电力系统短路故障特点分析
[摘 要]短路故障是影响整个电力系统正常运行最常见的原因之一，短路故障往往会对电力系统造成巨大的危害，也极易引发其他的电气故障。本文主要介绍了目前电力系统运行中较为常见的几种短路故障类型及其特点，分析了出现短路故障的原因，并且提出了几点预防措施。
[关键词]电力系统；短路故障；特点；原因；预防措施
不同电位的导电部分之间出现异常短接，也就是指电力系统出现短路故障。此时故障点的阻抗会瞬间减小，甚至为零，这样的话会使电流瞬间升高，在短路点之前的电压也会随之降低，整个电力系统的运行状况也会受到很大的影响，严重的情况下可能会导致整个系统瘫痪。因此，有必要仔细研究电力系统短路故障的特点及其原因，采取有效的预防措施。
1.电力系统短路故障的常见类型
电力系统短路故障主要可以分为两相短路接地、单相短路接地、单相短路、两相短路、三相短路等类型，基本上短路故障都是不对称短路（除三相短路外）。其中单相短路接地故障是中性点直接接地系统最为常见的故障类型，基本上65%电力系统故障都是这种故障类型。三相短路故障的发生概率最低，只占到5%，其次是两相短路故障10%、两相短路接地故障占到20%左右。
1.1三相短路。这种短路故障主要是指在电力系统的某一点处，A、B、C三相的零电抗、零电阻直接相连，这样情况下会产生巨大的瞬间短路电流，具有很大的破坏力，会严重危害电力运行系统。通常三相短路可以分为三相全部短路、两相短路以及单相接地短路等三种类型。
1.2两相短路接地。这种短路类型主要是指两根相线在三相交流供电系统中和大地处于相等的点位，简而言之，也就是指A、B、C三相线中AB、BC或AC线同时和大地直接连接。示意图如图1所示。
图1 两相短路接地
1.3两相短路。这种短路类型主要是指任意的2条相线导线通过很小的阻抗连接或者是直接通过导电金属连接。示意图如1所示。
图2 两相短路
1.4单相接地短路。这种短路类型主要是指有1根相线和大地成为相等的电位，也就是指和大地的电位一样，该相线电位为零。示意图如图3所示。
图3 单相接地短路
2.电力系统短路故障的特点
一旦电力系统出现短路故障，短路点瞬间电流会急剧升高，相对于正常工作状态的电流要高出几十倍甚至几百倍。尤其是处于高压状态下，系统电流高达数千万安培。简而言之，短路故障的特点主要可总结为以下两点：①短路故障的时间持续越长，电气设备的损坏程度也就越高。②和电源距离越近的短路点，其路阻抗越小，相应的短路电流也就越高。因此，当电力系统出现短路故障后，应采取有效的控制措施，并且尽可能缩短短路电流的持续时间，尽量减小其危害程度。
3.电力系统短路故障发生的原因及其危害分析
电力系统出现短路故障的原因具有多样化，包括主观原因，也包括客观原因，具体原因分析可概括为以下几个方面：①电气设备属于伪劣或假冒品，绝缘不合格。②因为设计、安装操作、维护等原因导致设备出现缺陷进而出现短路，比如扩大生产使负荷增加导致长期超载运行，或者由于电缆截面较小导致过载，很容易导致绝缘老化，或者导致绝缘失效而发生短路。③雷电、机械损伤、环境温度过高、刮大风、低温等外界因素导致短路。④工作人员并未严格按照相关要求操作或者操作失误引发短路。
电路短路的危害非常大，可能会使电气设备被烧坏，也会产生明显的放热反应，使设备过热，绝缘被融化。而且电路短路时可能会破坏运行发电厂的同步性，破坏整个系统的稳定、正常运行，导致大范围停电。其次，因为不对称的接地短路会导致电流不平衡，邻近平行线可能会产生巨大的感应电动势，不仅会干扰通信，可能也会威胁到人身安全。
4.电力系统短路故障的防范措施
为了保证供电的安全、可靠性，不仅应科学、合理设计供电系统，同时应采取各种必要的短路安全防范措施，具体可以从以下几点着手：①应精确计算短路电流，然后选择合适的电气设备，确保线路和电气设备额定电压保持一致。而且应安装必要的电抗器，通过增加电力系统阻抗的方式控制短路电流。②正确选择熔体的额定电流以及继电保护装置的整定值，应用速断保护装置可以在线路发生短路时，将短路电流迅速切断，从而使短路电流的持续时间尽可能缩短，最大限度的降低短路故障损失。③为了避免恶劣天气由于雷电造成的短路，变电站附近以及线路上都应该安装避雷器，变电站也应安装避雷针。④工作人员在电气设备检修以及带电安装工作中，应严格按照相关要求操作，注意力应高度集中避免出现错误操作或者错误接线等行为。⑤平时应加强线路管理，电气设备应定期清扫，避免导电粉进入，或者老鼠不慎误入电气设备或高压配电室。定期巡视检查设备及线路，及时处理各种缺陷。
5.结语
短路故障对电力系统的危害非常大，平时应加强安全防范措施，尽可能消除
短路故障隐患。一旦电力系统出现短路故障，应及时查找出故障点，对症下药，及时采取处理，尽可能缩短短路电流持续时间，尽量降低损失。
参考文献：
[1]夏道止.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，2012.
[2]刘万顺.电力系统故障分析[M].北京：中国电力出版社，2012.