该正常不间断地供电,保证用户生产和生活的正常进行。但是当发生短路故障时,可能破坏电力系统正常运行,从而影响用户的生产和生活。“短路”是指电力系统中相与相之间或相与地之间,通过电弧或其他较小阻抗形成的一种非正常连接。电力系统中发生短路的原因有多种,归纳如下:1电气设备绝缘损坏。其原因有设计不合理、安装不合格、维护不当等,还有外界原因如架空线断线、倒杆及挖沟时损坏电缆、雷击或过电压等。2运行人员误操作。如带负荷拉合隔离开关刀闸、带地线合闸、误将带地线的设备投入等。3其他原因。如鸟兽跨接导体造成短路等。
f电力系统短路的基本类型有:三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路等。各种短路故障示意图和代表符号如表11所示,其中三相短路为对称短路,其他为不对称短路。
运行经验和统计数据表明,电力系统中各种短路故障发生的几率是不同的,其中发生三相短路的几率最少,发生单相接地短路的几率最大。
在实际工程问题中,经常需要计算短路电流,计算中涉及到如下概念:1无限大容量系统。无限大容量电力系统指,容量相对于被供电系统容量大得多的电力系统,其特征是,当被供电系统中负荷变动甚至发生短路故障,电力系统母线电压及频率基本维持不变。一般,电力系统等值电源阻抗不超过短路电路阻抗的5%~10%,或电力系统容量超过被供电系统容量50倍时,可视为无限大容量电力系统,简称无限大系统或无穷大系统。实际应用中对11OkV配电网,可将供电变压器看作无穷大系统对11OkV配电网供电。2短路电流周期分量。电力系统发生短路故障时,与正常负荷状态相比,供电回路的阻抗大为减小,因此出现数值很大的短路电流。显然,短路电流的大小由电源电压和短路回路阻抗决定,电源电压是正弦周期分量,与之对应,产生的是短路电流中的周期分量。在计算中,通常求取的就是这个短路电流周期分量,即在非周期分量衰减完毕后的稳态短路电流。
f3短路电流非周期分量。电力系统正常运行时,线路和设备上流过负荷电流,当发生短路时,在短路回路中将流过短路电流。由于短路回路存在电感,导致电流不能突变,因此,在电流变化的过渡过程中,将出现一个随时间衰减的非周期分量电流,即短路电流中的非周期分量。
4短路冲击电流。短路全电流中的最大瞬时值称为短路冲击电流,其数值约为短路电流周期分量的182倍。
二、三相对称短路在电力系统的各种短路故障中,虽然三相短路发生的几率最小,但其对电力系r