第 2 讲 《故障概述》

§第2讲《故障概述》一、教学目标掌握与短路有关的基本概念；二、教学重点短路的基本概念三、教学难点无四、教学内容和要点（一）、基本概念1．短路：电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。在正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。2．短路的类型：三相短路、两相短路、单相短路、两相短路接地。单相短路接地最多。分对称故障和非对称故障。表1-1示出了三相系统中短路的基本类型。电力系统的运行经验表明，单相短路接地占大多数。三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路。上述各种短路均指在同一地点短路，实际上也可能是在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路，称为复杂故障。表1-1短路类型（二）、产生短路的原因：电力系统短路故障发生的原因很多，既有客观的，也有主观的，但都是绝缘遭到破坏引起的。1．自然界的破坏：雷击闪络引起过电压、空气污染使绝缘子表面载正常工作电压下放电、鸟兽跨接在裸露的载流部分以及大风或覆冰引起架空线杆塔倒塌。2．人为的破坏：运行人员带负荷拉刀闸，在线路检修后未拆除地线就加电压等误操作，施工挖沟伤电缆，放风筝落到高压线上。3．设备自身问题：绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等。（三）、短路对电力系统的危害1．对设备的危害：短路点的电弧烧坏电气设备，甚至引起爆炸。短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体也会受到很大的电动力的冲击，致使导体变形，甚至损坏。2．对系统电压的影响：短路还会引起电网中电压降低，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。3．对系统稳定性的影响：当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电。这是短路故障的最严重后果。4．对通信系统的影响：发生不对称短路时所引起的不平衡电流产生的不平衡磁通，会在邻近的平行的通信线路内感应出相当大的感应电动势，造成对通信系统和铁路信号系统的干扰，甚至危及设备和人身的安全。（四）、减少短路对系统的危害措施1．电力系统设计和运行时，都要采取适当的措施来降低发生短路故障的概率，例如采用合理的防雷措施、降低过电压水平、使用结构完善的配电装置和加强运行维护管理，如在线路上加装电抗器：可以选用轻型的设备。2．加装继电保护装置：采取减少短路危害的措施，其中，最主要的是迅速将发生短路的元件从系统中切除，使无故障部分的电网继续正常运行。3．自动重合闸：由于大部分短路不是永久性的而是暂时性的，就是说当短路处和电源隔离后，故障处不再有短路电流流过，因此现在广泛采用重合闸措施。所谓重合闸就是当短路发生后断路器迅速断开，使故障部分与系统隔离，经过一定时间再将断路器合上。对于暂时性故障，系统就因此恢复正常运行，如果是永久性故障，断路器合上后短路仍存在，则必须再次断开断路器。装设重合闸的成功率，110kv及以上75%~95%；35kv及以上，50%~80%。（五）、故障类型1．横向故障：短路故障2．纵向故障：断线故障3．复杂故障：不同地点，同时发生不对称故障。

（六）、短路故障分析的内容和目的短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量（短路电流与故障前电压的乘积）的计算、故障后的系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算，如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。在发电厂、变电所以及整个电力系统得设计和运行工作中，都必须事先进行短路计算，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、如开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备，制定限制短路电流的措施和稳定性分析，在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的