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  • 1 # 使用者5314708855188

    好老的一個問題。

    我們來看下圖:

    圖1是一個正常的供配電線路。我們看到,圖1中有電源E和電源內阻r,有線路電阻Rx,有負載電阻Rfz。

    我們來看用電線路側的路端電壓U等於什麼:

    注意到分母中的比值 ,它是關鍵點。

    我們再看圖2:

    線路中發生了短路,原先的執行電流此時變成了短路電流Ik。

    注意:

    供配電系統中規定,當配電線路發生了短路後,配電線路的阻抗(電源內阻與線路電阻之和)與短路線路的電阻之比,仍然小於1/50,則稱此配電線路為無窮大容量配電網。

    也即: 。

    無限大容量配電網有什麼特徵?我們把K值代入路端電壓計算式中看一看會有什麼結果:

    也就是說:對於無限大容量配電網來說,短路前後電網電壓基本不變!

    我們所熟知的配電網,包括我們家裡的供配電系統,一般來說都是無限大容量配電網。

    我們再來看題主的問題:要形成短路,導線的電阻應小於多少?短路的定義又是什麼?

    回答:

    1)關於兩類無限大容量配電系統

    值得注意的是:如果配電線路很長,也即線路電阻很大,則線路電阻與用電迴路電阻的數值恰好相反,則無論線路末端短路與否,線路末端的電壓也基本不變。

    區分於前者,這叫做第二類無限大容量配電系統,而前者叫做第一類無限大容量配電系統。

    在供配電理論中,一般不探討第二類無限大容量配電系統。

    2)負載側的導線電阻阻值與短路現象無關

    這個結論很容易得到,我不再說明。

    3)短路指的是用電側出現電流劇增的故障現象,它會帶來劇烈的發熱,併產生巨大的電動力和破壞力。

    我們知道,配電線路中存在各種電感,其實電力變壓器自身就是一個大電感。當線路側發生短路時,短路電流劇增,因此變壓器會產生一個反向電動勢,並且在短路線路中產生逐漸衰減的短路電流直流分量(非週期分量)。

    又因為短路前後電壓基本不變,而短路點的電阻很小,短路電流很大。由於此電流滿足正弦關係,因此它又叫做短路電流的交流分量(週期分量)。

    短路電流的交流分量和直流分量在短路後10毫秒達到最大值,此值被稱為衝擊短路電流峰值Ipk。

    下圖是我的書稿《低壓成套開關裝置的原理及其控制技術》中有關短路電流各個分量的關係圖:

    注意到圖中在短路前後電壓u基本不變,也即配電網為第一類無限大容量配電系統。

    關於短路現象的描述和理論分析,裡面有許多知識。這些知識絕不是這個帖子能夠說明白的,也因此,我對題主問題的解釋就到這裡。

    =================

    在我的專欄中有篇文章與此有關。可供參考。這篇文章的連結:低壓電氣和低壓電器技術之6——簡單實用的短路分析方法。

    提個問題:如果低壓配電線路很長,例如距離變壓器低壓側達數千米,在這種情況下線路末端的短路特性和控制特性,會有什麼現象出現?

    答案在數日後修改公佈。

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