錢三朝

摘 要：短路電流計算是供電系統(tǒng)管理中的一個很重要的參數(shù)，它是開關設備、保護裝置的選型、整定計算、校驗的重依據(jù)，短路電流計算的影響因素和參數(shù)也很多，在計算過程中要充分考慮供電系統(tǒng)的實際情況，以確保計算數(shù)據(jù)適合實際需要。

關鍵詞：供電;系統(tǒng);短路電流;計算;探討

1 引言

短路是供電系統(tǒng)中出現(xiàn)頻率較高的危害大的故障之一，短路是因為電氣設備（供配電設備、線路等）載流部分的絕緣損壞造成相與相或相與地（中性點接地系統(tǒng)）的電氣短接導致的非正常工作狀態(tài)。這種非常正常工作狀態(tài)雖然短暫但它對供電系統(tǒng)的危害卻是無法估量的。人們?yōu)榱讼拗贫搪饭收蠈╇娤到y(tǒng)、安全生產(chǎn)造成的危害和縮小故障影響范圍，在供電系統(tǒng)實際運行中，必須對系統(tǒng)內(nèi)短路電流進行有效的計算以解決系統(tǒng)在非正常工作狀態(tài)下電氣設備、導體的熱穩(wěn)定性和機械強度問題，解決系統(tǒng)保護裝置靈敏性可靠性問題，以及為供電系統(tǒng)制定合理的主結線方案和運行方式提供可靠的技術支持，充分確保供電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。本文著重用戶端（企業(yè)）的短路電流計算做的一些技術探討。

2 短路電流計算中常見問題探討

2.1 關于短路計算的基本假設問題

短路狀態(tài)下的物理過程受多種因素影響是非常復雜的，我們有必要做一些基本的工程假設和簡化分析，以滿足工程計算要求，達到計算結果與現(xiàn)場實際情況差距最小。在企業(yè)的用電管理中往往忽視這一基本前提，所以在計算短電流前我們要根據(jù)企業(yè)用電的性質(zhì)、負荷類型、設備情況等進行基本的分析，對一些必要的設備參數(shù)給予保留，如系統(tǒng)中的磁路飽和、磁滯現(xiàn)象以及設備的電阻、過渡電阻（在某些特定繼電保護計算需要此類參數(shù)）等參數(shù)，或要根據(jù)行業(yè)指導手冊注意系統(tǒng)參數(shù)的適用條件，做到具體問題具體分析，而不能一概而論。

2.2 供電系統(tǒng)電源容量選擇問題

我們知道供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，供電系統(tǒng)由原來的工作狀態(tài)，經(jīng)過一個短暫的突變過程（暫態(tài)）進入到短路的穩(wěn)定狀態(tài)過程（穩(wěn)態(tài)）如下圖所示，暫態(tài)過程很短但它對供電系統(tǒng)有著很大的影響，而且與供電系統(tǒng)的電源容量有著密切的關系。

一般情況下如果供電電源內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗的10%，通常認為為無限大容量電源系統(tǒng)，說明電源的容量遠遠大于供給短路點的短路容量，當發(fā)生短路故障時我們認為電源的電壓是恒定不變的。反之是有限容量電源，即當電源容量較小或短路地點離電源較近，會因為短路點回路總阻抗較小，短路電流會影響到供電電源端電壓的變化，短路電流的非周期分量、周期分量大幅衰減。

2.3 供電系統(tǒng)運行方式確定

供電系統(tǒng)的運行方式直接影響著短路電流計算的大小，這是我們在計算短路電流時要根據(jù)現(xiàn)場情況進行選擇計算。供電系統(tǒng)的運行方式有最大短路電流運行方式和最小短路電流運行方式。

最大運行方式是指短路點至供電電源回路總阻抗最小，計算短路電流最大，一般情況下出現(xiàn)在重要負荷用戶的供電系統(tǒng)，如煤礦、鋼鐵、化工等行業(yè)的雙回路（多回路）并列運行、變壓器（高壓電動機）并列運行情況，在最大運行方式下計算出的短路電流主要用于校驗供電系統(tǒng)電氣設備的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性及極限分斷能力。常常在用戶端在系統(tǒng)內(nèi)做設備選型時，對于高壓開關柜斷路器的額定開斷能力（額定對稱短路電流）的選型、校驗有著重要作用，若選型過大會造成不必要的經(jīng)濟浪費，過小則會出現(xiàn)無法遮斷短路電流造成越級跳閘現(xiàn)象，甚至損壞開關柜。

最小運行方式是指短路點至供電電源回路總阻抗最大，計算短路電流最小，在企業(yè)供電系統(tǒng)為單列運行方式，在此運行方式計算的短路電流主要用于校驗保護裝置運行的靈敏性、可靠性。

2.4 短路電流計算方法的選擇

常見的計算方法有：有名制法、圖表法、標么制法、短路功率法、短路電流潮流計算法等等。計算方法各有特點和使用條件，有名制計算方法主要用于1000V以下的低壓供電，短路功率法適用于無限容量高壓供電系統(tǒng)，標么制計算方法則適用用于高、低壓供電系統(tǒng)，圖表法適于企業(yè)電源、變壓器固定而終端負荷變動頻繁的供電管理，通過技術手冊圖表能快速查找、計算短路電流，以校驗保護裝置的靈敏性。在企業(yè)用電管理中常常采用計算較簡便的標么值法，它用于企業(yè)供電系統(tǒng)設計（如煤礦的工作面供電系統(tǒng)設計、局部工作區(qū)域供電系統(tǒng)設計等），而對于終端負荷變化時，造成保護整定調(diào)整、校驗，圖表法就能滿足需要。

標么值計算方法的計算過程首先要根據(jù)企業(yè)實際用電情況，確定供電系統(tǒng)的（最大或最小運行方式），畫出兩種運行方式下的簡圖（短路計算接線圖）;第二步選定基準值，在不同電壓等級的系統(tǒng)中，必須把不同等級的各個元件參數(shù)折算到同一電壓下，由此計算出短路回路中各個元件的標么電抗，然后再畫出它們的等值電路圖，即可計算出需要的短路電流值。

2.5 大容量電動機對短路電流的影響

如果企業(yè)有大容量電動機，當供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，由于供電系統(tǒng)電壓下降使正在運行的電動機變?yōu)榘l(fā)電機，也會向短路點饋送能量，短路電流的瞬間沖擊對供電系統(tǒng)造成影響，對供電系統(tǒng)開關、保護裝置有著一定的考驗，如果企業(yè)供電系統(tǒng)內(nèi)高壓電動機容量大、數(shù)量多、同時系數(shù)大，就需要計算系統(tǒng)內(nèi)的短路沖擊值，以降低對系統(tǒng)設備及保護裝置的影響。

3 結束語

企業(yè)的用電管理是一個系統(tǒng)化的工作，短路電流的計算只是其中的一個參數(shù)，但這個參數(shù)具有很重要的意義，計算短路電流對設備選型、保護整定有著決定性的作用。短路電流的計算受到很多因素的影響，我們要在日常管理中充分了解企業(yè)的供電系統(tǒng)和用電設備情況，才能保證計算短路電流指導企業(yè)的安全生產(chǎn)需要。