[科普中国]-电力系统短路电流水平

简介

电力系统短路电流水平是指电力系统的最大三相短路或单相接地短路电流值，以次暂态电流周期分量起始有效值表示。

短路电流及其电动力效应和发热效应以及短路时的电压降，是选择发电厂(或变电所)接入系统方案和电气主接线方案、校验与选择电气设备、接地装置计算、选择继电保护配置与整定计算，以及对平行电力线路的通信信号的干扰计算等的基础。其中很重要的是为各种电压等级断路器的选择，研制和定型生产提供依据与技术条件。

确定电力系统短路电流水平时，既要根据电力系统发展的需要，又要考虑断路器的制造水平，还要考虑与国际标准的协调1。

短路电流增大的原因在电力系统发展的初期阶段，负荷水平和发电厂规模均较小，单机容量也较小，而且分布比较分散，所以当时系统短路电流水平较低。由于电力工业的高速度发展，电力系统的容量，发电厂的规模和单机容量越来越大，输变电设备的容量也越来越大，负荷密度不断增高，电力网愈益密集，电力系统的互联大量增多，这些因素均导致电力系统短路电流越来越大。

短路电流增大引起的问题和危害(1)造成电力网中的断路器、隔离开关.电流互感器、母线及支持构架大型化和大量更换。建设费用大大增加。特别是开关设备循要经常大批更换，安装更大容量的设备，有的甚至引起发电厂电气部分和降压变电所的大规模改造。

(2)接地电流增大引起跨步电压和接触电压增大，危及人畜生命。

(3)单相接地电流增大，对与电力线平行的通信线路、铁路信号及无线电广播会感应危险的高电压或造成严重的干扰。

(4)发生短路故除时会对设备造成更严重的损坏2。

改善网络结构改善网络结构归纳如下10点：

(1)贯彻分层分区的原则是限制短路电流最有效的办法。同时还可提高系统运行的安全可靠性和经济性。分层指按电压等级分层，按负荷和电流的地理分布特点划分供电区。当高一级电压电力网基本形成后，就有计划地逐步简化和改造其下较低电压等级的电力网，选择合适的解列点，使之解环运行。

(2)尽量避免不同电压等级的环网，这种环网不但使系统潮流分布不易控制、继电保护配置困难、容易使事故扩大，也是使短路电流增大的原因之一。

(3)发电厂之间不直接相连。

(4)远离负荷中心的发电厂之间及其送出的几组输电回路之间是否相连应进行论证，在技术经济指标相差不大的情况下，应优先采用不连接的方案。

(5)对大型发电厂应研究厂内不设高压母线而采用发电机---变压器---线路单元制接入附近枢纽变电所或开关站的方案。

(6)大型发电厂处于网络结构比较紧密的负荷中心，出二级电压时。厂内是否设联络变压器应进行论证。在技术经济指标相差不大的情况下，应优先采用不设联络变压器的方案。

(7)合理强化受端主干网架，简化非主干电网，220kV枢纽变电所和大型发电厂之间的联络线应双回双线化。但枢纽变电所和发电厂附近的变电所则简化为终端变电所。

(8)终端变电所高低压母线正常情况时分段解列运行或者低压母线并列运行;正常时母线井列运行，事故时先将母线分段。然后打开故障回路断路器。

(9)装设母线分段电抗器。

(10)在必要时可采取直流方式进行系统间的互联。

正确选用电压等级正确选用电压等级是限制系统短路电流的有效措施之一。

（1）在技术经济指标相差不大时，应优先采用电压等级较高的方案。

（2）不同容垦的机组应分别接入相适应的电压等级电力网。容量为100- 125 MW的机组一般不宜接入110 kv及以下电力网，容量为500MW及以上的机组不宜接入220kV及以下的电力网。

减少系统中变压器中性点的接地点数，这样可以减少单相接地短路电流:①低压无电源的变电所，变压 器中性点不接地;②大型发电厂和枢纽变电所高压为 双母线结构时，经常只保持二台变压器中性点接地;③联络变压器少用或不用自耦变压器，其他变电所也要 适当控制使用;④变压器中性点经小电抗接地(设备绝 缘水平允许时)。

电力系统设计应按远景水平年计算三相短路和单相接地短路电流。选择新增断路器应按设备投运后10年左右的系统发展水平计算，更换现有断路器还应按过渡年系统计算3。