本
文
摘
要
短路是指电力系统中相与相或相与地之间的非正常接通。在电力系统正常运行时，除正常点外，相与相或相与地之间是相互绝缘的。如由于绝缘破坏而构成通路，电力系统就发生短路故障。
形成短路的原因很多，①元件损坏，设备绝缘材料老化，设计制造、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路；②气象条件恶化，雷击过电压造成的闪络发电，由于风灾引起架空线路或导线覆冰引起电杆倒塌；③人员过失，运行人员带负荷拉隔离开关，检修线路或设备之后未拆除接地线就合闸供电等；④其他原因，鸟兽、风筝跨接在载流裸导体之间引起短路[14]。凡造成电力系统运行不正常的任何连接和各种操作均称为电力系统的故障，故障的类型很多。三相电力系统中，可能发生的短路分别为：单相接地短路、两相接地短路、三相短路、两相相间短路。
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相接地短路占大多数，三相短路的机会最少。但由于三相短路的短路电流最大，危害最严重；并且从计算方法看，一切不对称短路的计算，都以对称短路计算为基础。
短路时，短路点及附近电力设备流过的短路电流可能达到额定电流的几倍甚至几十倍，极大地超出了线路或电气设备在设计时的热稳定承受能力，引起导线及绝缘体的严重发热而损坏，同时在短路刚开始，电流瞬时值达最大，导体间受到强大的电动力，可能引起导体或线圈变形以至损坏，短路时电力网的电压突然降低，短路点附近电压降低最多，影响用电设备的正常工作。短路设备的最严重后果是使并列运行的发电机失去同步，引起系统解列和大面积停电。另外，不对称短路时架空线路中的不对称电流所产生的不平衡磁通，会对邻近的通信线路造成严重干扰。
由上可见，短路产生的后果极为严重，在供配电系统的设计和运行中应采取有效措施，设法消除可能引起短路的一切因素，使系统安全可靠运行。短路计算的任务主要有以下几个方面：①为选择有足够机械强度和热稳定度的电气设备，必须以短路计算为依据。②为了正确地整定各种继电保护和自动装置参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。③在设计和选择变电所电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采用限制短路电流的措施等。④进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等。⑤确定输电线路发生故障对通讯线路的干扰。
电力系统发生三相短路后，由工作状态经过一个暂态过程，进入短路后的稳定状态。电流也相应地由正常负荷电流突然增大，经过暂态过程达到短路后的稳定值。暂态过程很短，但此时的短路电流比稳态短路电流大得多，对设备的危害也大得多。短路电流变化的暂态过程很复杂，与电源系统容量有关。为简化计算，一般按无穷大容量系统讨论。
所谓“无穷大容量系统”是指端电压保持恒定，没有内部阻抗和容量无限大的系统。实际上，任何一个电力系统都有一个确定的容量，并有一定的内部阻抗。当配电系统容量较电力系统容量小得多，电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%～10%，或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统母线电压降很小，此时可将电力系统看作无限大容量系统，据此进行短路分析计算。
在进行短路电流计算时，常常会提到“运行方式”的概念。由于电力系统中各开关状态的不同，造成短路回路阻抗的变化，同一点同类型短路电流最大为最大运行方式，短路电流最小为最小运行方式。
短路回路中各元件的标幺电抗算出后可根据供电系统单线图绘制出它的等效电路图，然后利用阻抗的等效变换公式简化等值电路，计算出回路的总标幺电抗，最后根据欧姆定律的标幺值形式，计算短路电流周期分量标幺值。
