電力系統(tǒng)在運(yùn)行中相與相之間或相與地(或中性線(xiàn))之間發(fā)生非正常連接(短路)時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為短路電流。在三相系統(tǒng)中發(fā)生短路的基本類(lèi)型有三相短路、兩相短路、單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。三相短路因短路時(shí)的三相回路依舊是對(duì)稱(chēng)的,故稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)短路;其他幾種短路均使三相電路不對(duì)稱(chēng),故稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)短路。
在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中,以一相對(duì)地的短路故障為最多,約占全部短路故障的90。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中,短路故障主要是各種相間短路。發(fā)生短路時(shí),由于電源供電回路阻抗的減小以及忽然短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程,使短路回路中的電流大大增加,可能超過(guò)回路的額定電流許多倍。
短路電流的大小取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離,例如,在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí),流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)發(fā)電機(jī)額定電流的10~15倍,在大容量的電力系統(tǒng)中,短路電流可高達(dá)數(shù)萬(wàn)安培。短路電流的危害短路電流將引起下列嚴(yán)重后果:短路電流往往會(huì)有電弧產(chǎn)生,它不僅能燒壞故障元件本身,也可能燒壞四周設(shè)備和傷害四周人員。巨大的短路電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),一方面會(huì)使導(dǎo)體大量發(fā)熱,造成導(dǎo)體過(guò)熱甚至熔化,以及絕緣損壞;另一方面巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力作用于導(dǎo)體,使導(dǎo)體變形或損壞。短路也同時(shí)引起系統(tǒng)電壓大幅度降低,非凡是靠近短路點(diǎn)處的電壓降低得更多,從而可能導(dǎo)致部分用戶(hù)或全部用戶(hù)的供電遭到破壞。網(wǎng)絡(luò)電壓的降低,使供電設(shè)備的正常工作受到損壞,也可能導(dǎo)致工廠的產(chǎn)品報(bào)廢或設(shè)備損壞,如電動(dòng)機(jī)過(guò)熱受損等。
電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí),系統(tǒng)功率分布的忽然變化和電壓的嚴(yán)重下降,可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使整個(gè)系統(tǒng)解列,這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過(guò)負(fù)荷,因此,必須切除部分用戶(hù)。短路時(shí)電壓下降的愈大,持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng),破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性愈大。短路電流的限制措施為保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行,減輕短路造成的影響,除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外,還應(yīng)盡快地切除短路故障部分,使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。
為此,可采用快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和斷路器,以及發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置等。此外,還應(yīng)考慮采用限制短路電流的措施,如合理選擇電氣主接線(xiàn)的形式或運(yùn)行方式,以增大系統(tǒng)阻抗,減少短路電流值;加裝限電流電抗器;采用分裂低壓繞阻變壓器等。主要措施如下:
一是做好短路電流的計(jì)算,正確選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備,電氣設(shè)備的額定電壓要和線(xiàn)路的額定電壓相符。
二是正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流,采用速斷保護(hù)裝置,以便發(fā)生短路時(shí),能快速切斷短路電流,減少短路電流持續(xù)時(shí)間,減少短路所造成的損失。
三是在變電站安裝避雷針,在變壓器四周和線(xiàn)路上安裝避雷器,減少雷擊損害。
四是保證架空線(xiàn)路施工質(zhì)量,加強(qiáng)線(xiàn)路維護(hù),始終保持線(xiàn)路弧垂一致并符合規(guī)定。
五是帶電安裝和檢修電氣設(shè)備,注重力要集中,防止誤接線(xiàn),誤操作,在帶電部位距離較近的部位工作,要采取防止短路的措施。
六是加強(qiáng)治理,防止小動(dòng)物進(jìn)入配電室,爬上電氣設(shè)備。
七是及時(shí)清除導(dǎo)電粉塵,防止導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備。
八是在電纜埋設(shè)處設(shè)置標(biāo)記,有人在四周挖掘施工,要派專(zhuān)人看護(hù),并向施工人員說(shuō)明電纜敷設(shè)位置,以防電纜被破壞引發(fā)短路。
九是電力系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)程,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(xiàn)路施工,維護(hù)人員工作完畢,應(yīng)立即拆除接地線(xiàn)。要經(jīng)常對(duì)線(xiàn)路、設(shè)備進(jìn)行巡視檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷,迅速進(jìn)行檢修。