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* * 第一节 短路与短路电流有关概念 第二节 无限大容量电力系统中三相短路电流的计算 第三节 无限大容量电力系统中两相和单相短路电流的计算 第四节 短路电流的效应和稳定度校验 习 题 第三章 短路电流及其计算 第一节 短路与短路电流有关概念 一. 短路的原因、后果及其形式 (一). 短路的原因 1、电气设备载流部分的绝缘损坏。 2、误操作。 3、鸟兽害 (二). 短路的后果 (1). 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障 元件和短路电路中的其他元件损坏。 (2). 短路时短路电路中的电压要骤然降低，严重影响其中 电气设备的正常运行。 (3). 短路时保护装置动作，要造成停电，而且越靠近电源，停电的范围越大，造成的损失也越大。 (4). 严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。 (5). 不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 (三). 短路的形式 在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。 图3-1 短路的形式（虚线表示短路电流路径） a）三相短路 b）两相短路 c）、d）单相短路 e）、 f）两相接地短路 电力系统中，发生单相短路的几率最大，三相短路的可能性最小，但是三相短路造成的危害一般来说最为严重。因此在作为选择和校验电气设备用的短路计算中，常以三相短路计算为主。 二. 无限大容量电力系统中三相短路的物理过程 图中，RWL、XWL为线路（WL）的电阻和电抗，RL、XL为负荷（L）的电阻和电抗。由于三相对称，因此该三相短路电路可用图3-2b所示等效单相电路来分析。 设电源电压 ，正常负荷电流 。现t =0时短路，则图3-2b所示等效电路的电路方程为 图3-2 无限大容量系统中发生三相短路 a)三相电路图 b)等效单相电路 解式（3-1）的微分方程得 式中 为短路电流周期分量； 为短路电流非周期分量。 式中RΣ、 LΣ 为短路电路的总电阻和总电感； 为短路电流瞬时值。 由上式可以看出，当t→∞时（实际上只须经10个周期左右的时间），非周期分量 ，这时 图3-3 无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线 式中I∞为短路稳态电流（short-circuit stated current）。 三. 与短路有关的物理量 (一). 短路电流周期分量 假设在电压u =0时发生三相短路，如图3-3所示。短路电流周期分量为 由于短路电路的电抗一般远大于电阻，即XΣ? RΣ ,因此短路初瞬间（t =0时）的短路电流周期分量为 式中 为短路次暂态电流有效值。 是短路后第一个周期性短路电流分量 的有效值。 在无限大容量系统中，短路电流周期分量有效值（习惯上用 表示）在短路的全过程中也维持不变，即 。 (二). 短路电流非周期分量 短路电流非周期分量 ，是用以维持短路初瞬间的电流不致突变而由电感上的自感电动势所产生的一个反向电流，如图3-3所示。短路电流非周期分量 (三). 短路全电流 短路全电流为短路电流周期分量与非周期分量之和，即 短路全电流 的最大有效值，是短路后第一个周期的短路电流有效值，用Ish 表示，亦可称为短路冲击电流有效值，用下式计算： 在1000kVA及以下的电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时 (四). 短路冲击电流 短路冲击电流（short-circuit shock current）为短路全电流中的最大瞬时值。由图3-3所示短路全电流 的曲线可以看出，短路后经过半个周期（即0.01s）， 达到最大值，此时的短路电流就是短路冲击电流 。 (五). 短路稳态电流 短路稳态电流是短路电流非周期分量衰减完毕以