【正文】 20UKA1 UKA2 作圖原理：知道 A相分量的大小和方向后，利用序分量相等的原理，可作出 B， C相相應(yīng)分量 UKA UKC UKB IKB IKC (2).單相（ a相）接地短路 0?KaU0?KbI 0?KcIa b c 圖 511 單相接地短路 單相 接地短路時(shí)，故障的三個(gè)邊界條件為： 0?KAU0?? KcKb IIKaI用對(duì)稱分量表示為： 0021 ??? KaKaKa UUU00212 ??? KaKaKa IaIIa00221 ??? KaKaKa IIaaI( KbIKCI) ( ) 經(jīng)整理得用序量表示的邊界條件為 ： 0021 ??? KaKaKa UUU021 KaKaKa III ??引入復(fù)合序網(wǎng) ? . )( 0211 ??????? XXXjEIKa1KaI2KaU?2jX2KaI1KaU?1jX0KaU?0jX0KaI?E復(fù)合序網(wǎng) ：根據(jù)故障處各分量之間的關(guān)系，將各序網(wǎng)絡(luò)在故障端口聯(lián)接起來(lái)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù) a相接地短路 時(shí)，故障處三個(gè)序分量之間的關(guān)系 ： 0021 ??? KaKaKa UUU021 KaKaKa III ??可得出左邊的 復(fù)合序網(wǎng) 三個(gè)序電流相等 三個(gè)序電壓之和等于零 根據(jù)以上各式 可確定短路點(diǎn)電流和電壓的各序分量如下： 021 KaKaKa III ??102111 )( KaaKa IXXjIjXEU ???? ????122 KaKa IjXU ???100 KaKa IjXU ???利用對(duì)稱分量的合成算式，可得短路點(diǎn)故障相電流為： 短路點(diǎn)非故障相的 對(duì)地 電壓 ? ? 102220212 )1()( KaKaKaKaKb IXaXaajUaUUaU ?? ???????? ? 1002 3)2(2 3 KaIXjXX ??? ???? ? 10220221 )1()( KaKaKaKaKc IXaXaajUUaaUU ?? ???????? ? 1002 3)2(2 3 KaIXjXX ??? ????)(3302111021)1(???????????? XXXjEIIIIIIKAKAKAKAKAf?????? 正序等效定則 )( 2111?? ?? XXj EI KA ?? )( 302111??????? XXXjEIKA??E? α1V1 ?fX ?單相接地短路 )( )(11 nKA XXjEI???????兩相短路 由以上 兩種簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的 分析可見，不同類型的短路，其 短路電流正序分量 的計(jì)算公式有相似之處，可以統(tǒng)一寫成： 式中 ： —— 附加電抗，其值隨短路類型不同而不同，上角標(biāo) (n)代表短路類型的符號(hào)。 )(nX?正序圖 短路點(diǎn) 正序等效定則：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的情況下，短路點(diǎn)正序分量電流的大小，與在短路點(diǎn)串聯(lián)一附加電抗 并在其后發(fā)生三相短路時(shí)的電流大小相等。 )(nX?. 單相接地短路 兩相短路 由以上 兩種簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的 分析可見，不同類型的短路 ， 從其短路點(diǎn) 故障相電流 的算式可以看到，短路電流的絕對(duì)值與它的正序分量的絕對(duì)值成正比，可以統(tǒng)一寫成： 1)1( 3 KAf II ??1)2( 3 KAf II ?)(1)()( nKAnnf ImI ? 式中 ,m（ n） 是比例系數(shù)，其值與短路類型有關(guān)，詳見表 52。 短路 類型 0 1 3 1KAI? )(nx? )(nM)3(f1???jx)1(f)( 021 ???????xxxj 02 ?? ? xx)2(f)( 21 ?????xxj2?x 3)1,1(f)(20201?????????xxxxxj2020????? xxxx22020)(13 ?????? xxxx表 52 )(nX?1KAI?簡(jiǎn)單短路的 短路電流正序分量 附加電抗 與 比例系數(shù) m（ n）的值 )(nx?三相短路 兩相短路 單相接地短路 兩相接地短路 不對(duì)稱短路故障總結(jié) ( 1 )0( 2 )200 0( 1 , 1 )000( 3 ) , 3 , 31 , 3 ,/ / 1 f f A ff f B f C ff f B f C fEf I I IZ Z ZEf I I I IZZkk ZEf I I I I kZ Z Z k Zf???? ? ? ? ????? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ????? ? ? ??? ,f f fEI I IZ???????第五節(jié) 短路電流的效應(yīng) NaliiKF f ,102 217??? 強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)體 ， 將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力 ， 即電動(dòng)力效應(yīng) ， 可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形 。 短路電流產(chǎn)生的熱量 ， 會(huì)造成電氣設(shè)備和導(dǎo)體溫度迅速升高 ， 即熱效應(yīng) ，可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體絕緣強(qiáng)度降低 ， 加速絕緣老化甚至損壞 。 為了正確選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)體 ， 保證在短路情況下也不損壞 ， 必須校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 。 : 在空氣中平行放置的兩根導(dǎo)體中分別通有電流 和 ， 導(dǎo)體間距離為 a ， 則兩導(dǎo)體之間產(chǎn)生電動(dòng)力為： 式中： Kf—— 形狀系數(shù) 。 當(dāng)導(dǎo)體長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)體間距時(shí) ， 可以忽略導(dǎo)體形狀的影響 ， 即 Kf＝ 1。 電動(dòng)力的方向：同吸；反斥。 1i2i 供配電系統(tǒng)中最常見的是三相導(dǎo)體平行布置在同一平面里的情況 。 NalIKalIKFmfmf,107 1032772??????? 如圖 (514)所示當(dāng)三相導(dǎo)體中通以幅值的三相對(duì)稱正弦電流 Im時(shí)，可以證明中間相受力最大，大小為： Im：線電流的有效值 在三相系統(tǒng)中 ， 當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí) ， 短路電流沖擊值通過(guò) 邊緣相 U相與中間相 V相導(dǎo)體所承受的最大電動(dòng)力 、 分別為： ? ? ? ? 7233 ???aLiFkU? ? ? ? 7233 ???aLiFkV? ? ? ? 7222 102 ???aLiFk 發(fā)生三相短路后，母線為三相水平布置時(shí)中間相導(dǎo)體所承受的電動(dòng)力最大。 兩相短路時(shí)平行導(dǎo)體間的最大電動(dòng)力 電力系統(tǒng)中同一地點(diǎn)發(fā)生不同種類的短路時(shí)，導(dǎo)體所承受三相短路時(shí)的最大電動(dòng)力比兩相短路時(shí)的最大電動(dòng)力大 15％。 )2()3( ?FF續(xù)上頁(yè) 在校驗(yàn)導(dǎo)體的最大電動(dòng)力時(shí) ， 考慮最嚴(yán)重的情形，即在三相短路情況下， 導(dǎo)體中流過(guò)沖擊電流時(shí)，所承受的最大電動(dòng)力為： ( 3 )m a x alFF? 載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流作用時(shí)滿足力穩(wěn)定的條件是 NalKF i shf , 2)3(7m a x ??? ?上式就是選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線在短路電流作用下所受沖擊力效應(yīng)的計(jì)算依據(jù) 。 注意：計(jì)算中的單位取 A， l和 α 應(yīng)取相同的長(zhǎng)度單位 。 短路電流的熱效應(yīng) （ 2） 短路產(chǎn)生的熱量 在線路發(fā)生短路時(shí) ， 強(qiáng)大的短路電流將使導(dǎo)體溫度迅速升高 。 Otθθ 0t 1 2tθ Lθ k短路前后導(dǎo)體的溫度變化 . 因?yàn)槎搪芬院罄^電保護(hù)裝置很快動(dòng)作 ， 切除故障 ， 因此短路持續(xù)時(shí)間很短 ， 短路電流產(chǎn)生的大量熱量來(lái)不及散發(fā)到周圍介質(zhì)中 ， 可以認(rèn)為全部熱量被導(dǎo)體吸收 ， 用來(lái)使導(dǎo)體的溫度升高 。 常用的不同金屬導(dǎo)體材料均有規(guī)定的短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度 。 （ 1） 短路時(shí)發(fā)熱 的特點(diǎn) 允許溫度，若前者不超過(guò)后者則該設(shè)備熱穩(wěn)定性滿足要求，否則不滿足要求。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是比較短路后導(dǎo)體的最高發(fā)熱溫度與其短時(shí)發(fā)熱的最高 續(xù)上頁(yè) 由于短路電流的變化規(guī)律復(fù)雜，直接計(jì)算短路電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量是 很困難的，通常采用等效發(fā)熱的方法來(lái)計(jì)算。 ?? ?? kt kttt ktk R d tIR d tIQ 0 2221短路時(shí)產(chǎn)生的熱量 在工程計(jì)算中常常用短路電流的穩(wěn)態(tài)值代替實(shí)際的短路電流來(lái)計(jì)算 Qk，假定一個(gè)時(shí)間 tima，稱為假想時(shí)間，短路電流穩(wěn)態(tài)值在內(nèi)產(chǎn)生的熱量與實(shí)際短路電流在短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。 圖 426 短路發(fā)熱的假想時(shí)間 i m atkt RtIR d tIk 202???而 可按下式計(jì)算： imat20 .0 5 ( ) 0 .0 5zj k kIt t tI ?? ? ? ?imatI” 續(xù)上頁(yè) 而 可按下式計(jì)算： Ktk b Q Ft t t??繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 斷路器開斷時(shí)間 對(duì)于無(wú)窮大容量系統(tǒng)， 顯然： tima=tk+ ????? III p????? III p(3) 導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度 為了限制電氣設(shè)備因發(fā)熱而產(chǎn)生不利影響，保證電氣設(shè)備的正確使用，國(guó)家規(guī)定了載流導(dǎo)體和電器長(zhǎng)期發(fā)熱和短路時(shí)發(fā)熱的允許溫度。 計(jì)算導(dǎo)體短路時(shí)的最高溫度的步驟： (1)根據(jù)運(yùn)行溫度 從曲線中查出 之值； (2)將 之值代入公式， (3)根據(jù) ，從曲線中查出 之值。 L? LALA22SIAALK???計(jì)算出： imat KAKA K?圖 517 KLK QSAA 21??517 可根據(jù)熱穩(wěn)定條件計(jì)算導(dǎo)體的最小允許截面積 Smin ： 2m i n ??? IAAtSLki m a只要所選導(dǎo)線截面 S＞Smin，熱穩(wěn)定就能滿足要求。 三峽電站