短路(short circuit):電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地之間直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接,產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流的情況。
正常的電力系統(tǒng)中,除中性點(diǎn)之外,相與相和相與地之間是絕緣的,不論由于何種原因使絕緣遭到破壞,不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻抗短接而構(gòu)成通路,即所謂電力系統(tǒng)發(fā)生了短路故障。
短路的類型:1)三相短路:供配電系統(tǒng)三相導(dǎo)體間的短接;2)兩相短路:三相供配電系統(tǒng)中任意兩相導(dǎo)體間的短接;3)單相接地短路:供配電系統(tǒng)中任一相經(jīng)大地與中性點(diǎn)或與中線發(fā)生的短路。4)兩相接地短路:中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,任意兩相發(fā)生單相接地而產(chǎn)生的短路。
計(jì)算短路電流的目的:(1) 選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備;(2) 繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算;(3) 設(shè)計(jì)時(shí)不同方案的技術(shù)比較。
電力系統(tǒng)中,發(fā)生在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中的單相短路電流有可能最大,而在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中都采取了限制單相短路電流的措施,因此,單相短路電流不可能最大。一般企業(yè)電網(wǎng)都是中性點(diǎn)不接地的6~35kV電網(wǎng),距電源較遠(yuǎn),因而實(shí)際上三相短路電流最大,造成危害也最重,所以短路電流計(jì)算的重點(diǎn)是三相短路電流計(jì)算。
無限大容量電源,就是內(nèi)阻抗為零的電源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗為零時(shí),不管輸出的電流如何變動(dòng),電源內(nèi)部不產(chǎn)生壓降,電源母線上的輸出電壓維持不變,相當(dāng)于一個(gè)理想的電壓源。
無限大容量只是一個(gè)相對(duì)概念。指電源系統(tǒng)的容量相對(duì)于用戶容量來說大得多(具有合理性),在發(fā)生三相短路時(shí)電源系統(tǒng)的內(nèi)阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短路回路的總阻抗,以致無論用戶負(fù)荷如何變化甚至發(fā)生短路,系統(tǒng)的母線電壓都能基本維持不變(誤差在允許范圍)。
在工程計(jì)算中,當(dāng)電源系統(tǒng)的阻抗不大于短路回路總阻抗的5%~10%,或者電源系統(tǒng)的容量超過用戶容量的50倍時(shí),可將其視為無窮大電源系統(tǒng)。
發(fā)生短路后,由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路,所以電路電流要突然增大;但由于電路中存在電感,電流不能突變,引起一個(gè)過渡過程。
由于暫態(tài)過程中的短路電流比起穩(wěn)態(tài)值要大很多,所以暫態(tài)過程雖然時(shí)間很短,但它對(duì)電器設(shè)備的危害卻遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)短路電流要嚴(yán)重得多。