电工电子技术教学课件：第三章 短路电流及其计算

1、1第三章第三章 短路电流及其计算短路电流及其计算本章讨论内容本章讨论内容什么是短路，短路有几种形式；什么是短路，短路有几种形式；表征短路电流特征的几个物理量；表征短路电流特征的几个物理量；短路电流计算；短路电流计算；短路电流的效应短路电流的效应2第一节第一节 短路的原因、后果、形式短路的原因、后果、形式一、断路的原因一、断路的原因（1 1）设备原因：自然灾害电气设备载流导体的绝缘）设备原因：自然灾害电气设备载流导体的绝缘破坏：绝缘自然老化、操作过电压、雷电过电压、破坏：绝缘自然老化、操作过电压、雷电过电压、绝缘受到机械损伤等。绝缘受到机械损伤等。（2 2）操作原因：运行人员违规操作：带电拉、合

2、开）操作原因：运行人员违规操作：带电拉、合开关，检修之后忘记拆除地线合闸等。关，检修之后忘记拆除地线合闸等。（3 3）自然灾害：鸟兽跨越不同相的裸露导体。）自然灾害：鸟兽跨越不同相的裸露导体。3二、二、断路的种类断路的种类短短路路对称性短路：三相短路对称性短路：三相短路k(3) ,影响最为严重影响最为严重不对称性短路不对称性短路两相短路两相短路 k(2)两相接地短路两相接地短路 k(1.1) 单相接地短路单相接地短路 k(1) 对称分析法进行分对称分析法进行分 析；其中单相故障出析；其中单相故障出现的可能性最大现的可能性最大两相接地短路两相接地短路 k(1.1)两相短路两相短路 k(2)三相短

3、路三相短路k(3)单相接地短路单相接地短路 k(1)4三、断路的危害三、断路的危害短路时系统电流增大，比正常电流大很多，三相短路短路时系统电流增大，比正常电流大很多，三相短路时短路点电压甚至降到零。时短路点电压甚至降到零。（1 1）元件发热，导体温度急速升高，绝缘损坏，甚）元件发热，导体温度急速升高，绝缘损坏，甚至部件受热融化损坏；至部件受热融化损坏；（2 2）电路电流引起较大的电动力，电气设备遭到机）电路电流引起较大的电动力，电气设备遭到机械破坏；械破坏；（3 3）短路时电压降低，影响电气设备的正常运行。）短路时电压降低，影响电气设备的正常运行。（4 4）破坏系统的稳定性：使并联运行的同步发

4、电机）破坏系统的稳定性：使并联运行的同步发电机失去同步，甚至造成整个系统的解列和崩溃；失去同步，甚至造成整个系统的解列和崩溃；（5 5）单相接地故障产生不平衡磁场，对附近的通信）单相接地故障产生不平衡磁场，对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作；常工作；（6 6）短路故障造成停电，给国民经济带来损失，人）短路故障造成停电，给国民经济带来损失，人民生活造成不便。民生活造成不便。5由此可见，短路产生的后果极为严重，在供配电系统由此可见，短路产生的后果极为严重，在供配电系统的设计和运行中应采取有效措施，精心操作，排的设计和运行中应采取有

5、效措施，精心操作，排除隐患，尽量避免三相短路，保证系统安全运行；除隐患，尽量避免三相短路，保证系统安全运行；同时为减轻短路后果并防止故障扩大，需要计算同时为减轻短路后果并防止故障扩大，需要计算短路电流，用于选择和校验电气设备、计算整定短路电流，用于选择和校验电气设备、计算整定保护短路的继电保护装置及选择限制短路电流的保护短路的继电保护装置及选择限制短路电流的电气设备（电抗器）等。电气设备（电抗器）等。三相短路是最严重的短路故障，三相短路的分析计算三相短路是最严重的短路故障，三相短路的分析计算是其他短路分析的基础。本章着重分析三相短路是其他短路分析的基础。本章着重分析三相短路故障的分析方法。故障

6、的分析方法。6第二节第二节 无限大容量电力系统三相短路分析无限大容量电力系统三相短路分析1 1、无限大容量电力系统，是指供电容量相对于用户、无限大容量电力系统，是指供电容量相对于用户的供电系统容量大很多的电力系统。的供电系统容量大很多的电力系统。无限大容量电力系统的特点是无限大容量电力系统的特点是：当用户供电系统的负当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压保持不变；系统内阻抗为零；电力系线上的电压保持不变；系统内阻抗为零；电力系统容量无限大。统容量无限大。事实上，没有这样的理想化系统，系统容量不会是无事实上，没有这样的理想

7、化系统，系统容量不会是无限大，系统阻抗也不会是零。这只是一个合理的限大，系统阻抗也不会是零。这只是一个合理的假设，以方便计算。假设，以方便计算。7以下情况，供电系统电源侧认为是无穷大容量系统：以下情况，供电系统电源侧认为是无穷大容量系统： （1 1）发生短路时系统母线电压降低很小，短路点距）发生短路时系统母线电压降低很小，短路点距离电源较远。供电系统可以认为是无限大容量供离电源较远。供电系统可以认为是无限大容量供电系统。电系统。 （2 2）电力系统阻抗小，小于短路回路总阻抗的）电力系统阻抗小，小于短路回路总阻抗的5%-5%-10%10%； （3 3）供配电系统容量小，与电力系统相比容量小得）供

8、配电系统容量小，与电力系统相比容量小得多，例如多，例如5050倍关系。倍关系。8为何要认为是无穷大系统？为何要认为是无穷大系统？（1 1）若满足无穷大系统条件，就可以不考虑电源阻）若满足无穷大系统条件，就可以不考虑电源阻抗对于短路点的影响，简化计算和分析。抗对于短路点的影响，简化计算和分析。（2 2）但是，在距离发电机较近的发）但是，在距离发电机较近的发电机电力系统电机电力系统中，中，要考虑电源即发电机的暂态过程。要考虑电源即发电机的暂态过程。9 2 2、无限大容量供电系统三相短路暂态过程、无限大容量供电系统三相短路暂态过程 （1 1）正常运行）正常运行 设电源设电源A A相各物理量为相各物理

9、量为)sin(atUum)sin(atIim2121)()(/xxrrUIkkmm111tanrrxxkk10 （2 2）三相短路分析）三相短路分析 K点发生断路时，电路被分为左、右两侧独立的部分。右边：无源短路回路零输入响应。纯衰减过程，最终数值衰减到零；将电感中的磁场能全部通过电阻消耗掉。左边：与电源相联的短路回路全响应。由于短路后回路的阻抗变小，电流增大，但由于电感的存在，使得电流不能突变，即在任何时刻短路时，若忽略原来的负荷电流，短路点短路瞬间电流为零。根据电路理论，必然产生非周期分量电流。此非周期分量电流不断衰减，总的短路电流最终达到稳态短路电流。11短路瞬间，短路电流应该满足微分方

10、程：)sin(atUirdtdiLmkkkkkkrL,/2k2kpxrUImm其中，其中，0190tankkkrxtnkmkeiatIi0)sin(pp特征解为：特征解为：12利用初始条件，确定非周期分量幅值利用初始条件，确定非周期分量幅值 的大小：的大小： 0pni0000)sin()sin(ttktmItIitIienp0pmnp0kpm)sin()sin(iIIm)sin(kpmnp0sin(IIimtmmIItIiesin(kpmkpk)sin()sin(则则nppii 00ii非周期分量非周期分量周期分量周期分量短路全电流短路全电流13 短路短路全电流全电流 周期分量周期分量强制分量

11、：由无穷大系统的强制分量：由无穷大系统的电源电压和回路阻抗决定，电流幅值不变；电源电压和回路阻抗决定，电流幅值不变；与电源与电源 具有相同的变化规律，依然是正弦具有相同的变化规律，依然是正弦信号，频率与电源相同信号，频率与电源相同； 非周期分量非周期分量自由分量：按指数衰减；自由分量：按指数衰减；仅与电路参数有关。仅与电路参数有关。tmmIItIiesin(kpmkpk)sin()sin(nppii 14)sin(atUUmm)sin(atIImm)sin(kpmnp0sin(IIim tmmIItIi e)sin()sin()sin(kpmkpkmImIpmImU0npi短路电流的相量表示法

12、：短路电流的相量表示法：非周期分量的幅值非周期分量的幅值 ，等于相量，等于相量 和和 在纵轴在纵轴上投影之差。上投影之差。 非周期分量幅值并不是固定的，与短路时刻的初相非周期分量幅值并不是固定的，与短路时刻的初相位、断路前工作电流等因素有关系。位、断路前工作电流等因素有关系。 0npimIpmI15当当 与纵轴垂直时，自由分量不存在，短路与纵轴垂直时，自由分量不存在，短路过程不经过暂态而直接进入稳态；过程不经过暂态而直接进入稳态；短路电流非周期分量初始值最大时，短路电流最短路电流非周期分量初始值最大时，短路电流最大，称为最严重短路情况。大，称为最严重短路情况。一般情况下，电力系统设备的短路阻抗

13、特性为感一般情况下，电力系统设备的短路阻抗特性为感性，电抗值比电阻值大得多，因此，在忽略电阻性，电抗值比电阻值大得多，因此，在忽略电阻的情况下，短路时短路阻抗角的情况下，短路时短路阻抗角pmmII。090kmImIpmImU0npi16最严重短路条件：最严重短路条件：电压初相角为零。电压初相角为零。短路前电流为零，或功率因数等于短路前电流为零，或功率因数等于1 1。0k90、0、0、000mIa即即：tmmIItIiesin(kpmkpk)sin()sin(tmItIesin(pmp)200)2sin(tmItIepmpcostItIepp2cos2mImIpmImU0npi17最严重短路电流

14、波形183 3、三相短路的有关物理量、三相短路的有关物理量（1 1）短路过程：短路过程分为暂态过程和稳态过程）短路过程：短路过程分为暂态过程和稳态过程从短路发生的时刻起，到短路电流的暂态分量衰减完毕为从短路发生的时刻起，到短路电流的暂态分量衰减完毕为止的这段时间，称为短路的暂态过程（也叫过渡过程）。止的这段时间，称为短路的暂态过程（也叫过渡过程）。暂态过程后暂态过程后 ，即进入稳态过程。总的短路电流等于稳态，即进入稳态过程。总的短路电流等于稳态分量和暂态分量之和。分量和暂态分量之和。对于无限大容量系统，对于无限大容量系统，Z ZS S=0=0，周期分量不衰减，不随时间，周期分量不衰减，不随时间

15、变化，但非周期分量是随时间指数规律变化的，衰减时间变化，但非周期分量是随时间指数规律变化的，衰减时间常数为常数为 。因此，总的短路电流的最大瞬时值在暂态过程中某一时刻因此，总的短路电流的最大瞬时值在暂态过程中某一时刻出现此时，出现此时，t=t=，t=0.01st=0.01s。此时的电流称为冲击电流。此时的电流称为冲击电流。三相短路时只有其中一相电流最为严重，因为不可能三相三相短路时只有其中一相电流最为严重，因为不可能三相或者其中任两相同时满足上述的条件或者其中任两相同时满足上述的条件。kkrL19对于有限大容量系统，周期分量是变化的。例如对于有限大容量系统，周期分量是变化的。例如少数或单台发电

16、机（汽轮机），短路时系统阻抗少数或单台发电机（汽轮机），短路时系统阻抗是变化的，短路电流周期分量幅值也随之变化：是变化的，短路电流周期分量幅值也随之变化：首先表现为次暂态周期分量，然后是暂态周期分首先表现为次暂态周期分量，然后是暂态周期分量，最后才是等同于无限大容量系统的周期分量。量，最后才是等同于无限大容量系统的周期分量。它们的幅值逐渐减小。它们的幅值逐渐减小。“上演上演”次序为：次序为：pIII 20 周期分量的次暂态（也叫超瞬态）电流周期分量的次暂态（也叫超瞬态）电流 周期分量的暂态（也叫瞬态）电流周期分量的暂态（也叫瞬态）电流 稳态短路电流表达式稳态短路电流表达式 对于无穷大容量系统短

17、路时对于无穷大容量系统短路时IZUxrUIKN3/2k2kpKNZUI 3/pKNZUI3/pKNKZUIIIII3/ p21（2 2）任一时刻短路电流有效值）任一时刻短路电流有效值（3 3）冲击电流、冲击电流有效值）冲击电流、冲击电流有效值01. 001. 0costtmtItIiiepmpksh冲击电流：冲击电流：)1 (01. 0eImpshKIp222np(0.01)p(0.01)iIIsh冲击电流有效值：冲击电流有效值：222) 1()2(shPPKII)1 (2)2201. 001. 0eIeIIPPpPIKsh2) 1(21222)(222)()(11nppTtTttTtTttK

18、iiTdtiTI)(2)(2tnptpiItmkItIie:pmpcos短路电流表达式短路电流表达式201. 022 ttppeII 22短路电流冲击系数的分析短路电流冲击系数的分析对于纯电阻性电路，对于纯电阻性电路， 对于纯电感性电路，对于纯电感性电路， 对于一般性电路，对于一般性电路， 高压系统：高压系统： 低压系统：低压系统：,，101. 0kkshRLeK1shK1shK21shK8 . 1105. 005. 001. 0eKshPPPshshIIIKi55. 28 . 122PI52. 1PshII2) 18 . 1 (21)1 (05. 001. 0eKsh3 . 1shK05.

19、0PPshIIi84. 13 . 12PshII09. 123（4 4）三相短路容量）三相短路容量 三相短路容量用于选择和校验断路器的断路能力三相短路容量用于选择和校验断路器的断路能力（断流能力）。（断流能力）。 kavkIUS324第三节第三节 无限大容量供电系统三相短路计算无限大容量供电系统三相短路计算计算短路电流，理论上可以采用两种方法：计算短路电流，理论上可以采用两种方法：有名有名值法（欧姆法）值法（欧姆法）和和标幺值法标幺值法。有名值法就是电压。有名值法就是电压除以阻抗得到电流，主要应用于低压系统、一个除以阻抗得到电流，主要应用于低压系统、一个电压等级的场合。电压等级的场合。实际运用

20、中，实际运用中，电力系统通常普遍采用标幺值方法电力系统通常普遍采用标幺值方法计算短路电流。计算短路电流。一、采用欧姆法进行三相短路计算一、采用欧姆法进行三相短路计算，22)3(33 XRUZUIcck电电压压。）电电压压，有有时时等等于于额额定定：短短路路点点的的计计算算（平平均均cU记记电电阻阻。抗抗（模模），低低压压系系统统不不：短短路路点点到到系系统统的的总总阻阻Z)3()3(3kckIUS 251 1、电力系统的阻抗、电力系统的阻抗 电力系统的电阻很小，可以不考虑。电力系统的电电力系统的电阻很小，可以不考虑。电力系统的电抗可以认为是上游断路器的短路阻抗，表示为：抗可以认为是上游断路器的

21、短路阻抗，表示为：2 2、变压器的阻抗、变压器的阻抗 变压器电阻：变压器电阻： 变压器电抗：变压器电抗：，有有时时等等于于额额定定电电压压。：短短路路器器出出口口计计算算电电压压cUoccccsSUIUX23 ，查查手手册册得得到到。：短短路路器器出出口口短短路路容容量量ocS222)()3(3/3/NNkNNkNkTSUPUSPIPR NNkNNkNkTSUuIUuZuX2100%3100%100% 263 3、电力线路的阻抗、电力线路的阻抗 电阻：电阻： 电抗：电抗：4 4、阻抗换算、阻抗换算 一个阻抗值换算到另一个计算电压值下时，乘以变一个阻抗值换算到另一个计算电压值下时，乘以变比的平方

22、。如比的平方。如lRRwl0 lXXwl0 2)(ccUURR 27例题例题3-1 3-1 求求k-1k-1点、点、k-2k-2点的短路电流、短路容量。点的短路电流、短路容量。解解:1:1、求、求k-1k-1点的三相短路电流和短路容量点的三相短路电流和短路容量 （1 1）电力系统的电抗）电力系统的电抗 （2 2）架空线电抗（电阻不足电抗的）架空线电抗（电阻不足电抗的1/31/3，忽略）：，忽略）： 22. 0500)5 .10(221MVAkVSUXoccs 75. 1535. 00lXXwl28 （3 3）画出）画出k-1k-1点短路的等效电路图。点短路的等效电路图。 （4 4）k-1k-1

23、点短路电流点短路电流 k-1k-1点短路容量点短路容量kAXXUXUIcccp08. 3)75. 122. 0(35 .10)(3321 kAIipsh85. 708. 355. 255. 2 kAIIpsh65. 408. 352. 152. 1 kVAIUSpck5608. 35 .1033 29 2 2、求、求k-2k-2点的三相短路电流和短路容量点的三相短路电流和短路容量 （1 1）系统阻抗折算到）系统阻抗折算到k-2k-2点：点： （2 2）架空线阻抗折算到）架空线阻抗折算到k-2k-2点：点： （3 3）电力变压器的阻抗（电阻太小，忽略）电力变压器的阻抗（电阻太小，忽略） 4221

24、2102 . 3)5 .104 . 0(22. 0)(ccssUUXX 322121054. 25 .104 . 075. 1)(ccwlwlUUXX 322243108)1000()4 . 0(1005100%kVAkVSUuXXNNkTT30（4 4）画出）画出k-2k-2点短路的等效电路图。点短路的等效电路图。 （5 5）k-2k-2点短路电流、短路容量：点短路电流、短路容量：kAXXXUXUIcccp7 .33)2/1081054. 21022. 3(35 .10)2/(33334321 kAIipsh627 .3384. 155. 2 kAIIpsh7 .367 .3309. 152

25、. 1 kVAIUSpck7 .367 .334 . 033 31二标幺值法计算短路电流二标幺值法计算短路电流 1 1标幺值：标幺值：任意物理量的有名值与基准值的比值任意物理量的有名值与基准值的比值称为标幺值。称为标幺值。 ，KAKVMVAKAKVMVA:物理的基准值物理的基准值物理的有名值：物理的有名值：标幺值标幺值dAAA *32通常通常，以设备的额定以设备的额定值值为基值。为基值。在计算系统短路电流时，设备较多，为了对各个设在计算系统短路电流时，设备较多，为了对各个设备标幺值进行统一，规定一个共同的基值，叫做备标幺值进行统一，规定一个共同的基值，叫做系系统基值统基值。求出的标幺值称为系统

26、标幺值（简称标幺。求出的标幺值称为系统标幺值（简称标幺值）。值）。如如 且有：且有：dddddSUIUZ23 dddIUS3 dddZIU3 dSSS *dUUU *dIII *dZZZ *33基值的选取原则：基值的选取原则： （1 1）容量基值选定容量基值选定 （2 2）以各自段线路的平均电压为各级电压的基值）以各自段线路的平均电压为各级电压的基值 （3 3）以各自线路电压基值下求得的标幺值等于换算）以各自线路电压基值下求得的标幺值等于换算到其他线路电压等级下的标幺值。例如：到其他线路电压等级下的标幺值。例如：或或MVASd100 （高高压压）MVASd1000 NNavdUUUU 05.

27、134 2 2、短路回路元件的标幺值阻抗、短路回路元件的标幺值阻抗 电气元件铭牌标幺值（标称参数）一般都是以额电气元件铭牌标幺值（标称参数）一般都是以额定值为基准计算出来的，整个系统中电气设备很定值为基准计算出来的，整个系统中电气设备很多，基准值就不一致。因此需要将所有元件换算多，基准值就不一致。因此需要将所有元件换算成统一基准值下表示的标幺值。成统一基准值下表示的标幺值。 （1 1）发电机电抗标幺值）发电机电抗标幺值 （2 2）变压器的电抗标幺值）变压器的电抗标幺值NdNddNNNddNNNdGGSSXUSSUXSUSUXXXX*22*22*)( NddddNNdddNNkdTTSSuUSS

28、UuSUSUuXXX100%100%100%/2222* 35 （3 3）电抗器的标幺值）电抗器的标幺值 电抗器的标称参数：电抗器的标称参数： 电抗实际值：电抗实际值： 标幺值：标幺值：%,LNNXIUNNLLIUXX3100% 2*3100%ddNNLdLLUSIUXXXX 233100%dddNNLUIUIUX ddNNLUIIUX100% NdLIIX100% 36 （4 4）架空线路电抗标幺值）架空线路电抗标幺值 （5 5）电源的电抗标幺值）电源的电抗标幺值 对对于供电系统而言，有时可以将电源侧看作无穷大于供电系统而言，有时可以将电源侧看作无穷大系统，此时电力系统的阻抗相对很小，可以忽

29、略；系统，此时电力系统的阻抗相对很小，可以忽略；但若供电部门提供了电力系统的电抗参数，可以记但若供电部门提供了电力系统的电抗参数，可以记入，然后再计算短路电流，这样更接近实际。计算入，然后再计算短路电流，这样更接近实际。计算时，有以下几种时，有以下几种情况：情况： a.a.已知电力系统短路容量已知电力系统短路容量 ，或断路器的出口断流，或断路器的出口断流容量容量 ，可把它们看作系统的短路容量来估算系，可把它们看作系统的短路容量来估算系统电抗，即：统电抗，即：20*dddllUSlXXXX sSsdddsddssSSUSSUXXX 22*/ocSocdsSSX *或或37 b. b.已知电力系统

30、电抗有名值已知电力系统电抗有名值 ，则，则3 3、几个有用的物理量表达式、几个有用的物理量表达式SX2*/ddsdssUSXXXX *133kddkcdkkXXUXUIII dddkkIXIII*1 *33kddkcdkkSIUIUIII 38例：试求如图所示的供电系统中，总降压变电所例：试求如图所示的供电系统中，总降压变电所10KV10KV母线上的母线上的K1K1点和车间变电所点和车间变电所380V380V母线上的母线上的K2K2点发生点发生三相短路时的短路电流和短路容量，以及三相短路时的短路电流和短路容量，以及K2K2点发生点发生三相短路时流经变压器一次绕组的短路电流。三相短路时流经变压器

31、一次绕组的短路电流。SQFSs=1000MVAWL15km, 0.4/km1T2T2500kVA,35/11kV,uk%=7.51km, 0.38/kmWL23T750kVA,10/0.4kV,uk%=4.5供电系统图供电系统图K1K239解：解： (1)(1) 画出短路电流计算等效电路图。画出短路电流计算等效电路图。 (2)(2)取基准容取基准容量量S Sd d=100MVA=100MVA， 3 3个基准电压分别为个基准电压分别为U Ud1d1=37kV=37kV，U Ud2d2=10.5kV=10.5kV，U Ud3d3=0.4kV=0.4kV。求各元件的电。求各元件的电抗标幺值抗标幺值。

32、 系统系统S S： 线路线路WL1WL1： 1 . 01000100*1 sdSSX146. 03710054 . 022110*2 ddUSlXX1 . 010 . 660 . 330 . 34345. 050 . 6640 变压器变压器1T1T和和2T2T 线路线路2 2 变压器变压器3 3 （3 3）求）求K1K1点三相短路电流和短路容量点三相短路电流和短路容量 计算短路回路总阻抗标幺值计算短路回路总阻抗标幺值0 . 35 . 21001005 . 7100%*4*3 NdkSSuXX345. 05 .10100138. 022220*5 dDUSlXX0 . 675. 01001005

33、 . 4100%*6 NdkSSuX746. 12/3146. 01 . 0/*4*3*2*1*1 XXXXXk41 计算计算K1K1点所在电压级的短路电流基准值点所在电压级的短路电流基准值 计算计算K K1 1点短路电流各值：点短路电流各值：573. 0746. 111*1*1 KKXIkAIIIKdK152. 3573. 05 . 5*11 kAIiKKsh038. 8152. 355. 255. 211 MVAXSSKdK3 .57573. 0100*11 kAUSIddd5 . 55 .10310032 42 （4 4）计算计算K K2 2点三相短路时的短路电流点三相短路时的短路电流

34、短路回路的总阻抗标幺值为：短路回路的总阻抗标幺值为：091. 86345. 0746. 1*6*5*1*2 XXXXKKkAUSIddd3 .1444 . 0310033 ,124. 0091. 811*2*2 KKXIkAIIIKdK835.17124. 03 .144*22 kAIiKKsh816.32835.1784. 184. 122. MVAXSSKdK4 .12124. 0100*22 43四、其它相关短路问题四、其它相关短路问题 1 1、单相短路：大电流接地系统单相短路时，单相、单相短路：大电流接地系统单相短路时，单相短路电流为短路电流为 发电机附近短路时，零序阻抗较小，短路电流

35、大于发电机附近短路时，零序阻抗较小，短路电流大于三相短路电流。三相短路电流。电网中短路时，零序阻抗大，短路电流小于三相短电网中短路时，零序阻抗大，短路电流小于三相短路电流。路电流。 2 2、两相接地：大电流接地系统两相短路时，短路、两相接地：大电流接地系统两相短路时，短路电流为电流为 )3(021)1(3kkkIZUZZZUI )3()2(233232kkdkdkIZUZUI 44第四节第四节 短路电流的效应和校验短路电流的效应和校验一、概述一、概述 导体电流的两种状态：导体电流的两种状态： 1 1、正常工作状态：电压和电流不超过额定值，电器、正常工作状态：电压和电流不超过额定值，电器能长期运

36、行的状态。此时：能长期运行的状态。此时：导体发热和散热平衡，导体的温度不再升高，保导体发热和散热平衡，导体的温度不再升高，保持正常工作温度范围。导体的正常发热温度一般持正常工作温度范围。导体的正常发热温度一般规定不超过规定不超过7070o oC C，室外导体不超过，室外导体不超过8080o oC C。此温度称。此温度称导体或电器的正常（长期发热）最高允许温度。导体或电器的正常（长期发热）最高允许温度。产热途径：主要有电阻损耗，另外还有介质电流产热途径：主要有电阻损耗，另外还有介质电流损耗、周围导体形成电磁感应损耗等。损耗、周围导体形成电磁感应损耗等。正常运行的电动力较小，可以不考虑。正常运行的

37、电动力较小，可以不考虑。452 2、短路状态：系统发生短路故障，电流突然增加几倍、短路状态：系统发生短路故障，电流突然增加几倍几十倍。几十倍。短时间内产生大量的热，热量来不及散出，几乎短时间内产生大量的热，热量来不及散出，几乎全部用于导体温升，因此导体温度迅速升高。称全部用于导体温升，因此导体温度迅速升高。称为短路电流的为短路电流的热效应热效应。短路发热引起以下损坏：热效应引起机械强度下短路发热引起以下损坏：热效应引起机械强度下降，甚至烧熔、气化，引起触头接触电阻增大。降，甚至烧熔、气化，引起触头接触电阻增大。例如，铝导体短时发热超过例如，铝导体短时发热超过200200o oC C、铜导体超过

38、、铜导体超过300300o oC C时，抗拉强度急剧下降。此温度称为导体或时，抗拉强度急剧下降。此温度称为导体或电器的电器的短路（短时）最高允许温度短路（短时）最高允许温度。断路时电动力也很大。称为短路电流的断路时电动力也很大。称为短路电流的电动力效电动力效应应。它能使导体变形损坏。它能使导体变形损坏。热效应和电动力效应用于检验设备的动稳定性和热效应和电动力效应用于检验设备的动稳定性和热稳定性热稳定性46二、短路电流的电动效应和动稳定度二、短路电流的电动效应和动稳定度 两长直导体，电流分别为两长直导体，电流分别为 ，则，则 两长直导线电动力两长直导线电动力21ii 、，aiHB 21001 aiHB 22002 ，liailiBF1201212 liailiBF2102122 )(