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二、短路的有关物理量
I 短路电流次暂态值
b)等效单相电路图
无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线 电路中存在电感，发生短路后，电流不能突变，有一个过渡过程即短路暂态过程。
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二、短路有关的物理量
短路前电路中的电流为：
i I sin( t ) m
(3－1)
式中：I ——短路前电流的幅值 m
I m
Um
/
(R R)2 (X X)2
Im 0
（2）短路回路为纯感性回路，即回路的感抗比电阻大
得多，可以近似认为阻抗角 k 90；
（3）短路瞬间电源电压过零值，即初始相角 0 。
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有限容量系统三相短路的暂态过程
有限容量电源系统（finite system）是相对于无限大容 量电源系统而言的。
在分析无限大容量电源系统的三相短路暂态过程时，忽 略了短路时系统母线电压幅值的变化。
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第二章电力负荷及短路计算 第一节 短路故障的原因、后果及其形式
一、 短路故障的原因 在工厂供配电系统的设计和运行中，不仅要考虑
系统的正常运行状态，还要考虑系统的不正常运行状 态和故障情况，最严重的故障是短路故障。短路故障 是指运行中的电力系统或工厂供配电系统的相与相或 相与地之间发生的金属性非正常连接。即不同相之间， 相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连 接。短路产生的原因主要是系统中带电部分的电气绝 缘出现破坏。
因此，非周期电流的初值越大，过渡过程中短
路全电流的最大瞬时值也就越大。由图3－3可知，
非周期电流的初值取最大值的条件为：
（1）相量差 （2）相量差
Im Im
II取在ppmm最t＝大0值时；刻与时间轴平行。
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产生最大短路电流的条件
满足以上条件的情况为： （1）短路前电路处于空载状态，即
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无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路的全电流可以用下式表示
t
ik ip iap I pm sin( t k ) Ce Ta
式中： I pm ——短路电流周期分量的幅值， I pm U m / R2 X 2
k
——短路后回路的阻抗角，
k
arctg X R
Ta
——短路回路时间常数，
选择和校验各种电气设备，例如断路器、互感 器、电抗器、母线等 ； 合理配置继电保护和自动装置 ； 作为选择和评价电气主接线方案的依据 。
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第二节 无限大容量电力系统三相短路时的物理过程
• 无限大容量系统的概念
无限大容量只是一个相对概念，指电源系统的容量相对 于用户容量大得多，在发生三相短路时电源系统的阻抗远远 小于短路回路的总阻抗，以致无论用户负荷如何变化甚至发 生短路，系统的母线电压都能基本维持不变。
因此，短路的全电流为
t
ik ip iap I pm sin( t k ) Im sin( ) I pm sin( k ) e Ta
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产生最大短路电流的条件
当电路的参数已知时，短路电流周期分量的幅
值不变，而短路电流非周期分量则是按指数规律单
调衰减的直流电流。
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引起这种破坏的原因有过电压、雷击、绝 缘材料的老化，以及运行人员的误操作和 施工机械的破坏、鸟害、鼠害等。
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二、短路的后果
短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备 过热损坏 ； 短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变形 或严重损坏 ； 短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常 工作 ； 短路可能使电力系统的运行失去稳定 ； 不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系 统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
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第二章电力负荷及短路计算
三、短路故障的种类
•对称短路：三相短路 •不对称短路：两相短路、两相接地短路和 和单相短路
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短路名称
表示 符号
单相短 路
k (1)
两相短 路
k (2)
两相短
路接地
k (1,1)Biblioteka 三相短 路k (3)
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示图
短路性质
特点
不对称短 路
当电源容量比较小，或者短路点靠近电源时，短路引 起的电源母线电压的变化就不能忽略。
当计及电源母线电压变化时，短路电流周期分量的 幅值也将随着电源母线电压的变化而变化。
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二、短路的有关物理量
1、短路电流周期分量 （波形为正弦波）
ip Ik.m sin( t k )
ip(0) Ik.m 2I ''
在工程计算中，当电源系统的阻抗不大于短路回路总阻
抗的5%～10%，或者电源系统的容量超过用户容量的50
倍时，可将其视为无限大容量电源系统。
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第二节 无限大容量电力系统三相短路时的物理过程
一、无限大容量电力系统及其三相短路的物理过程
a)三相电路图
无限大容量电力系统中发生三相短路
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——短路前回路的阻抗角 arctg(X X ) /(R R)
——电源电压的初始相角，亦称合闸角；
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无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路后电路中的电流应满足：
Rik
L
dik dt
U m sin( t )
方程式的解就是短路的全电流，它由两部分组成： 第一部分是方程式的特解，它代表短路电流的周期 分量；第二部分是对应齐次方程的一般解，它代表 短路电流的非周期分量。
Ta
X
R
L R
C ——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周
期分量的初始值iap0 。
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由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，则短 路前瞬间（用下标0－表示）的电流i0－应该等于短路发生后 瞬间（用下标0＋表示）的电流i0＋，将t＝0分别代入式方程 解，可得
C I m sin( ) I pm sin( k )
短路电流仅在故障相中流 过，故障相电压下降，非 故障相电压会升高
不对称短 路
短路回路中流过很大的短 路电流，电压和电流的对 称性被破坏
不对称短 短路回路中流过很大的短 路 路电流，故障相电压为零，
三相电路中都流过很大的短路
对称短路 电流，短路时电压和电流保持
对称，短路点电压为零
四.短路电流计算目的