[科普中国]-短路容量

当电力系统发生短路故障时，需要迅速切断故障部分，使其余部分能继续运行。这一任务要由继电保护装置和断路器来完成。

来源所谓“短路”，就是电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。为了校验断路器的断流能力，或者我们计算无功冲击与电压波动关系时，都需要用到短路容量的概念。

定义短路容量是指电力系统在规定的运行方式下，关注点三相短路时的视在功率，它是表征电力系统供电能力强弱的特征参数，其大小等于短路电流与短路处的额定电压的乘积。从短路容量定义可以看出，它与电力系统的运行方式有关，在不同的运行方式下，数值也不相同。因而工程应用上需要进一步弄清楚最大短路容量与最小短路容量的概念。所谓最大短路容量，是指系统在最大运行方式，即系统具有最小的阻抗值时关注点的短路容量；最小短路容量就是指系统在最小运行方式下，即系统具有最大的阻抗值时，发生短路后具有最小短路电流值时的短路容量。从以上定义可以看出：短路容量只是一个定义的计算量，而不是测量量，是反映电力系统某一供电点电气性能的一个特征量，跟短路电流与该点故障前正常运行时的相间电压有关，短路容量是对电力系统的某一供电点而言的，反映了该点的某些重要性能：

①该点带负荷的能力和电压稳定性；

②该点与电力系统电源之间联系的强弱；

③该点发生短路时，短路电流的水平。随着电力系统容量的扩大，系统短路容量的水平也会增大，该值是根据该地电力系统的所有相关参数计算出来的，既与本地用户的用电设备有关，又与电力系统的设备及运行方式有关。

短路容量的确定短路容量是根据当地电力系统的所有相关参数计算出来的，既与当地用户的用电设备有关，又与电力系统的设备及运行方式有关。电力公司会计算好每一个电力用户的短路容量，电力用户应向供电部门要求给予短路容量值。若下一级电力用户没有短路容量值，应根据上一级母线的短路容量的给定值，详细获得从给定值之后的各电力设备参数，如电力线路、变压器、电抗器等，通过有名值或标幺值，再计算出本级母线的短路容量。1

最大短路容量选择断路器时，用最大短路容量。

设计院在设计一套装置时，电气上主要的把握就是考虑各级母线关合电流的等级，也就是考虑电网短路电流及发电机反馈电流的条件下，发生故障时断路器的分断能力。接触比较多的钢厂和石化，其供电方式一般是将110kV电压经三绕组变压器后送到各处。历史悠久一点的厂大都采用6kV电压等级，这是因为开始的设备大都采用6kV电压等级。随着规模的扩大，包括设备规模和供电规模的扩大，采用6kV电压等级时，往往能导致最大短路电流超过40kA，也就是需要采用50kA等级的断路器。而50kA断路器的成本要比40kA的高的多，所以开关器件选型困难。现在新上的系统或改造的系统，都是10kV的电压等级，其主要原因就在于此。

影响系统短路容量对所接入的链式静止同步无功补偿器运行状态有严重影响。当链式静止同步无功补偿器额定容量一定时,系统短路容量越小,越容易导致其运行不稳定。而为了使链式静止同步无功补偿器在额定功率全范围内稳定可靠运行,系统短路容量必须大于某限值。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所