短路電流的概念

短路電流(short-circuitcurrent)是電力系統(tǒng)在運行中，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。其值可遠遠大于額定電流，并取決于短路點距電源的電氣距離。

短路電流計算的目的和意義

在供配電系統(tǒng)中除應采取有效技術措施防止發(fā)生短路外。還應設置靈敏、可靠的繼電保護裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進行短路電流計算，以便正確選擇和整定保護裝置選擇限制短路電流的元件和開關設備計算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設計和運行中，基于如下用途必須進行短路電流的計算：

1)選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。

2)選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確的切除短路故

3)確定合理的主接線方案、運行方式及限流措施。

4)保護電力系統(tǒng)的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產生的危害。

短路電流計算的意義可以用于熔斷器的選型，防止設備燒壞。為系統(tǒng)設計，新建站設備選型，運行方式制定繼電保護整定等環(huán)節(jié)提供依據(jù)。

短路電流計算的條件

1.假設系統(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級電網中短路電流的計算，可以認為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大。只要計算35KV及以下網絡元件的阻抗。

2.在計算高壓電器中的短路電流時，只需考慮發(fā)電機、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。能夠分斷三相短路電流的電器，一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。

短路電流計算的作用

(1)校驗電氣設備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性;

(2)校驗開關的遮斷容量;

(3)確定繼電保護及安全自動裝置的定值;

(4)為系統(tǒng)設計及選擇電氣主接線提供依據(jù);

(5)進行故障分析;

(6)確定輸電線路對相鄰通信線的電磁干擾

常用的計算方法是：

阻抗矩陣法，并利用迭加原理，令短路后網絡狀態(tài)=短路前網絡狀態(tài)故障分量狀態(tài)，在短路點加一與故障前該節(jié)點電壓大小相等、方向相反的電勢，再利用阻抗矩陣即可求得各節(jié)點故障分量的電壓值，加上該節(jié)點故障前電壓即得到短路故障后的節(jié)點電壓值。繼而，可求得短路故障通過各支路的電流。

短路電流的危害

電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時，系統(tǒng)功率分布的忽然變化和電壓的嚴重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)解列，這時某些發(fā)電機可能過負荷，因此，必須切除部分用戶。短路時電壓下降的愈大，持續(xù)時間愈長，破壞整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可能性愈大。短路電流的限制措施為保證系統(tǒng)安全可靠地運行，減輕短路造成的影響，除在運行維護中應努力設法消除可能引起短路的一切原因外，還應盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時間內恢復到正常值。

短路電流的防范措施

1、做好短路電流的計算，正確選擇及校驗電氣設備，電氣設備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。

2、正確選擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護裝置，以便發(fā)生短路時，能快速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時間，減少短路所造成的損失。

3、在變電站安裝避雷針，在變壓器四周和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。

4、保證架空線路施工質量，加強線路維護，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。

5、帶電安裝和檢修電氣設備，注重力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。

6、加強治理，防止小動物進入配電室，爬上電氣設備。

7、及時清除導電粉塵，防止導電粉塵進入電氣設備。

8、在電纜埋設處設置標記，有人在四周挖掘施工，要派專人看護，并向施工人員說明電纜敷設位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。

9、電力系統(tǒng)的運行、維護人員應認真學習規(guī)程，嚴格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設備，禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工，維護人員工作完畢，應立即拆除接地線。要經常對線路、設備進行巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進行檢修。