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電力系統(tǒng)短路故障淺析論文篇一

程

設(shè)

計(jì)（論文）

課程名稱

電力系統(tǒng)分析

題目名稱

電力系統(tǒng)短路計(jì)算

學(xué)生學(xué)部（系）

機(jī)械電氣學(xué)部電氣工程系

專業(yè)班級

電氣工程及其自動(dòng)化班

學(xué)

號

學(xué)生姓名

指導(dǎo)教師

2023年x

月x日

課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書

題目名稱

電力系統(tǒng)短路計(jì)算

學(xué)生學(xué)部（系）

機(jī)械電氣學(xué)部電氣工程系

專業(yè)班級

電氣工程及其自動(dòng)化班

姓

名

學(xué)

號

一、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容

1、掌握比較復(fù)雜的電網(wǎng)進(jìn)行電力系統(tǒng)三相短路起始次暫態(tài)電流的計(jì)算，短路后指定時(shí)刻短路電流周期分量的計(jì)算。

2、給短路點(diǎn)處賦予平均額定電壓及基準(zhǔn)容量，求解等值網(wǎng)絡(luò)數(shù)值并根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)畫出等值網(wǎng)絡(luò)。

3、不對稱短路時(shí)短路點(diǎn)故障相電流和非故障相電壓的計(jì)算。

4、對稱和不對稱短路后任意支路故障電流和節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算。

5、書寫課程設(shè)計(jì)說明書（電子版），并打印紙質(zhì)版上交。

二、課程設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)

二、課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作

1、按照規(guī)范的格式，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說明書的撰寫；

2、完成電力系統(tǒng)三相短路電流、對稱短路電流、不對稱短路電流的計(jì)算三相短路起始次暫態(tài)電流的計(jì)算，短路后指定時(shí)刻短路電流周期分量的計(jì)算。

3、完成計(jì)算的手算過程

4、運(yùn)用計(jì)算機(jī)的計(jì)法。

四、課程設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排

序號

設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容

地點(diǎn)

起止日期

資料收集，完成電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算

圖書館

2023.5.25-6.1

電力系統(tǒng)不對稱短路電流計(jì)算

圖書館

6.2-6.3

課程設(shè)計(jì)說明書撰寫

c8-323

6.12-6.18

課程設(shè)計(jì)上交

1-110

五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)

[1]

科技創(chuàng)新報(bào)導(dǎo)[j]．武昌:華中科技大學(xué)出版社,2023年第9期

[2]

何仰贊．電力系統(tǒng)分析題解[m]．武漢:華中科技大學(xué)出版社2008.7

[3]

蔣春敏.電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與分析計(jì)算[m].北京:中國水利水電出版社,2023.2

[4]

戈東方.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊[m].北京:中國電力出版社,1998.12

[5]

李梅蘭、盧文鵬.電力系統(tǒng)分析

[m]

北京:中國電力出版社,2023.12．

發(fā)出任務(wù)書日期：

2023

年

x

月

x

日

指導(dǎo)教師簽名：

計(jì)劃完成日期：

2023

年

x

月

x

日

教學(xué)單位責(zé)任人簽章：

電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障造成的危害性是最大的。作為電力系統(tǒng)三大計(jì)算之一，分析與計(jì)算三相短路故障的參數(shù)更為重要。設(shè)計(jì)示例是通過兩種不同的方法進(jìn)行分析與計(jì)算三相短路故障的各參數(shù)，進(jìn)一步提高短路故障分析與計(jì)算的精度和速度，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全運(yùn)行、設(shè)備選擇、繼電保護(hù)等提供重要依據(jù)。

一、基礎(chǔ)資料

1．電力系統(tǒng)簡單結(jié)構(gòu)圖

電力系統(tǒng)簡單結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2．電力系統(tǒng)參數(shù)

如圖1所示的系統(tǒng)中k（3）點(diǎn)發(fā)生三相短路故障，分析與計(jì)算產(chǎn)生最大可能的故障電流和功率。

（1）發(fā)電機(jī)參數(shù)如下：

發(fā)電機(jī)g1：額定的有功功率110mw，額定電壓=10.5kv；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值=0.264，功率因數(shù)=0.85。

發(fā)電機(jī)g2：火電廠共兩臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組參數(shù)為額定的有功功率25mw；額定電壓un=10.5kv；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值=0.130；額定功率因數(shù)=0.80。

（2）變壓器銘牌參數(shù)由參考文獻(xiàn)《新編工廠電氣設(shè)備手冊》中查得。

變壓器t1：型號sf7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，變壓器額定容量10mv·a，一次電壓110kv，短路損耗59kw，空載損耗16.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5，空載電流百分值i0%=1.0。

變壓器t2：型號sfl7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5mv·a，一次電壓110kv，短路損耗148kw，空載損耗38.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5，空載電流百分值i0%=0.8。

變壓器t3：型號sfl7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16mv·a，一次電壓110kv，短路損耗86kw，空載損耗23.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5，空載電流百分值i0%=0.9。

（3）線路參數(shù)由參考文獻(xiàn)《新編工廠電氣設(shè)備手冊》中查得。

線路1：鋼芯鋁絞線lgj-120，截面積120㎜2，長度為100㎞，每條線路單位長度的正序電抗x0（1）=0.408ω／㎞；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.79×10﹣6s／㎞。

對下標(biāo)的說明

x0(1)=x單位長度（正序）；x0（2）=x單位長度（負(fù)序）。

線路2：鋼芯鋁絞線lgj-150，截面積150㎜2，長度為100㎞，每條線路單位長度的正序電抗x0（1）=0.401ω／㎞；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.85×10﹣6s／㎞。

線路3：鋼芯鋁絞線lgj-185，截面積185㎜2，長度為100㎞，每條線路單位長度的正序電抗x0（1）=0.394ω／㎞；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.90×10﹣6s／㎞。

（4）負(fù)載l：容量為8＋j6（mv·a），負(fù)載的電抗標(biāo)幺值為；電動(dòng)機(jī)為2mw，起動(dòng)系數(shù)為6.5，額定功率因數(shù)為0.86。

3．參數(shù)數(shù)據(jù)

設(shè)基準(zhǔn)容量sb=100mv·a；基準(zhǔn)電壓ub=uavkv。

（1）sb的選取是為了計(jì)算元件參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算方便，取sb-100mv·a，可任意設(shè)值但必須唯一值進(jìn)行分析與計(jì)算。

（2）ub的選取是根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目可知系統(tǒng)電壓有110kv、6kv、10kv，而平均額定電壓分別為115、6.3、10.5kv。平均電壓uav與線路額定電壓相差5%的原則，故取ub=uav。

（3）為次暫態(tài)短路電流有效值，短路電流周期分量的時(shí)間t等于初值（零）時(shí)的有效值。滿足產(chǎn)生最大短路電流的三個(gè)條件下的最大次暫態(tài)短路電流作為計(jì)算依據(jù)。

（4）為沖擊電流，即為短路電流的最大瞬時(shí)值（滿足產(chǎn)生最大短路電流的三個(gè)條件及時(shí)間=0.01s）。一般取沖擊電流=××=2.55。

（5）為短路電流沖擊系數(shù)，主要取決于電路衰減時(shí)間常數(shù)和短路故障的時(shí)刻。其范圍為1≤≤2，高壓網(wǎng)絡(luò)一般沖擊系數(shù)=1.8。

二、電抗標(biāo)幺值定義

（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值

公式①

式中

——發(fā)電機(jī)電抗百分?jǐn)?shù)，由發(fā)電機(jī)銘牌參數(shù)的；

——已設(shè)定的基準(zhǔn)容量（基值功率），；

——發(fā)電機(jī)的額定有功功率，mw

——發(fā)電機(jī)額定有功功率因數(shù)。

（2）負(fù)載電抗標(biāo)幺值

公式②

式中

u——元件所在網(wǎng)絡(luò)的電壓標(biāo)幺值；

——負(fù)載容量標(biāo)幺值；

——負(fù)載無功功率標(biāo)幺值。

（3）變壓器電抗標(biāo)幺值

公式③

變壓器中主要指電抗，因其電抗，即可忽略，由變壓器電抗有名值推出變壓器電抗標(biāo)幺值為

公式④

式中

%——變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)；

——基準(zhǔn)容量，mva、——變壓器銘牌參數(shù)給定額定容量，mva、額定電壓，kv；

——基準(zhǔn)電壓取平均電壓，kv。

（4）線路電抗標(biāo)幺值

公式⑤

式中

——線路單位長度電抗；

——線路長度，km；

——基準(zhǔn)容量，mva；

——輸電線路額定平均電壓，基準(zhǔn)電壓，kv。

輸電線路的等值電路中有四個(gè)參數(shù)，一般電抗，故0。由于不做特殊說明，故電導(dǎo)、電納一般不計(jì)，故而只求電抗標(biāo)幺值。

（5）電動(dòng)機(jī)電抗標(biāo)幺值（近似值）

cos

公式⑥

式中

——設(shè)定的基準(zhǔn)容量，mva；

——電動(dòng)機(jī)額定的有功功率，mw；

cos——電動(dòng)機(jī)額定有功功率因數(shù)。

三、短路次暫態(tài)電流（功率）標(biāo)幺值計(jì)算

（1）短路次暫態(tài)電流標(biāo)幺值（）

（�。�

（ka）

公式⑦基準(zhǔn)容量；基準(zhǔn)電壓(kv)。

（2）沖擊電流（）的計(jì)算

（ka）

公式⑧

（3）短路容量的計(jì)算

（）

公式⑨

四、各元件電抗標(biāo)幺值

1.電力系統(tǒng)等值電路如圖2

2.各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算

設(shè)基準(zhǔn)容量；

基準(zhǔn)電壓。

（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值由公式①得

;

（2）變壓器電抗值標(biāo)幺值由公式③得

；；

（3）線路電抗標(biāo)幺值由公式④得

；；

（4）負(fù)載電抗標(biāo)幺值由公式②得

（5）電動(dòng)機(jī)電抗標(biāo)幺值由公式⑥得

3.等值簡化電路圖

（1）

等值電路簡化過程如圖2和圖3所示。

（2）

考慮電動(dòng)機(jī)的影響后，短路點(diǎn)的等值電抗為五、三相短路電流及短路功率

短路次暫態(tài)電流標(biāo)幺值

短路次暫態(tài)電流有名值

沖擊電流

短路功率

六、y矩陣形成于計(jì)算

計(jì)算機(jī)編程計(jì)算中，考慮了對地電容標(biāo)幺值和變壓器實(shí)際變比標(biāo)幺值。

(1)

導(dǎo)納矩陣等值電路如圖4所示，節(jié)點(diǎn)數(shù)為⑥，電抗標(biāo)幺值參考圖2。

(2)導(dǎo)納計(jì)算公式為：

公式⑩

式中

（3）變壓器變比的定義

式中

變壓器變比標(biāo)幺值

（4）y矩陣的形成。

對地電納

y=

短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)次暫態(tài)短路電流為

短路點(diǎn)次暫態(tài)短路電流有名值為(ka)

短路點(diǎn)沖擊電流為(ka)

短路點(diǎn)短路功率為(mva)

兩種算法的次暫態(tài)短路電流比較誤差為δi=10.08-9.22=0.86(ka)

七、結(jié)論

1．解析法

短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)的次暫態(tài)短路電流為

2.y矩陣

短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)的導(dǎo)納標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)的次暫態(tài)短路電流為

3.優(yōu)缺點(diǎn)

（1）解析法誤差大，每一短路處需要逐一分析與計(jì)算。

（2）y矩陣計(jì)算時(shí)考慮對地電容，變壓器實(shí)際變比，則誤差��；y矩陣對角元素將各節(jié)點(diǎn)的等值短路電抗（阻抗）均求出；使分析其他點(diǎn)的短路故障提供了更容易更直觀的參數(shù)值；y矩陣程序通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

（3）兩種分析與計(jì)算三相短路故障的各參數(shù)結(jié)果如圖5

心

得

體

會(huì)

通過這次課程設(shè)計(jì),我發(fā)現(xiàn)自己有很多不足的地方,如基礎(chǔ)知識掌握不牢固,很多知識點(diǎn)都忘記了,計(jì)算速度慢及準(zhǔn)確性低,分析問題能力不夠全面等等。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中遇到很多問題，如怎樣使用word的工具,計(jì)算公式輸入，畫圖等。明白了有些東西看起來很簡單，但一旦做起來卻需要很多心思，要注意到很多細(xì)節(jié)問題。要做到能好好理解課本的內(nèi)容，一定要認(rèn)認(rèn)真真做一次計(jì)算。因此，完成課程設(shè)計(jì)使我對課本的內(nèi)容加深了理解。總體來說，這次的課程設(shè)計(jì)不單在專業(yè)基礎(chǔ)方面反映了我的學(xué)習(xí)還要加倍努力，還在對一些軟件的應(yīng)用需要加強(qiáng)。

由于一開始找的網(wǎng)絡(luò)是開路的，列不出導(dǎo)納矩陣，所以再找了一個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)作補(bǔ)充。但對c語言編程的計(jì)算機(jī)計(jì)法有待探究，只是基本上明白程序過程，還不能明白的徹底。隨著科技發(fā)展及計(jì)算機(jī)計(jì)法的方便，簡單，我將認(rèn)真學(xué)好這種方法，以便以后工作的需要。

總體而言，這次的課程設(shè)計(jì)對我們運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題、鍛煉實(shí)踐能力的考察，使我們更清楚地知道不足之出，從而提高我們。

學(xué)生簽名：

2023年x

月

x

日

教

師

評

語

****年**月**日

成績

及

簽

名

指導(dǎo)教師簽名：

****年**月**日

電力系統(tǒng)短路故障淺析論文篇二

電力系統(tǒng)短路故障淺析

摘要：破壞電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的最為常見的原因是各種類型的短路故障。它危害性極大，由此引發(fā)的其他電氣故障也最多。本文簡要探討了各種類型的短路故障的原因、特點(diǎn)、危害、查找方法、預(yù)防措施等，對指導(dǎo)生產(chǎn)有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：短路原因特點(diǎn)故障短路預(yù)防

概念

電力系統(tǒng)的短路故障，是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。由于此時(shí)故障點(diǎn)的阻抗變得很小，電流便會(huì)在一瞬間升高，短路點(diǎn)以前的電壓下降，會(huì)影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重短路甚至?xí)�造成系統(tǒng)癱瘓。

在正常運(yùn)行時(shí)，除中性點(diǎn)外，相與相或者相與地之間是絕緣的。三相系統(tǒng)中，短路故障的基本類型為三相短路、兩相短路、單相短路、單相短路接地、兩相短路接地等。其中，三相短路屬對稱短路，其它形式的短路，均屬不對稱短路；在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路接地故障最為常見，大約占短路故障的65%，兩相短路約占10%，兩相短路接地約占20%，發(fā)生三相短路故障的可能性最小，雖然只占短路故障的5%[1]左右，卻是危害系統(tǒng)最嚴(yán)重的，在實(shí)際中一定要引起我們的足夠重視。

1．1 單相接地短路：是指三相交流供電系統(tǒng)中一根相線與大地成等電位狀態(tài)，既該相線的電位與大地的電位相等，都是“零”。通俗的講就是a相或b相或c相一相接地。

1．2 兩相短路：任意兩相導(dǎo)線，直接金屬性連接或經(jīng)過小阻抗連接在一起。通俗講指兩相直接短接在一起。

1．3 兩相短路接地：是指三相交流供電系統(tǒng)中兩根相線與大地成等電位狀態(tài)了。通俗講就是a、b、c三相中的任意兩相同時(shí)與大地的無電阻的直接連接。

1．4 三相短路：就是電力系統(tǒng)內(nèi)a、b、c三相在某一點(diǎn)的零電阻、零電抗的直接連接。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，破壞程度很大。

三相短路分三種：單相接地短路；兩相之間短路；三相全部短路。發(fā)生短路的原因

產(chǎn)生短路的原因有很多，既有客觀的，也有主觀的，但是主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或者相對地絕緣被損壞。

2．1 由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)不當(dāng)?shù)仍斐傻脑O(shè)備缺陷發(fā)展成為短路。如選擇電纜截面太小或擴(kuò)大生產(chǎn)增加負(fù)荷使電路超載、過載，長期持續(xù)下去，就可能造成絕緣老化或者絕緣的完全失效，導(dǎo)致短路。

2．2 假冒、偽劣電器設(shè)備的絕緣不合格也會(huì)造成短路。

2．3 氣候惡劣，低溫導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線造成短路；架空線路弧垂不一致或弧垂太大，刮大風(fēng)時(shí)會(huì)引起短路；雷電沖擊使架空線路的絕緣子發(fā)生閃絡(luò)短路；環(huán)境溫度過高、機(jī)械損傷等。

2．4 誤操作引起的短路故障。工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉刀閘，引起電弧短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶電誤合接地刀閘造成的短路故障。檢修人員在檢修低壓帶電開關(guān)設(shè)備時(shí)，距離帶電體較近，未采取必要的安全措施防止短路造成故障。

2．5 電纜、變壓器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備中載流部分的絕緣材料在運(yùn)行中損壞[1]。

2．6 動(dòng)物作祟，如鳥獸跨接在裸露的載流部分；老鼠竄入高壓配電室造成短路故障；老鼠咬破置于管道中的電纜絕緣等。

短路特點(diǎn)

電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，電流劇增，短路電流比正常工作時(shí)的電流要大幾十倍，甚至幾百倍，在高壓下，電流可達(dá)數(shù)千萬安。因此應(yīng)千方百計(jì)限制短路電流，并使短路電流持續(xù)時(shí)間盡量縮短。

3．1 短路點(diǎn)距離電源越進(jìn)線路阻抗越小，短路電流會(huì)越來越大。

3．2 短路故障持續(xù)時(shí)間的長短，直接導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞的厲害程度，時(shí)間越長損壞越嚴(yán)重。

短路故障的危害[2]

短路故障引起的后果是破壞性的。

具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4．1 當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電氣設(shè)備，同時(shí)很大的短路電流會(huì)通過設(shè)備使發(fā)熱增加，當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，可能使設(shè)備過熱，使導(dǎo)體發(fā)紅，甚至溶化損壞絕緣，破壞設(shè)備。

4．2在供電系統(tǒng)中，強(qiáng)大的短路電流，特別是沖擊電流，使兩相鄰導(dǎo)體之間產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力。一般可以計(jì)算為：

f(3)=■.im2.l/a×10一7(n)(三相短路)

f(2)=2.l/a×10一7(n)(單相短路)

由上式可見，短路電流越大，電動(dòng)力越大，破壞性越強(qiáng)。這種電動(dòng)力可能使母線變形，使母線定固件損壞，也可能使開關(guān)相鄰刀片變形，開關(guān)損壞。

4．3 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，有可能使并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，使整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞，引起大片地區(qū)的停電。這是短路故障最嚴(yán)重的后果。

4．4 短路產(chǎn)生的電弧、火花可能引發(fā)惡性事故，如火災(zāi)、電擊、爆炸等。

4．5 短路故障發(fā)生后，短路點(diǎn)電壓將降到零，短路點(diǎn)附近各點(diǎn)的電壓也將明顯降低，對用戶工作影響很大，系統(tǒng)中最主要的負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同它的端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩將明顯降低，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，以致造成產(chǎn)品報(bào)廢及設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。

4．6 不對稱接地短路所造成的不平衡電流，將產(chǎn)生零序不平衡磁通。會(huì)在鄰近的平行線路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢，將會(huì)造成對通信的干擾，并危及設(shè)備和人身的安全。

短路的預(yù)防

為了保證安全可靠供電，除設(shè)計(jì)時(shí)要科學(xué)、合理以外，還應(yīng)采取各種必要的安全措施，減少各類短路故障的發(fā)生。

5．1 做好短路電流的計(jì)算工作，選擇正確的電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備的額定電壓和線路的額定電壓相符。

5．2 對繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流要正確選擇，采用速斷保護(hù)裝置，以便發(fā)生短路時(shí)能迅速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時(shí)間，把短路造成的損失降到最小。

5．3 采用電抗器。以增加系統(tǒng)的阻抗來限制短路電流。

5．4 變電站要安裝避雷針，變壓器附近和線路上要安裝避雷器，減少惡劣天氣中雷擊造成的災(zāi)害。

5．5 始終保持線路弧垂一致并符合安全規(guī)定，保證架空線路施工質(zhì)量。

5．6 對帶電安裝和檢修電氣設(shè)備的工作，工作人員一定要注意力要高度集中、防止出現(xiàn)錯(cuò)接線、誤操作。

5．7 一旦發(fā)生故障，要從電力系統(tǒng)中把故障線路或設(shè)備切斷，使其余部分可以繼續(xù)運(yùn)行。

5．8平時(shí)要加強(qiáng)管理。及時(shí)清除導(dǎo)電粉塵、防止導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備；防止老鼠等小動(dòng)物進(jìn)入高壓配電室，爬上電氣設(shè)備。

5．9 保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。維護(hù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設(shè)備，禁止帶負(fù)荷拉刀閘，帶電合接地刀閘。線路施工、維護(hù)人員在距帶電部位距離較近的地方工作，要采取防止短路的措施。要對線路、設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理各類缺陷。

小結(jié)

通過對電力系統(tǒng)短路故障的淺析，可以在實(shí)際運(yùn)用中更快的了解故障的原因，做好相應(yīng)的預(yù)防措施。同時(shí)也能加快對故障的維修處理，縮短短路故障運(yùn)行時(shí)間，盡可能把損失降到最低，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏道止.電力系統(tǒng)分析[m].北京:中國電力出版社，2004.[2]劉萬順.電力系統(tǒng)故障分析[m].北京:中國電力出版社，2004.

電力系統(tǒng)短路故障淺析論文篇三

電力系統(tǒng)的短路分析

短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，其內(nèi)容是指一切不正常的相與相或相與地（對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）之間發(fā)生通路的情況。

一、短路的原因

產(chǎn)生短路的原因很多，其主要原因如下：

1、元件損壞，如絕緣材料自然老化等。

2、氣象條件惡化，如雷擊等。

3、人為事故，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉閘等。（發(fā)生概率較高）

4、其他，如工程建設(shè)時(shí)挖溝損傷電纜等。

二、短路的類型

在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等四種。三相短路也稱對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對稱狀態(tài)。其他類型的短路都是不對稱短路。

注：

1、單相接地短路發(fā)生的幾率達(dá)65%左右。

2、短路故障大多數(shù)發(fā)生在架空輸電線路。

3、電力系統(tǒng)中在不同地點(diǎn)發(fā)生短路，稱為多重短路。

三、短路的后果 短路的主要后果如下：

1、短路故障使短路點(diǎn)附近支路出現(xiàn)比正常電流大許多倍的短路電流，產(chǎn)生較大的電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)，破壞設(shè)備。（此為最常見）

2、短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。

3、短路會(huì)使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成系統(tǒng)的解列，出現(xiàn)大面積停電。

4、不對稱短路對附近通信線路和無線電波會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。

四、電力系統(tǒng)降低短路故障的發(fā)生概率采取的措施

1、采用合理的防雷設(shè)施，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理等。

2、通過采用繼電保護(hù)裝置，迅速作用于切除故障設(shè)備，保證無故障部分的安全運(yùn)行。

3、架空線路普遍采用自動(dòng)重合閘裝置，發(fā)生短路時(shí)斷路器迅速跳閘，經(jīng)一定時(shí)間（0.4-1s）斷路器自動(dòng)合閘。

4、線路上的電抗器，通常也是為限制短路電流而裝設(shè)的。

五、短路電流計(jì)算的目的

為確保設(shè)備在短路情況下不至于被破壞，減輕短路后果和防止故障擴(kuò)大，必須事先對短路電流進(jìn)行計(jì)算。在電力系統(tǒng)和電器設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算也是解決一系列技術(shù)問題不可缺少的基本計(jì)算。

計(jì)算短路電流的具體目的如下：

1、選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的電器設(shè)備。

2、合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)。

3、設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線。

4、進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，分析短路對用戶的影響。

5、確定輸電線路對通信的影響。

為了方便計(jì)算，在高壓系統(tǒng)中采用標(biāo)幺值的計(jì)算方法。

標(biāo)幺值是某些電氣量的實(shí)際有名值與所選的同單位規(guī)定值之比，即 標(biāo)幺值=實(shí)際有名值/同單位規(guī)定值

電力系統(tǒng)短路故障淺析論文篇四

tco中頻電源短路故障處理總結(jié)報(bào)告

一、短路故障發(fā)生經(jīng)過

2023年08月19日，設(shè)備人員在tco車間巡檢過程中發(fā)現(xiàn)車間有一股淡淡的燒焦味道，同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)有一臺(tái)中頻ae電源損壞。我們測量損壞ae電源的供電電壓在300vac以上，判斷電壓異常；檢查中頻電源的供電變壓器，發(fā)現(xiàn)其三相220vac輸出端子中有兩相對零線電壓是300vac，另一相電壓是６０vac，并且這兩相輸出端子有燒黑的跡象，判斷變壓器輸出異常；關(guān)斷變壓器前端電源，用萬用表測量變壓器各相繞組電阻值均正常，即變壓器正常。測量變壓器輸出線與地線電阻值，ｃ相對地只有幾十歐姆阻值，通過這些測量數(shù)據(jù)，初步判斷中頻ａｅ電源損壞及變壓器端子燒黑的故障原因是由于變壓器輸出側(cè)ｃ相繞組對地短路而引起。

二、短路故障處理過程

1、損壞的中頻ａｅ電源處理

關(guān)閉中頻供電電源斷路器，拆除損壞了的中頻ａｅ電源，用絕緣膠帶把拆下線頭包扎好。因tco設(shè)備尚在保修期內(nèi)，所以我們把損壞的中頻ａｅ電源寄往湖南宏大真空公司免費(fèi)維修。

2、短路故障查找及處理

我們把變壓器輸出側(cè)ｃ相拆開，把ｃ相連接到各中頻電源的12組電源線全部拆除，并且分別作好絕緣處理，然后用萬用表一根一根的測量查找短路點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有一根電源線在電柜頂部有對電柜外殼短路現(xiàn)象，我們用絕緣膠帶把短路點(diǎn)包扎好，并且把電柜頂部所有可能將發(fā)生短路的地方都用5mm厚的橡膠皮絕緣隔離好。

3、變壓器接線頭處理

更換燒黑的電木板，更換氧化的連接鏍桿和鏍母，打磨銅接線頭接觸面，把變壓器柜子門蓋改換成網(wǎng)狀開孔門蓋,有利于變壓器的散熱。這里面的有些工作已經(jīng)完成，有些工作要等到請購備件購回后才能完成。

三、短路故障原因分析

中頻ａｅ電源柜頂位置電源線絕緣層有破損，直接與柜體短路，使變壓器的零線上產(chǎn)生很大的電流，變壓器輸出側(cè)零位電勢發(fā)生偏移，致使其余兩相沒有短路的輸出對零線電壓升高達(dá)到３００ｖａｃ（正常電壓２２０ｖａｃ），從而燒壞了一臺(tái)中頻ａｅ電源。幸運(yùn)的是這次故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)，沒有造成更多的中頻ａｅ電源損壞。

四、類似故障的預(yù)防措施

１、定期巡檢各電源電纜線絕緣狀況和測量電纜線溫度；

２、加大設(shè)備點(diǎn)檢巡檢力度，把一些設(shè)備故障消滅在萌芽狀態(tài)； ３、把設(shè)備的一些薄弱點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性； ４、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)人員的培訓(xùn)，提高維修質(zhì)量和維修效率。

電力系統(tǒng)短路故障淺析論文篇五

論電力系統(tǒng)三相短路的原因和防范措施

重慶中機(jī)龍橋熱電有限公司 ——王超——

【摘要】電力是維持當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主要能源之一，是人類生活當(dāng)中不可缺少的重要部分，整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展關(guān)系到我們每一個(gè)人正常的生活次序，大則關(guān)系到整個(gè)國家長治久安，小則關(guān)系到每一個(gè)家庭。目前由于電力系統(tǒng)經(jīng)過多年的構(gòu)建和發(fā)展，同時(shí)隨著電子產(chǎn)品的日新月異，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的連接方式，電氣系統(tǒng)重大短路事故也有了新的解釋和任務(wù)。本文針對新形勢下電力系統(tǒng)短路故障做一個(gè)分析，并制定相關(guān)對策。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)、短路、大電流、損壞

一、電力系統(tǒng)中短路原因的分析

導(dǎo)致短路發(fā)生的最終原因是承載電力的載體絕緣受到破壞，引起絕緣破壞的原因主要有：

1、電氣設(shè)備絕緣材料的自然老化、污穢或機(jī)械損傷。

2、雷擊引起過電壓，自然災(zāi)害引起桿塔倒地或斷線。

3、鳥獸跨接導(dǎo)線引起短路。

4、運(yùn)行人員誤操作（如檢修后未拆除地線就合閘等）。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，各類短路發(fā)生的幾率不同，其中單相接地發(fā)生得最多，三相短路發(fā)生得最少。根據(jù)某些系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)資料，在所有短路故障中，三相短路占5%，單相接地占65%，兩相短路占10%，兩相接地短路占20%。雖然三相短路發(fā)生的幾率最小，但其產(chǎn)生的后果最嚴(yán)重，同時(shí)它又是分析不對稱故障的基礎(chǔ)，因此將重點(diǎn)進(jìn)行研究。

二、短路對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備的危害 短路故障一旦發(fā)生，往往造成十分嚴(yán)重的后果，主要有：、電流急劇增大。短路時(shí)的電流要比正常工作電流大得多，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)正常電流的十幾倍。大型發(fā)電機(jī)出線端三相短路電流可達(dá)幾萬甚至十幾萬安培。這樣大的電流將產(chǎn)生巨大的沖擊力，使電氣設(shè)備變形或損壞，同時(shí)會(huì)大量發(fā)熱使設(shè)備過熱而損壞。有時(shí)短路點(diǎn)產(chǎn)生的電弧可能直接燒壞設(shè)備。

2、電壓大幅度下降。三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的電壓為零，短路點(diǎn)附近的電壓也明顯下降，這將導(dǎo)致用電設(shè)備無法正常工作，例如異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，甚至停轉(zhuǎn)。

3、可能使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞。電力系統(tǒng)發(fā)生短路后，發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率減少，而原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率來不及相應(yīng)減少，從而出現(xiàn)不平衡功率，這將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速。有的發(fā)電機(jī)加速快，有的發(fā)電機(jī)加速慢，從而使得發(fā)電機(jī)相互間的角度差越來越大，這就可能引起并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引起大片地區(qū)停電。

4、不對稱短路時(shí)系統(tǒng)中將流過不平衡電流，會(huì)在鄰近平行的通訊線路中感應(yīng)出很高的電勢和很大的電流，對通訊產(chǎn)生干擾，也可能對設(shè)備和人身造成危險(xiǎn)。

5、使系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓降低，給用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。

6、破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至引起系統(tǒng)強(qiáng)烈振蕩，造成大面積停電或使整個(gè)電力系統(tǒng)瓦解。

7、巨大的短路電流將在周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場，尤其是不對稱短路所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，會(huì)對周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

在以上后果中，最嚴(yán)重的是電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性的破壞，整個(gè)電網(wǎng)呈現(xiàn)低電壓，在低電壓的情況下各運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備電流增加，最易燒壞運(yùn)行設(shè)備的線圈，導(dǎo)致人身和設(shè)備損壞事故的不斷擴(kuò)大。

三、防范短路電流的有效措施

短路電流的危害性很大，結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域的專家、企業(yè)和政府部門的研究成果，總結(jié)出一些有效的短路電流防范措施，具體措施如下：

1、合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是防范短路電流的一項(xiàng)基本措施，從電網(wǎng)的發(fā)展歷程來看，也可以將這一歷程視為不斷對低電壓等級進(jìn)行合理分區(qū)以及不斷升高電壓等級的過程。在規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以采取的措施是比較多的，既可以發(fā)展更高等級的電網(wǎng)電壓，也可以在建設(shè)輸電線路時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)合理降低網(wǎng)絡(luò)的緊密程度；或者分片運(yùn)行減壓電網(wǎng)等，總體而言，應(yīng)該根據(jù)每個(gè)地方和各個(gè)電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇和應(yīng)用，不能不加選擇地盲目使用。

2、正確選擇電網(wǎng)的接線方式

電網(wǎng)的接線方式對防范短路電流的發(fā)生具有重要的作用，正確的選擇會(huì)起到有效限制短路電流的效果。接線方式的種類是比較多的，根據(jù)不同的情況有不同的選擇，如當(dāng)限制的是大電流接地系統(tǒng)中的短路電流，那么可以采用部分變壓器的中心點(diǎn)不接地的接線方式；如果是發(fā)生的地點(diǎn)是在降壓變電所的話，則最有效的方式是變電器低壓側(cè)分列運(yùn)行，這種方法可以有效對低壓和中壓配電裝置里的短路電流進(jìn)行限制�？傮w原則就是要隨著不同的系統(tǒng)、不同的場所來選擇不同的接線方式。

3、大力發(fā)展直流輸電

通過大力發(fā)展直流輸電也可以有效防控短路電流的產(chǎn)生。因?yàn)橥ㄟ^控制換流器觸發(fā)相位，能夠很快地對直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)會(huì)自動(dòng)將電流保持為定值，這樣就可以起到保持直流電流平穩(wěn)輸送的作用，進(jìn)而有效確保直流電網(wǎng)的正常運(yùn)作。而對與交流系統(tǒng)來說，當(dāng)使用直流輸電時(shí)，由于直流電網(wǎng)被分為多個(gè)相互間獨(dú)立的交流子系統(tǒng)，這樣就有效避免了短路電流相互注入的發(fā)生，一旦出現(xiàn)短路電流就可以起到大大降低短路電流危害性的作用。

4、使用故障電流限制器

故障電流限制器是當(dāng)前電力系統(tǒng)必備的元件之一，它在防范短路電流方面具有突出的作用，表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）通常而言，隨著電壓的不斷升高，故障電流也會(huì)越來越強(qiáng)，這時(shí)候也就越來越難以斷開。而使用故障電流器后可以有效減輕斷路器的開端負(fù)擔(dān)，電路的開斷就變得容易多了。

（2）故障電流限制器還可以快速地限制短路電流，這樣就能夠大大減輕線路的電壓損耗，同時(shí)發(fā)電機(jī)的失步概率也會(huì)顯著降低。另外系統(tǒng)電壓、頻率等的穩(wěn)定性也會(huì)得到增強(qiáng)，因短路電流所引起的電網(wǎng)和設(shè)備事故就能夠得到及時(shí)和有效的防范。

（3）由于當(dāng)前絕大部分的輸電線路其實(shí)際輸送能力都小于穩(wěn)定極限，當(dāng)出現(xiàn)短路電流時(shí)極易受損。而在引入故障電流限制器后，它可以在短路電流達(dá)到峰值之前就起作用，使大部分電力設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定極限和熱穩(wěn)定極限有效降低，同時(shí)也能夠相應(yīng)地減小電網(wǎng)的極限比，從而提高了輸電線路的利用率，確保線路輸送的安全和穩(wěn)定，并降低電網(wǎng)的整體投入。

5、加強(qiáng)變電器繞組變形的診斷工作

電網(wǎng)系統(tǒng)其實(shí)有其脆弱的一面，很多因素，如雷擊、繼電保護(hù)誤動(dòng)等因素都很有可能造成電網(wǎng)出現(xiàn)短路。而一旦出現(xiàn)短路故障，短路電流就會(huì)強(qiáng)烈沖擊電網(wǎng)，造成變壓器繞組出現(xiàn)局部變形的現(xiàn)象，很多時(shí)候直接造成了繞組的損壞，即使沒有損壞，也會(huì)遺留下很多故障隱患，例如，會(huì)使得絕緣距離發(fā)生變化，并損害固體絕緣，引發(fā)局部放電。如果是因雷電過壓引起的，則會(huì)因餅間擊穿而產(chǎn)生突發(fā)性絕緣事故。另外，還是使繞組的機(jī)械性能下降，一旦接著再出現(xiàn)短路事故，損壞事故將無法避免。因此，當(dāng)變電器繞組因短路電流的沖擊而出現(xiàn)變形時(shí)就要及時(shí)進(jìn)行診斷和搶修，避免因二次短路的出現(xiàn)而徹底損壞。

隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)的飛速發(fā)展，將各類短路事故限制在萌芽狀態(tài)，嚴(yán)格控制短路事故后果的擴(kuò)大化，已不再是科技難題，通過各界人士的共同努力我相信，日后的電力系統(tǒng)短路故障將越來越少。