【正文】 在絕緣子上為平放 (圖 39a)， 則 按式 (345)計(jì)算，即 ；如果母線為豎放 (圖 39b)，則 。因此上式對于每相只有一條矩形截面的導(dǎo)體的線路都是適用的。 二 . 短路電流的電動(dòng)效應(yīng)和動(dòng)穩(wěn)定度 供電系統(tǒng)短路時(shí)，短路電流特別是短路沖擊電流將使相鄰導(dǎo)體之間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，有可能使電器和載流部分遭受嚴(yán)重破壞。兩相短路電流主要用于相間短路保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)，單相短路電流則主要用于單相短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 (2) 2 ck UI X?? (234) 其他兩相短路電流 I (2)、 I∞ (2)、 和 Ish(2) 等，都可按前面三相短路的對應(yīng)公式計(jì)算。 圖 38 無限大容量電力系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路 如果只計(jì)電抗，則兩相短路電流為 上式說明，無限大容量系統(tǒng)中，同一地點(diǎn)的兩相短路電流為其三相短路電流的 (或 ) 倍。 三相短路容量的計(jì)算公式為 (332) 例 32 試用標(biāo)幺制法計(jì)算例 31所示供電系統(tǒng)中 k 1點(diǎn)和 k 2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。 基準(zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取 Ud =Uc。421( 0 .4 ) 3 .2 1 0500cocU kVX S M V A ?? ? ? ? ?? ? ??????? ? 322 243 10810 001005100%k V AkVSUUXXNck＝? ?43432143212 // XXXXXXXXXXXK ????????????????????? ???? 3334 kAkVXUIkck 3)2(2)3( 2 ?????? ????kAIII k )3( 2)3()3( ????? ????????????????????????? ? 3221202 )/( kVkVkmkmUUlXXcc 3) 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 4) 三相短路容量 在工程設(shè)計(jì)說明書中，往往只列短路計(jì)算表，如表 32所示。 ccURRU??? ????239。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為 SN1010Ⅱ 型。為換算后元件的電阻、電抗和短路點(diǎn) 的計(jì)算電壓。 1a 2a 3a 3 1 2 3ava a a a? a3 2 1. 26ava a a?? a avaa?如果線路的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳時(shí)， 可按表 31取其電抗平均值。 0WLX X l? (321) l 這里要說明：三相線路導(dǎo)線單位長度的電抗，要根據(jù)導(dǎo)線截面和線間幾何均距來查得。然后按式（ 314）或式（ 315）計(jì)算短路電流周期分量有效值 。 (2) 變壓器的電抗 XT 可由變壓器的短路電壓 Uk %近似地計(jì)算。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電站饋電線出口斷路器（參看圖 34）的斷流容量 來估算，這 就看作是電力系統(tǒng)的極限短路容量 。在略去上述阻抗后，計(jì)算所得的短路電流略比實(shí)際值有所偏大，但用略有偏大的短路電流來校驗(yàn)電氣設(shè)備，倒可以使其運(yùn)行的安全性更有保證。 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，其三相短路電流周期分量有效值按下式計(jì)算： ( 3 ) 223 3cck UUI Z RX? ???? ? (314) 式中 和 、 分別為短路電路的總阻抗 [模 ]和總電阻、總電抗值； Uc 為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓（或稱平均額定電壓）。但是請注意：本書計(jì)算公式中各物理量單位除個(gè)別經(jīng)驗(yàn)公式或簡化公式外，一律采用國際單位制（ SI制）的基本單位“安”（ A）、“伏”（ V）、“瓦”（ W）、“伏安”（ VA）、“歐姆”（ Ω）等。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量的電源，而且短路電路比較簡單，因此通常只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效的總阻抗。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。同樣地，兩相或單相短路電流，則在相應(yīng)的電流符號(hào)右上角分別標(biāo)（ 2）或（ 1），而兩相接地短路，則標(biāo)注（ ）。由圖 33所示短路全電流 的曲線可以看出，短路后經(jīng)半個(gè)周期（即 ）， 達(dá)到最大值，此時(shí)的短路全電流即短路沖擊電流 。 / / 3 1 4L R X R? ? ? ? ??? npi式中 K sh 為短路電流沖擊系數(shù)。由式（ 33）可知，短路電流周期分量為 . si n( )p k m ki I t????(31) 式中 ，為短路電流周期分量幅值，其中 為短路電路總阻抗 [模 ]； 為 短路電路的阻抗角。電路內(nèi)的電阻越大和電感越小，則衰減越快。短路電流非周期分量（ nonperiodic ponent of shortcircuit current ） 是因短路電路存在電感，而按楞次定律電路中感生的用以維持短路初瞬間（ t =0時(shí)）電路電流不致突變的一個(gè)反向抵消 、且按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減的電流。但是由于電路中存在著電感，根據(jù)楞次定律，電流不能突變，因而引起一個(gè)過渡過程，即短路暫態(tài)過程。圖中 、 為線路（ WL）的電阻和電抗， 、 為負(fù)荷（ L）的電阻和電抗。其特點(diǎn)是：當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。其中兩相接地短路，實(shí)質(zhì)是兩相短路。 (5) 不對稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交流電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)造成極大的危害： (1) 短路時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。本章內(nèi)容也是工廠供電系統(tǒng)運(yùn)行分析和設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。造成短路的原因主要有： (1) 電氣設(shè)備絕緣損壞 這可能是由于設(shè)備長期運(yùn)行、絕緣自然老化造成的；也可能是設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。第三章 短路電流及其計(jì)算 第一節(jié) 短路的原因、后果和形式 一 . 短路的原因 二 . 短路的后果 三 . 短路的形式 第二節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)的物理過程和物理量 一 . 無限大電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程 二 . 短路的有關(guān)物理量 一 . 概 述 第三節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計(jì)算 二 . 采用歐姆法進(jìn)行三相短路計(jì)算 三 . 采用標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路計(jì)算 四 . 兩相短路電流的計(jì)算 五 . 單相短路電流的計(jì)算 一 . 概 述 第四節(jié) 短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn) 二 . 短路電流的電動(dòng)效應(yīng)和動(dòng)穩(wěn)定度 三 . 短路電流的熱效應(yīng)和熱穩(wěn)定度 復(fù)習(xí)思考題 習(xí) 題 一 . 短路的原因 工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。 內(nèi)容提要： 本章首先簡介短路的原因、后果及其形式，接著講述無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程及有關(guān)物理量，然后重點(diǎn)講述工廠供電系統(tǒng)三相短路及兩相和單相短路的計(jì)算，最后講述短路電流的效應(yīng)及短路校驗(yàn)條件。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。 (4) 嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列。 三 . 短路的形式 在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，如圖 31所示。但一般情況下，特別是遠(yuǎn)離電源（發(fā)電機(jī)）的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路電流最大，因此它造成的危害也最為嚴(yán)重。 圖 31 短路的形式 (虛線表示短路電流路徑 ) －三相短路 －兩相短路 －單相短路 －兩相接地短路 (3)k (2)k(1)k ()k第二節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程和物理量 一 . 無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程 無限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。 圖 32a是一個(gè)電源為無限大容量的供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路的電路圖。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路，所以電路電流根據(jù)歐姆定律要突然增大。其中短路電流周期分量（ periodic ponent of shortcircuit current） 是由于短路后電路阻抗突然減小很多倍，因而按歐姆定律應(yīng)突然增大很多倍的電流。 pinpi(0)pi piI?npinpi由于短路電路還存在電阻，因此短路電流非周期分量要逐漸衰減。 短路電流非周期分量的初始絕對值為 二 . 短路有關(guān)的物理量 1. 短路電流周期分量 假設(shè)在電壓 u =0時(shí)發(fā)生三相短路，如圖 33所示。 I pi( 0 ) 0 . . 2n p k m k mi i I I I? ? ? ? (33) ?? ttnpnp eIeii ?? ???? 2)0( (34) 式中 ，稱為短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，或稱為短路電路時(shí)間常數(shù)，它就是使 由最大值按指數(shù)函數(shù)衰減到最大值的 1/e =。 短路全電流 的最大有效值是短路后第一個(gè)周期的短路電流有效值，用 Ish 表示， 也 可稱為短路沖擊電流有效值，用下式計(jì)算 ： ki0 . 0 12 2 2 2( 0 . 0 1 ) ( 0 . 0 1 ) ( 2 )s h p n pI I i I I e ??? ? ? ?21 2( 1 )sh shI K I? ? ? (39) 或 4. 短路沖擊電流 短路沖擊電流（ shortcircuit shock current）為短路全電流中的最大瞬時(shí)值。 為了表明短路的類別，凡是三相短路電流，可在相應(yīng)的電流符號(hào)右上角加標(biāo)（ 3），例如三相短路穩(wěn)態(tài)電流寫作 。在計(jì)算電路圖上，應(yīng)將短路計(jì)算所需考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。然后將等效電路化簡。 短路計(jì)算中有關(guān)物理量在工程設(shè)計(jì)中一般采用下列單位：電流單位為“千安”（ kA），電壓單位為“千伏”（ kV），短路容量和斷流容量單位為“兆伏安”（ MVA），設(shè)備容量單位為“千瓦”（ kW）或“千伏安”（ kVA），阻抗單位為“歐姆”（ Ω）等。 二 . 采用歐姆法進(jìn)行三相短路計(jì)算 歐姆法又稱有名單位制法，因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名。至于供電系統(tǒng)中的母線、線圈型電流互感器一次繞組、低壓斷路器過電流脫扣線圈等的阻抗及開關(guān)觸頭的接觸電阻，相對來說很小，在一般短路計(jì)算中可略去不計(jì)。 如果不計(jì)電阻，則三相短路電流周期分量有效值為 RX???(3) 3 ck UI X?? (315) (3) (3)3k c kS U I? (316) 1. 電力系統(tǒng)的阻抗計(jì)算 電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗來說很小，一般不予考慮。 2cTkNURP