什么是短路保護(hù)？詳細(xì)解析短路保護(hù)的工作原理

　　 前言：短路故障是我們電氣設(shè)備運(yùn)行時經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障，也是我們生產(chǎn)生活中，經(jīng)常出現(xiàn)的一種電氣故障，為了盡量咸少短路故障的發(fā)生、通常我們在電設(shè)備運(yùn)行中，配備短路保護(hù)設(shè)備，下面我們就來講一講短路保護(hù)的概念及工作原理：

　　1、什么是短路保護(hù)

　　電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時流過的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流 ，并 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，流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時值可達(dá)額定電流的10～15倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬安。這會對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。

　　2、短路保護(hù)的工作原理

　　短路保護(hù)電路是利用一個晶體管來采樣輸出電壓，根據(jù)輸出電壓在短路前后的狀態(tài)變化判斷是否發(fā)生短路，從而實現(xiàn)短路保護(hù)短路保護(hù)電路及工作原理電路如圖1所示短路保護(hù)電路及工作原理為了方便示意短路與否，可以加入一個發(fā)光二極管做指示燈，如圖2所示，短路發(fā)生后，放光二極管D3亮，消除短路后，重新啟動電源，電路可以恢復(fù)正常工作短路保護(hù)電路及工作原理

　　工作原理如下：短路發(fā)生后，輸出電壓經(jīng)過RA和RB采樣得到電壓值無法維持三極管Q1導(dǎo)通，于是Q1關(guān)斷，電容C1被充電，連接AP3003 EN管腳的VEN隨著時間的推移電壓不斷升高，表達(dá)式如（E-3）所示，VEN一旦高于EN 管腳的閾值電壓，整個系統(tǒng)停止工作，實現(xiàn)了短路保護(hù)的功能短路保護(hù)電路及工作原理

　　短路保護(hù)設(shè)計需要注意兩個方面，第一要避免短路保護(hù)電路影響系統(tǒng)啟動，R1，C1的選擇要保證短路保護(hù)開始動作的時間遠(yuǎn)大于系統(tǒng)啟動時間；第二是要選 擇合適的R3，以保證R3的加入不會影響RA和RB所設(shè)定的輸出電壓值短路保護(hù)電路及工作原理

　　3、短路保護(hù)的計算方法

　　1.假設(shè)系統(tǒng)有無限大的容量。用戶處短路后，系統(tǒng)母線電壓能維持不變。即計算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多。

　　具體規(guī)定： 對于3~35KV級電網(wǎng)中短路電流的計算，可以認(rèn)為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大。只要計算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗。

　　2.在計算高壓電器中的短路電流時，只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗，而忽略其電阻;對于架空線和電纜，只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻，一般也只計電抗而忽略電阻。

　　3. 短路電流計算公式或計算圖表，都以三相短路為計算條件。因為單相短路或二相短路時的短路電流都小于三相短路電流。能夠分?jǐn)嗳喽搪冯娏鞯碾娖?，一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏鳌?/p>

　　4、短路保護(hù)的類型

　　三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相回路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其余三類均屬不對稱短路。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的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，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需3～5秒。在這一暫態(tài)過程中，短路電流的變化很復(fù)雜。它有多種分量，其計算需采用電子計算機(jī)。在短路后約半個周波（0.01秒）時將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時值，稱為沖擊電流。它會產(chǎn)生很大的電動力，其大小可用來校驗電工設(shè)備在發(fā)生短路時機(jī)械應(yīng)力的動穩(wěn)定性。短路電流的分析、計算是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容之一。它為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和運(yùn)行中選擇電工設(shè)備、整定繼電保護(hù)、分析事故提供了有效手段。

　　供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時，很大的短路電流會使電器設(shè)備過熱或受電動力作用而遭到損壞，同時使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低，因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用電設(shè)備的正常工作。為了消除或減輕短路的后果，就需要計算短路電流，以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計微機(jī)保護(hù)和選用限制短路電流的元件.