生短路时短路电流的变化规律、稳态短路参数的计算及短路电流的破坏效应等知识，有助于电气设备的正确选择和过流保护装置的设置与整定，在矿井电网的故障分析中有重要作用。

短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间的短接、相与地之间的短接等。

产生短路的主要原因是由于电气设备载流部分绝缘损坏。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压、机械损伤等造成。

三相电网中，可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路。第一种短路称为对称短路，后三种通称为不对称短路。

无限大电源容量是一个相对的概念，它是指电源距短路点的“电气距离”较远、电源额定容量远大于系统供给短路点的短路容量的电源，常用S=∞表示。

“电气距离”较远，实际上是指电源阻抗小于短路回路总阻抗10%的情况。

对于无限大电源容量系统，在分析短路暂态过程中，可以不考虑电源内部的参数，可以认为电源电压维持不变。

供电系统发生三相短路的电路如图所示，RWL、LWL为线路的电阻和电感，RL和LL为负载的电阻和电感。由于电路对称，可取一相来分析。

短路前电路中的电压和电流为：

在k处发生三相短路时，负载回路被短接，失去电源。k点处的电位为零，电源电压全部加在短路回路上。

在电源至短路点的回路内，电流将由原来的负载电流增大为短路电流，其瞬时值可由短路回路的微分方程来确定。

可得一相的回路方程式为：

解一阶常系数非齐次微分方程，可得短路全电流表达式为 ：

式中:

Ipe ——短路后的稳态电流值，称周期分量；

Iap ——短路电流非周期分量；

Ipe.m ——短路电流周期分量幅值；

——短路回路的阻抗角，

Tk ——短路回路的时间常数，

对应的短路电流波形如图所示。图中iap为非周期分量， ipe 为周期分量。

短路电流暂态过程特点：产生非周期分量电流。

产生原因：回路中存在电感。在发生突然短路的瞬间（即t=0时），短路前的电流与短路后的周期分量电流一般不相等。由楞次定律，为维持电流的连续性（即电感回路中电流不能突变），将在电感回路中产生一自感电流来阻止电流的突变，该电流就是非周期分量电流。它的初始值iap.0的大小与短路故障发生的时刻有关，即与电压V的初相角θ有关。

短路电流非周期分量按指数规律衰减。由于它是由电流突变感生而来，没有外加电压的维持，也就没有能量的补充；而短路回路为R-L电路，不断的消耗能量，所以iap按指数规律单调衰减。

衰减的速度决定于回路时间常数Tk，一般非周期分量衰减很快，在0.2s（10个周期）后即衰减到初始值的2%，在工程上即可以认为已衰减结束。这也说明电力系统的暂态过程非常短暂。

稳态短路电流Ik。

当非周期分量衰减到零后，短路故障的暂态过程即告结束，此时进入短路的稳定状态，这使得电流成为稳态短路电流，其有效值用Iss表示。当系统容量为无限大时，稳态短路电流就等于短路电流周期分量有效值Ipe，也等于需计算的短路电流有效值Ik。Ik是短路保护装置整定和校验的依据，也是选择、校验电气设备的依据。

短路电流冲击值ish： 短路电流可能的最大瞬时值用来校验电气设备和母线动稳定的重要数据。

冲击系数Kim： 表示冲击电流比周期分量幅值大的倍数，取决于系统时间常数的大小。

实际计算中，对电阻较大回路 当R>(X/3） 如长距离电缆网络，可取Kim =1.3；iim=1.84Ipe。

对单机容量为12MW及以上发电机母线上短路，可取Kim=1.9， iim=2.55 Ipe。

短路电流的最大有效值、短路容量：最不利条件下发生的短路在第一个周期内短路电流有效值为最大，即短路最大有效值Iim。常用于校验电气设备的电动力稳定性。

无限大容量电网短路全电流的最大有效值：

当Kim=1.8（高压电网）时，Iim=1.52Ipe

当Kim=1.3（低压电网）时，Iim=1.09Ipe

短路容量：表示短路处的平均额定电压Var和短路电流周期分量Is(3)所构成的三相功率。即

短路容量常用来选择和校验电气设备的开断能力（如断路器）。