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电力系统短路故障分析 电力系统短路故障分析 PAGE 电力系统短路故障分析 电力系统短路故障分析 郭坚定 （格雷诺（厦门）开关有限公司） 摘要：电力系统是由发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位组成的整体。在同一瞬间，发电厂将发出的电能通过输配电线路、变配电所，输送到用电单位，供给工农业生产和人民生活使用。而随着经济与科技的发展，电力系统的可靠性越来越重要，短路故障是常见的也是严重的电力系统故障之一。本文简要探讨了各种类型的短路故障的原因、特点、危害和预防措施等，对指导生产有一定的参考作用，也为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。 关键字：电力系统 短路故障 原因 特点 计算方法 预防 概念 短路指的是电力系统在正常情况外的相对相或者相对地之间的短接。在电力系统正常运行中（除三相四线制中的中性点接地外），各相与相之间，相与地之间是存在着安全绝缘距离的，当安全绝缘距离因为某种原因而遭到破坏，这时候就会使相间或者相地之间短路，我们称这种短路为电力系统的短路故障。 短路故障的危害 当发生短路故障时，由于电气回路的阻抗迅速减小以及突然短路时的暂态过程，使得短路点及其附近设备的短路电流值迅速增加，短路电流的值远大于额定电流，一般是额定电流的几十倍。短路电流会产生巨大的热效应与动效应。热效应会使周围坏境的温度急剧增加，从而烧毁设备熔断导线，电气火灾就是热效应引起的。动效应会产生巨大的动作力，这瞬间的力量会使设备发生爆炸，从而造成人身伤亡。巨大的短路电流也会在周围空间产生很强的电磁场，会对周围的通信网络、信号系统及控制系统产生严重干扰。短路故障还会引起电网中电压降低，特别是靠近短路点处的电压下降得最多，将会严重影响电力系统的稳定运行，图1-1中示出了一简单供电网在正常运行时和在不同地点（）发生三相短路时各点电压变化的情况。因此短路故障的危害是巨大的。 图1-1 正常运行和短路故障时各点的电压 发生短路的原因 （1）电气设备的绝缘损坏，常发生于老旧的设备及厂房； （2）运行人员的误操作，常见的现象为：带电合地刀，挂地线未拆而合开关，带负荷分隔离开关。 （3）电气设备因设计、安装及维护不良所导致的设备缺陷引发的短路，如设备的选用不符合标准； （4）鸟兽跨接在裸露的载流部分，如老鼠进入高压柜内，造成相间短路。 4、短路故障的类型 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。表4-1示出三相系统中短路的基本类型。 表4-1 短路类型 短路种类 短路类型 示意图 符号 发生几率 对称短路 三相短路 f(3) 5% 不对称短路 单相接地短路 f(1) 10% 两相短路 f(2) 65% 两相接地短路 f(1,1) 20% 三相短路时，由于被短路的三相阻抗相等，因此，三相电流和电压仍是对称的，又称为对称短路。其余几种类型的短路，因系统的三相对称结构遭到破坏，网络中的三相电压、电流不再对称，故称为不对称短路。 短路故障的预防 为了保证电力系统运行的安全可靠，电力设计要科学合理并考虑到各种意外发生时的防范措施，此外还应该要采取各种安全措施，以减少各类短路故障的发生。 做好短路电流的计算工作，选择正确合理的电气设备。对于电力系统的用电设备来讲，正常指的是高低压设备。对于这些用电设备的选用，我们主要从载流量跟动热稳定上考虑。载流量指的是铜排能通过的电流大小，不同的铜排大小对应不同的载流量，不同的环境下，相同的铜排大小对应的载流量也是不同的，因此在选择导线、铜排、开关等的时候要考虑到电流的大小。如果选择的设备的载流量不能满足线路的电流要求，那么在运行的过程中，所选设备就会因为发热造成温度过高，造成严重的后果。动热稳定验证的是当线路发生短路故障，开关切断短路电流而开关设备不损坏的能力。根据计算短路电流的大小，选择合适开断能力的开关设备，是保证线路在发生短路故障时能继续运行的有效措施 对继电保护的整定值大小及保护方式要正确选择。对于电力电路，常规的保护为：过电流保护、电流速断、限时电流速断保护、三段式电流保护。对于电力变压器，常规的保护为：过电流保护、过负荷保护、电流速断。对于不同的线路应该选用不同的保护功能。 严格按照《电气设计规程》的规定,设计、安装、调试、使用和维修电气线路及电力设备。 不同的工作环境,选用不同导线跟用电设备。环境较恶劣的场所一般选用密封性好的电气设备，能有效防止粉尘及水汽进入而造成短路故障。 防止电气线路绝缘老化,除考虑环境条件的影响外,还应定期对线路的绝缘情况进行检查。 加强电气线路的安全管理,防止人为操作事故。严格按《电气安全工作规程》操作，执行“两票三制”的制度。 结语 短路问题是电力技术方面的基本问题之一。在电厂、变电所以及整