一文看懂電源的短路電流意義

短路電流的概念

短路電流(short-circuitcurrent)是電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，相與相之間或相與地(或中性線)之間發(fā)生非正常連接(即短路)時(shí)流過的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。

短路電流計(jì)算的目的和意義

在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外。還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護(hù)裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確選擇和整定保護(hù)裝置選擇限制短路電流的元件和開關(guān)設(shè)備計(jì)算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，基于如下用途必須進(jìn)行短路電流的計(jì)算：

1)選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。

2)選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確的切除短路故

3)確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施。

4)保護(hù)電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產(chǎn)生的危害。

短路電流計(jì)算的意義可以用于熔斷器的選型，防止設(shè)備燒壞。為系統(tǒng)設(shè)計(jì)，新建站設(shè)備選型，運(yùn)行方式制定繼電保護(hù)整定等環(huán)節(jié)提供依據(jù)。

短路電流計(jì)算的條件

1.假設(shè)系統(tǒng)有無限大的容量。用戶處短路后，系統(tǒng)母線電壓能維持不變。即計(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多。

具體規(guī)定：對(duì)于3~35KV級(jí)電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，可以認(rèn)為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大。只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗。

2.在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí)，只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗，而忽略其電阻;對(duì)于架空線和電纜，只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻，一般也只計(jì)電抗而忽略電阻。

3.短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表，都以三相短路為計(jì)算條件。因?yàn)閱蜗喽搪坊蚨喽搪窌r(shí)的短路電流都小于三相短路電流。能夠分?jǐn)嗳喽搪冯娏鞯碾娖?，一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏鳌?/p>

短路電流計(jì)算的作用

(1)校驗(yàn)電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性;

(2)校驗(yàn)開關(guān)的遮斷容量;

(3)確定繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的定值;

(4)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)及選擇電氣主接線提供依據(jù);

(5)進(jìn)行故障分析;

(6)確定輸電線路對(duì)相鄰?fù)ㄐ啪€的電磁干擾

常用的計(jì)算方法是：

阻抗矩陣法，并利用迭加原理，令短路后網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)=短路前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)故障分量狀態(tài)，在短路點(diǎn)加一與故障前該節(jié)點(diǎn)電壓大小相等、方向相反的電勢(shì)，再利用阻抗矩陣即可求得各節(jié)點(diǎn)故障分量的電壓值，加上該節(jié)點(diǎn)故障前電壓即得到短路故障后的節(jié)點(diǎn)電壓值。繼而，可求得短路故障通過各支路的電流。

短路電流的危害

電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí)，系統(tǒng)功率分布的忽然變化和電壓的嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使整個(gè)系統(tǒng)解列，這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過負(fù)荷，因此，必須切除部分用戶。短路時(shí)電壓下降的愈大，持續(xù)時(shí)間愈長，破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性愈大。短路電流的限制措施為保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，減輕短路造成的影響，除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。

短路電流的防范措施

1、做好短路電流的計(jì)算，正確選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備，電氣設(shè)備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。

2、正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護(hù)裝置，以便發(fā)生短路時(shí)，能快速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時(shí)間，減少短路所造成的損失。

3、在變電站安裝避雷針，在變壓器四周和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。

4、保證架空線路施工質(zhì)量，加強(qiáng)線路維護(hù)，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。

5、帶電安裝和檢修電氣設(shè)備，注重力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。

6、加強(qiáng)治理，防止小動(dòng)物進(jìn)入配電室，爬上電氣設(shè)備。

7、及時(shí)清除導(dǎo)電粉塵，防止導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備。

8、在電纜埋設(shè)處設(shè)置標(biāo)記，有人在四周挖掘施工，要派專人看護(hù)，并向施工人員說明電纜敷設(shè)位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。

9、電力系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)程，嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設(shè)備，禁止帶負(fù)荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工，維護(hù)人員工作完畢，應(yīng)立即拆除接地線。要經(jīng)常對(duì)線路、設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進(jìn)行檢修。