【正文】 試校驗此母線的短路動穩(wěn)定度。已知此母線的短路保護動作時間為 ，低壓斷路器的斷路時間為 ，該母線正常運行時最高溫度為 55℃ 。 s(二 ) 短路熱穩(wěn)定度的校驗條件 1. 一般電器的熱穩(wěn)定度校驗條件 2 (3)2t imaI t I t?? (358) 式中 It 為電器的熱穩(wěn)定電流； t 為電器的熱穩(wěn)定試驗時間。 (1) 先從縱坐標軸上找出導體在正常負荷時的溫度 θL 值。但是這種計算，不僅相當繁復(fù)，而且涉及到一些難以確定的系數(shù)，包括導體的電導率（它在短路過程中不是一個常數(shù)），因此最后計算結(jié)果往往與實際出入很大。如果導體和電器在短路時的發(fā)熱溫度不超過允許溫度，則應(yīng)認為導體和電器是滿足短路熱穩(wěn)定度要求的。當線路發(fā)生短路時，短路電流將使導體溫度迅速升高。 圖 310 大容量電動機對短路點反饋沖擊電流 當交流電動機進線端發(fā)生三相短路時，它反饋的最大短路電流瞬時值（即電動機反饋沖擊電流）可按下式計算： 式中 為電動機次暫態(tài)電動勢標幺值； 為電動機次暫態(tài)電抗標幺值； C 為電動機的反饋沖擊倍數(shù)；以上各量均見表 33； 為電動機的短路電流沖擊系數(shù)，對 3~10kV電動機可取~，對 380V電動機可取 1； 為電動機額定電流。附錄表 8列有部分高壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)包括動穩(wěn)定電流數(shù)據(jù)，供參考。這兩種短路效應(yīng)，對電器和導體的安全運行威脅極大，因此這里要研究短路電流的效應(yīng)及短路穩(wěn)定度的校驗問題。如果在發(fā)電機出口短路時，則 。 無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值的標幺值按下式計算（注：下式未計電阻，因標幺值制法一般用于高壓電路短路計算，通常只計電抗）： (330) 由此可求得三相短路電流周期分量有效值為 23 dcd ddUUX SI??X??( 3 ) ( 3 ) dk k d II I I X? ???? (331) ocddcoccdSS SSSU SUXXX ??? //22*NdkdcNckdTT S SUSUSUUXXX 100 %/100 % 22* ????202 0* / cddcdWLWL USlXSU lXXXX ????*2)3()*3( 13/3/??? ???? XXS UUS XUIIIdccdcdkk 求得 以后， 即可利用歐姆法有關(guān)的公式求出 等。 圖上標出各元件的序號（分子）和電抗值（分母）， 并計算其總電抗為 (2) 計算三相短路電流和短路容量 1) 三相短路電流周期分量有效值 2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 3) 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 4) 三相短路容量 20 5 ( / ) 5 5X X l k m k m? ? ? ? ? ?( 1 ) 1 2 2 5 7kX X X?? ? ? ? ? ? ? ? ?( 3 ) 11( 1 )1 0 . 5 3 . 0 83 3 1 . 9 7ckkU kVI k AX???? ? ??? ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )1 I I k A??? ? ?( 3 ) ( 3 )2. 55 2. 55 3. 08 7. 85shi I k A k A? ? ? ?( 3 ) ( 3 )1. 51 1. 51 3. 08 4. 65shI I k A k A? ? ? ?( 3 ) ( 3 )1 1 13 3 1 0 .5 3 .0 8 5 6 .0k c kS U I k V k A M V A??? ? ? ? ?圖 36 例 31的短路等效電路圖（歐姆法） 2. 求 k 2點的短路電流和短路容量（ Uc2= ） (1) 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 1) 電力系統(tǒng)的電抗 2) 架空線路的電抗 3) 電力變壓器的電抗：由附錄表 5查得 Uk％＝ 5，因此 4) 繪 k 2點短路的等效電路如圖 36b所示，并計算其總電抗 (2) 計算三相短路電流和短路容量 1) 三相短路電流周期分量有效值 2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 2 239。 例 31 某供電系統(tǒng)如圖 35所示。當三相線路為等邊三角形排列，每邊線距為 （參看圖 34c），則 。 0WLR R l?l因 TcNTcNTNk RUSRUSRIP222 333 ????????????????????故 (319) NckT SUUX 2100% ?? 電纜線路 架空線路 220/380V 6~10kV 35kV及以上 線 路 電 壓 線路結(jié)構(gòu) 表 31 電力線路每相的單位長度電抗平均值 （單位： Ω/km） 求出短路電路中各元件的阻抗后，就化簡短路電路，求出其總阻抗。 如果不計電阻，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)的阻抗計算 電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗來說很小，一般不予考慮。 二 . 采用歐姆法進行三相短路計算 歐姆法又稱有名單位制法，因其短路計算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名。然后將等效電路化簡。 為了表明短路的類別，凡是三相短路電流，可在相應(yīng)的電流符號右上角加標（ 3），例如三相短路穩(wěn)態(tài)電流寫作 。 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間常數(shù)，或稱為短路電路時間常數(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 =。 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。當發(fā)生三相短路時，由于負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。 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)。 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。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。短路就是指不同電位的導電部分包括導電部分對地之間的低阻性短接。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。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)造成極大的危害： (1) 短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，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。其中兩相接地短路，實質(zhì)是兩相短路。其特點是：當用戶供電系統(tǒng)的負荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。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，因而引起一個過渡過程，即短路暫態(tài)過程。電路內(nèi)的電阻越大和電感越小，則衰減越快。 / / 3 1 4L R X R? ? ? ? ??? npi式中 K sh 為短路電流沖擊系數(shù)。同樣地，兩相或單相短路電流，則在相應(yīng)的電流符號右上角分別標（ 2）或（ 1），而兩相接地短路，則標注（ ）。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當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。 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，其三相短路電流周期分量有效值按下式計算： ( 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 為短路點的短路計算電壓（或稱平均額定電壓）。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 。然后按式（ 314）或式（ 315）計算短路電流周期分量有效值 。 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， 可按表 31取其電抗平均值。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為 SN1010Ⅱ 型。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周期短路全電流有效值 4) 三相短路容量 在工程設(shè)計說明書中，往往只列短路計算表，如表 32所示。 三相短路容量的計算公式為 (332) 例 32 試用標幺制法計算例 31所示供電系統(tǒng)中 k 1點和 k 2點的三相短路電