单相短路,两相短路,三相短路电流的关系

供配电技术习题答案第3章第3章短路电流计算3-1 什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害? 答：短路是不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接. 短路种类有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路.短路的原因主要有设备长期运行，绝缘自然老化，操作过电压，雷电过电压，绝缘受到机械损伤等.短路的危害：1 短路产生很大的热量，导体温度身高，将绝缘损坏。

2 短路产生巨大的电动力，使电器设备受到机械损坏。

3 短路使系统电压严重减低，电器设备正常工作受到破坏。

4 短路造成停电，给国家经济带来损失，给人民生活带累不便。

5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，严重的可能造成系统解列，甚至崩溃。

6 单相短路产生的不平横磁场，对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作。

3-2 什么叫无限大容量系统?它有什么特征?为什么供配电系统短路时，可将电源看做无限大容量系统?答：无限大容量系统的指端电压保持恒定，没有内部阻抗和容量无限大的系统.它的特征有：系统的容量无限大.系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变.实际上，任何电力系统都有一个确定的容量，并有一定的内部阻抗.当供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降低很小，此时可将电力系统看做无限大容量。

3-3无限大容量三相短路时，短路电流如何变化？答：三相短路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于回路阻抗减小，电流增大，但由于回路内存在电感，电流不能发生突变，从而产生一个非周期分量电流，非周期分量电流也不断衰减，最终达到稳态短路电流。

短路电流周期分量按正弦规律变化，而非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。

3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？答：（1）短路前电路空载或cosΦ=1；（2）短路瞬间电压过零，t=0时a=0度或180度；（3）短路回路纯电感，即Φk=90度。

1、电力系统：由发电厂、电力网与电能用户（电力电荷）所组成的整体，，称为电力系统。

电力网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。

作用是将发电厂生产的电能进行输送，变换和分配。

动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，就称为动力系统。

2、常把电力系统中的发电、输变电与供配电等环节叫做一次系统；电力系统中的二次系统包括继电保测量和调度等环节。

3、电力负荷是电力系统中所有用电设备消耗功率的总和。

电力系统中综合用电负荷、供电负荷和发电负荷三者的联系：电力系统的综合用电负荷+电力网中损耗的功率（就是系统中各发电厂应提供的功率）=供电负荷；供电负荷+各发电厂本身消耗的功率（即厂用电，就是系统中各发电机应发出的功率）=发电负荷。

4、电力负荷分级及接线要求：5、用户对供电的基本要求：①保证供电安全可靠；②保证供电电能质量；③保证供电系统的经济性。

6、供电设备额定电压应高出电网和受电设备额定电压的5%～10%。

7、电压调整措施：①正确选择供电变压器的变比和电压分接头；②合理减少供配电系统的阻抗；③均衡安排三相负荷；④合理调整供电系统的运行方式；⑤采用无功功率补偿装置；⑥采用有载调压变压器。

8、供电系统的接线方式：1、按网络界线布置方式，可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等界限系统；2、按网络接线运行方式，可分为开式和闭式网络接线系统；3、按对负荷供电可靠性的要求，可分为无备用（单回线路放射式、直接连接干线式和串联型干线式）和有备用（双回线路放射式、环式和双回线路干线式）接线系统。

9、无备用系统接线简单、运行方便、易于发现故障，缺点是供电可靠性差。

主要用于对三级负荷和一部分次要的二级负荷供电。

有备用系统接线的主要优点是供电可靠性高，正常供电时电压质量好，但是设备多，投资大。

10、桥式接线适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。

11、电网中性点运行方式：①中性点不接地方式；②中性点经消弧线圈接地的方式；③中性点直接接地的方式。

案 例 AN LI摘要：短路故障是电力系统的常见故障之一。

短路故障发生以后，电路中会产生强度较大的短路电流，并在短时间内达到最大值，对电力系统连接的相关设备以及电路本身都会造成较大的电流危害。

因此，本文对电力系统短路故障产生的原因以及短路电流的危害进行了简要介绍，并讨论有关限制短路电流的相关对策措施。

关键词：电力系统；短路故障；短路电流一、电力系统发生短路故障的原因及其类型（一）电力系统发生短路故障的因素电力系统中的短路故障，就是由于电力系统中的相与相之间或者相与地之间的绝缘体在遭到破坏以后，逐渐形成的非正常的低阻抗通路。

从目前我国对电力系统短路故障的研究来看，引发短路故障的因素主要分内部因素和外部因素两种。

1.外部因素所谓的外部因素是指电路系统本身没有出现问题，而是由于气候因素、意外因素等外在因素的影响，而造成了系统中的绝缘体被破坏，从而导致电力系统发生了短路故障，对电力系统的正常运行产生了影响。

例如：大风天气引起的电杆歪倒；霜冻天气引起的导线覆冰；动物长期经过，导致裸露在外的在载流部分受到影响。

因此，在实际的工作中，要重视短路故障产生的外在因素，做好电路系统的安全防控工作。

2.内部因素所谓的内部因素，就是线路自然老化导致的绝缘体外露，从而导致电力系统发生了短路的现象。

除此之外，电力系统中，电路安装不合理也是导致短路故障发生的原因之一。

（二）电力系统短路故障的类型按照电力系统短路故障的行程，可以将短路故障分为四种类型，分别是：单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路；电力系统短路故障发生后的状态来看，三相短路后，电路仍然可以保持三相对称的状态，可以称之为对称短路。

其余三种，都可称之为不对称短路；按照短路持续时间以及停电后的短路状态是否能够自行消除，可以将短路故障分为瞬时性和持续短路性两种。

如果是受到动物长时间停留或者是带电物体进入系统内，导致的电路故障，一旦动物离开或者是带点物体远离故障线路，该线路就能恢复正常供电。

2、1短路与短路电流有关概念短路是指不同电位的导电部分之间的低阻性短接。

短路后，短路电流比正常电流大很多，有时可达十几千安至几十千安。

造成短路的主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏、工作人员误操作、动物或植物跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间。

短路电流的危害：（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，造成元件和设备损坏。

（2）短路时短路电路中电压要骤降，严重影响其中电气设备的正常运行。

（3）短路会造成停电损失并影响电力系统运行的稳定性。

（4）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。

由于短路的后果十分严重，因此必须设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。

短路的形式：在三相系统中，可能发生三相短路、两相相间短路、两相接地短路、单相接地短路。

其中三相短路属于对称性短路。

无限大容量电力系统：若系统容量相对于输配电系统系统中某一部分的容量大很多时，当该部分发生负荷变动甚至短路时，系统馈电母线上的电压能基本维持不变，或者系统电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%-10%，或者系统容量大于该部分容量的50倍时，可将电力系统视为无限大容量电力系统。

将电力系统视为无限大容量的电源在计算系统发生三相短路的电流时更苛刻，所以通常的短路计算都是建立在将系统视为无限大容量电力系统的基础上。

短路计算的目的：（1）分析短路时的电压、电流特征。

（2）验算导体和电器的动、热稳定以及确定开关电器所需开断的短路电流及相关参数。

短路计算方法：分为欧姆法和标幺制法。

欧姆法又称有名单位制法，各物理量均以实际值参与计算；标幺制法又称相对单位制法，任一物理量的标幺值为该物理量的实际值与所选定的基准值的比值。

由于三相短路电流计算对设计选型及设备校验具有重要意义，下面重点讲述其计算方法。

两相短路和三相短路电流计算《两相短路和三相短路电流计算》一、引言在电力系统中，短路是一种常见的故障形式，其产生的瞬时电流可以对设备和系统造成严重的损坏。

对于电力系统的设计、运行和保护来说，正确计算两相短路和三相短路电流至关重要。

本文将从两相短路和三相短路的基本概念入手，探讨短路电流的计算方法，并结合实际案例进行深入探讨，以便读者全面理解这一重要主题。

二、两相短路和三相短路的基本概念1. 两相短路两相短路是指在电力系统中，两相之间或相对中性线出现短路故障。

这种故障可能在任何两个相之间或相对中性线产生，导致严重的故障电流。

对于两相短路电流的计算，我们需要考虑短路点的电阻、电抗、系统电压等参数，利用对称分量法或赫德—格林公式来进行计算。

2. 三相短路三相短路是指系统中所有三相同时出现短路故障。

这种故障通常会导致巨大的短路电流，对设备和系统的损坏可能会更为严重。

三相短路电流的计算通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算，需要考虑系统参数、接地方式等因素。

三、两相短路和三相短路电流的计算方法1. 两相短路电流的计算在进行两相短路电流计算时，我们首先需要确定短路点的位置和相关参数，包括短路电阻、电抗等。

接下来，可以采用对称分量法来进行计算。

对称分量法是一种将非对称系统转化为对称系统进行计算的方法，通过对系统进行对称和正序分解，计算出正序、负序和零序短路电流，再将其合成得到最终的短路电流。

2. 三相短路电流的计算对于三相短路电流的计算，通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算。

瞬时对称分量法是一种将三相电路转化为正序、负序和零序分量进行计算的方法，而复数法则是利用复数理论进行计算，通过计算系统的阻抗和电压来得到短路电流。

四、实际案例分析为了更好地理解两相短路和三相短路电流的计算方法，我们将结合一个实际案例进行分析。

某变电站发生了两相短路故障，需要计算短路电流来评估设备的承受能力。

我们首先确定短路点的位置和相关参数，然后利用对称分量法进行计算，最终得到了短路电流的值。

第一章二、简答题1．中性点不接地系统在一相接地时有何特点？（1）正常运行时，系统三相电压对称，三相对地电容电流平衡，电源中性点对地电压为零。

（2）故障时，中性点对地电压上升为相电压，非故障相对地电压上升为线电压。

（3）故障后线电压保持不变，因而三相电气设备可以继续运行，但不能长期运行，以免故障扩大。

（4）故障时，非故障相的电压升至电源相电压的根号3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的根号3倍，而故障相的电容电流为正常工作时的3倍。

2．低压TN 系统与TT 系统有何异同？TT 系统：中性点直接接地，设备外壳单独接地。

IT 系统：中性点不接地，设备外壳单独接地。

用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所。

3．什么是低压TN 系统？TN 系统有几种形式？TN 系统是指在电源中性点直接接地的运行方式下，电气设备外露可导电部分用公共保护线或保护中性线与系统中性点O 相连接的三相低压配电系统。

（1）TN —C 系统 （2）TN —S 系统 （3）TN-C-S 系统4．什么是低压配电TN-S 系统？作图示意。

N 线与PE 线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE 线。

主要用于对安全较高（如潮湿易触电的浴室和居民住宅等）的场所对抗电磁干扰要求高的数据处理和精密检测等实验场所。

第二章 1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求?一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。

两个独立电源供电，必要时增设应急电源。

二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。

双回路电源供电，当负荷较小时可以专线供电。

三级负荷：不属于一、二级的负荷。

对供电电源无特殊要求。

2、工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性?（1）长期连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。

第一章1．电力用户配电变压器一次侧额定电压等于电网额定电压，二次侧额定电压高于二次电网额定电压5% /10% ，主要补偿满载/线路电压损失。

2.用电设备的额定电压等于电网额定电压。

发电机额定电压比同级电网额定电压高 5%，用于补偿线路负载时的电压损失。

3．在我国电力系统中，110kV以上高压系统，为降低绝缘成本要求，多采用中性点直接接地方式。

1kV以下的低压配电系统，考虑到单相设备的使用，中性点通常为直接接地方式。

4．中性点不接地电力系统发生一相接地故障时，中性点对地电压为相电压，非故障相对地电压线电压，但线电压大小及对称性不变，三相电气设备可继续运行。

5. 10kV供电系统广泛采用中性点不接地系统，当系统发生单相接地故障时，线电压不变，三相电气设备可以继续运行。

但流过故障点的接地电流数值较大时，就会在接地点间产生断续电弧引起暂时过电压，损害另外一相绝缘，可能发展成为两相接地故障。

因此该系统应当装设绝缘监察装置，必要时还可装设单相接地保护。

6．在中性点不接地的10kV电力系统中，电气设备的绝缘要求必须按线电压考虑。

若单相接地电容电流超过规定，会产生稳态电弧致使电网出现过电压，危及电气设备安全，此时应采取中性点经消弧线圈或小电阻接地的运行方式。

7．电力用户10kV供电系统多采用中性点不接地方式；220/380V多采用中性点直接接地方式，以利于使用相电压的单相设备。

8. 我国电力系统常用的中性点接地方式有中性点不接地，中性点经消弧线圈接地，中性点经直接接地或经小电阻接地。

中性点接地方式的选择主要取决于单相接地时及等因素。

9．中性点不接地的电力系统在正常运行时，各相对地电容电流平衡，各相对地电为相电压。

当发生一相接地故障时，线间电压不变，而非故障相对地电压升高到原来的根号3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。

10．安全、可靠、优质、经济是对用户供电系统的基本要求。

11.根据规范，一级负荷应由两个独立电源供电，二级负荷一般应由两回路电源电源供电，三级负荷一般由一个电源供电。

一、选择题。

1电力线路的等值电路中,电阻R主要反映电流流过线路产生的热效应。

2出现概率最多的短路故障形式是单相短路接地。

3电力系统的综合用电负荷加上网络损耗之和称为供电负荷.4电力线路按结构可以分为两大类,即架空线路和电缆线路.5短路冲击电流是指短路电流的最大可能瞬时值。

6两相短路故障是一种不对称故障。

7在标幺值系统中，有功功率的标幺值的单位为无量纲.8中性点经消弧线圈接地的运行方式，在实践中一般采用过补偿.9电力系统发生三相短路,短路电流只包含正序分量.10在标幺值中近似计算时，基准电压常选用额定电压。

11电力线路中，电纳参数B主要反映电流流过线路产生的电磁效应. 12我国电力系统的额定频率为50HZ。

13电力线路等值参数中消耗有功功率的是电阻.14采用分裂导线的目的是减小电抗。

15下列故障形式中对称的短路故障为三相短路.16频率的一次调整是由发电机组的调频系统完成的。

17电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的可靠性要求。

18电能质量是指电压大小,波形质量，频率。

19a为旋转因子a+a2等于0。

20我国电力系统的额定电压等级有110、220、500（KV）。

21有备用接线方式有环式、两端电源供电式。

22求无功功率分点的目的是从改节点解开网络。

23线路末端的电压偏移是指线路末端电压与额定电压之差.24电力系统的综合供电负荷加上厂用电之和，称为发电负荷。

25构成电力网的主要设备有变压器,电力线路。

26在电力系统的下列接线方式中,属于有备用接线的是两端供电网。

27下列参数中与电抗单位相同的是电阻。

28目前，我国电力系统中大部分电厂为火力发电厂。

29某元件导纳的有名值为Y=G+JB,当基准功率为值S B,电压为U B,则电导的标幺值为S B/U B2.30从短路点向系统看进去的正序、负序、零序等值网络为有源网的是正序。

31电力系统的有功功率电源是发电机.32电力线路中，电导G主要反映线路流过电流时所产生的电晕效应。