【正文】 流和短路容量。 (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)公式計算。 二 . 短路電流的電動效應(yīng)和動穩(wěn)定度 供電系統(tǒng)短路時，短路電流特別是短路沖擊電流將使相鄰導(dǎo)體之間產(chǎn)生很大的電動力，有可能使電器和載流部分遭受嚴(yán)重破壞。 maxi maxI(3)max shii? (347) (3)max shII? (348) 2. 絕緣子的動穩(wěn)定度校驗條件 按下列公式校驗： (3)al cFF? (349) 式中 為絕緣子的最大允許載荷，可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得；如果手冊或產(chǎn)品樣本給出的是絕緣子的抗彎破壞負(fù)荷值，則可將其抗彎破壞負(fù)荷值乘以 值； 為 三相短路時作用于絕緣子上的計算力；如果母線在絕緣子上為平放 (圖 39a)， 則 按式 (345)計算，即 ；如果母線為豎放 (圖 39b)，則 。 MX?ME?(352) 綜合性負(fù)荷 同步電動機(jī) 同步補(bǔ)償機(jī) 感應(yīng)電動機(jī) C 電動機(jī)類型 C 電動機(jī)類型 ME? ME?MX? MX?表 33 電動機(jī)的 、 和 C值 ME? MX?MshK?MNI?MNMshMNMshMMMsh ICKIKXEi ????? ?????? )/(2 ** 因此母線在三相短路時所受的最大電動力為 例 33 設(shè)例 31所示工廠變電所 380V側(cè)母線上接有 380V感應(yīng)電動機(jī) 250kW，平均 ，效率 。由于短路后線路的保護(hù)裝置很快動作，切除短路故障，所以短路電流通過導(dǎo)體的時間不長，通常不超過 2～ 3s。 要確定導(dǎo)體短路后實(shí)際達(dá)到的最高溫度 ，按理應(yīng)先求出短路期間實(shí)際的短路全電流 或 在導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量 。在工程設(shè)計中，通常是利用圖 313所示曲線來確定 。如果實(shí)際負(fù)荷時的溫度不詳，可采用附錄表 7所列的額定負(fù)荷時的最高允許溫度作為 θL 。 以上 It 和 t 可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。 解： 用 θ L=55℃ 查圖 313的鋁導(dǎo)體曲線，對應(yīng)的 A2 34 設(shè)習(xí)題 33所述 380V母線的短路保護(hù)動作時間為 ,低壓斷路器的斷路時間為 。該母線上接有一臺 500kW的同步電動機(jī)， 時， 。查附錄表 7由于 鋁母線實(shí)際截面為 例 34 試校驗例 33所示工廠變電所 380V側(cè)鋁 LMY母線的短路熱穩(wěn)定度 。 2. 母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗條件 (359) 式中 I∞ (3)為三相短路穩(wěn)態(tài)電流（ A）； C 為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)（ A / mm2），可由附錄表 7查得。 由 θL 查 θk 的步驟如下（參看圖 314）： (2) 由 θL向右查得相應(yīng)曲線上的 α點(diǎn)。 因此，實(shí)際短路電流通過導(dǎo)體在短路時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 ?~?oct22()0 ktk k t i m aQ I R d t I R t???? (356) 根據(jù)這一熱量 可計算出導(dǎo)體在短路后所達(dá)到的最高溫度 。 L?k?0? 按照導(dǎo)體的允許發(fā)熱條件，導(dǎo)體在正常負(fù)荷時和短路時的最高允許溫度如附錄表 7所示。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量與向周圍介質(zhì)散發(fā)的熱量相等時，導(dǎo)體就維持在一定的溫度值。 如圖 310所示，當(dāng)交流電動機(jī)附近短路時，由于短路時電動機(jī)端電壓驟降，致使電動機(jī)因其定子電動勢反高于外施電壓而向短路點(diǎn)反饋電流，從而使短路計算點(diǎn)的短路沖擊電流增大。 (3)shi (3)shI(二 ) 短路動穩(wěn)定度的校驗條件 1. 一般電器的動穩(wěn)定度校驗條件 按下列公式校驗： 式中 和 分別 為電器的動穩(wěn)定電流峰值和有效值，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。如此大的短路電流通過電器和導(dǎo)體，一方面要產(chǎn)生很大的電動力，即電動效應(yīng)；另一方面要產(chǎn)生很高的溫度，即熱效應(yīng)。 附帶說明，式 (335)只適用于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的無限大容量系統(tǒng)的兩相短路。由于各元件均采用標(biāo)幺值，與短路計算點(diǎn)的電壓無關(guān)，因此電抗標(biāo)幺值無須進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)幺制法較之歐姆法優(yōu)越之處。ccUXXU??? ????S9－ 1000 (DYn11) S9－ 1000 (DYn11) 2 211 (1 0 . 5 ) 0 . 2 2500cocU kVX S M V A? ? ? ? 2) 架空線路的電抗：由表 31查得 X0 = /km ,因此 3)繪 k 1點(diǎn)短路的等效電路如圖 36a所示。而電力系統(tǒng)和電力變壓器的阻抗，由于其計算公式中均含有 Uc 2，因此計 算其阻抗時， Uc直接代以短路點(diǎn)的短路計算電壓，就相當(dāng)于阻抗已經(jīng)換算到短路計算點(diǎn)一側(cè)了。當(dāng)三相線路為等距水平排列，相鄰線距為 （參看圖 34b），則 。 3. 電力線路的阻抗計算 (1) 線路的電阻 RWL 可由導(dǎo)線電纜的單位長度電阻乘以線路長度求得，即 (320) 式中 R0 為導(dǎo)線電纜單位長度的電阻，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本（參看附錄表 6）； 為線路長度。在計算低壓側(cè)短路時，也只有當(dāng) /3時才需計入電阻。如果采用工程設(shè)計中常用的單位計算時，則需注意所用公式中各物理量單位的換算系數(shù)。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明各元件的序號和阻抗值，一般是分子標(biāo)序號，分母標(biāo)阻抗值（阻抗用復(fù)數(shù)形式 R +jX表示）。 在無限大容量系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)饋電母線電壓維持不變，所以其短路電流周期分量有效值（習(xí)慣上用 表示）在短路的全過程中維持不變，即 。故短路初瞬間（ t =0時）的短路電流周期分量為 . /3kmI U Z?? 22Z R X? ? ??? arcta n( / )k XR? ???????RX 90k??( 0 ) . 2p k mi I I? ? ? ? (32) 式中 為短路次暫態(tài)電流有效值，即短路后第一個周期的短路電流周期分量 的有效值。短路電流非周期分量 衰減完畢后的短路電流，稱為短路穩(wěn)態(tài)電流，其有效值用 表示。 供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時，電路中的電流取決于電源電壓和電路中所有元件包括負(fù)荷在內(nèi)的所有阻抗。所以，對稱的三相短路分析計算也是不對稱短路分析計算的基礎(chǔ)。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。 第三章 短路電流及其計算 第一節(jié) 短路的原因、后果和形式 二 . 短路的后果 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流（ shortcircuit current）比正常負(fù)荷電流大得多。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路（ short circuit）。 (2) 有關(guān)人員誤操作 大多是操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘（即帶負(fù)荷斷開隔離開關(guān)），或者誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中而造成擊穿短路。 (2) 短路時電路的電壓驟然下降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 按短路電路的對稱性來分，三相短路屬于對稱性短路，其他形式短路均為不對稱短路。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的 5%～ 10%，或者電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量的 50倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。最后短路電流達(dá)到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。 短路電流非周期分量是按指數(shù)函數(shù)衰減的，其表達(dá)式為 2. 短路電流非周期分量 由于短路電路存在電感，因此在突然短路時，電路的電感要感生一個電動勢，以維持短路初瞬間（ t =0時）電路內(nèi)的電流和磁鏈不致突變。 由式（ 36）和式（ 37）知，短路電流沖擊系數(shù) 3. 短路全電流 短路電流周期分量 與非周期分量 之和，即為短路全電流 。在不致引起混淆時，三相短路電流各量可不標(biāo)注（ 3）。最后計算短路電流和短路容量。由于線路首端短路時其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路額定電壓 高 5%，按我國電壓標(biāo)準(zhǔn)， Uc 有 、 、 、 、 、 3 6 11 230…kV 等。因此電力系統(tǒng)的電抗為 ocS ocS kS2cs ocUX S?(317) 式中 Uc 為電力系統(tǒng)饋電線的短路計算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的計算，免去阻抗換算的麻煩，此式中的 Uc 可直接采用短路點(diǎn)的短路計算電壓； 為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本（參看附錄表 8），如果只有斷路器的開斷電流 數(shù)據(jù)，則其斷流容量 ，這里 為斷路器的額定電壓。其他短路電流的計算公式見本章第二節(jié)。 0X圖 34 三相線路的線間距離 b) 水平等距排列 c) 等邊三角形排列 a) 一般情況 由 △ P =U 2/R 和 △ Q=U 2/X 可知，元件的阻抗值與電壓的平方成正比，因此阻抗等效換算的公式為 (322) (323) 式中 R、 X 和 Uc為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計算電壓； R180。試求工廠變電所高壓 10kV母線上 k1點(diǎn)短路和低壓 380V母線上 k2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。 表 32 例 31的短路計算表 三 . 采用標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路計算 標(biāo)幺制法又稱相對單位制法，因其短路計算中的有關(guān)物理量采用標(biāo)幺值即相對單位而得名。 解 ： (1) 確定基準(zhǔn)值 取 而 (2) 計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 由附錄表 8查得 ，因此 2) 架空線路的電抗標(biāo)幺值 由表 31查得 ，因此 3) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 由附錄表 5查得