什么是短路保护？详细解析短路保护的工作原理

　　 前言：短路故障是我们电气设备运行时经常出现的一种故障，也是我们生产生活中，经常出现的一种电气故障，为了尽量咸少短路故障的发生、通常我们在电设备运行中，配备短路保护设备，下面我们就来讲一讲短路保护的概念及工作原理：

　　1、什么是短路保护

　　电力系统在运行中 ，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流 ，并 取决于短 路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

　　2、短路保护的工作原理

　　短路保护电路是利用一个晶体管来采样输出电压，根据输出电压在短路前后的状态变化判断是否发生短路，从而实现短路保护短路保护电路及工作原理电路如图1所示短路保护电路及工作原理为了方便示意短路与否，可以加入一个发光二极管做指示灯，如图2所示，短路发生后，放光二极管D3亮，消除短路后，重新启动电源，电路可以恢复正常工作短路保护电路及工作原理

　　工作原理如下：短路发生后，输出电压经过RA和RB采样得到电压值无法维持三极管Q1导通，于是Q1关断，电容C1被充电，连接AP3003 EN管脚的VEN随着时间的推移电压不断升高，表达式如（E-3）所示，VEN一旦高于EN 管脚的阈值电压，整个系统停止工作，实现了短路保护的功能短路保护电路及工作原理

　　短路保护设计需要注意两个方面，第一要避免短路保护电路影响系统启动，R1，C1的选择要保证短路保护开始动作的时间远大于系统启动时间；第二是要选 择合适的R3，以保证R3的加入不会影响RA和RB所设定的输出电压值短路保护电路及工作原理

　　3、短路保护的计算方法

　　1.假设系统有无限大的容量。用户处短路后，系统母线电压能维持不变。即计算阻抗比系统阻抗要大得多。

　　具体规定： 对于3~35KV级电网中短路电流的计算，可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。

　　2.在计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而忽略其电阻;对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻，一般也只计电抗而忽略电阻。

　　3. 短路电流计算公式或计算图表，都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器，一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。

　　4、短路保护的类型

　　三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。

　　发生短路时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。它有多种分量，其计算需采用电子计算机。在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。它为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。

　　供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设备、设计微机保护和选用限制短路电流的元件.