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摘要：在变电站设计中，做好短路电流的计算，有着诸多的目的和作用，不仅能有效地选择电气设备和载流导体，而且还能对继电保护与自动化装置进行整定处理，从而更好地制定限制短路的电流措施。因此，本文主要就变电站短路电流的计算要点进行了梳理，以更好地促进其在实践中的应用。
关键词：变电站设计；短路电流计算；应用
在变电站短路电流计算过程中，主要是结合变电站的实际，科学确定短路电流的限制方案，亦或是的对某种运行方式出现的限制，从而得到的变电站主接线方案更加可靠和经济。因此，需要切实加强短路电流的计算，并加强对其的应用。
1.变电站短路故障概述
1.1短路类型
所谓短路，就是正常运行状态下之外的相与相、相与地的连接。变电站短路类型主要有三相短路、二相短路、二相接地短路、单相接地短路四种，其具体情况详见下表1所示。
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1.2计算目的
第一，为比选电气主接线提供依据；第二，为导体与电气设备选择提供支持；第三，对中性点的接地方式确定提供帮助；第四，对软导线短路摇摆计算提供基础；第五，对分裂导线间隔棒的间距确定；第六，继电保护装置的选择与整定计算的需要满足；第七，对接的装置的接触电压与跨步电压进行验算。
1.3原因、危害与防治措施
就形成的原因而言，主要是由于绝缘被破坏所导致，比如过压、雷击、风雪、鸟兽、污染、绝缘老化、设计、安装、运维等。就带来的危害而言，主要是导致变压器发热，形成电动力效应，使得网络中的电压降落，稳定性受到影响，设置对通信系统带来干扰。就防治措施而言，主要是通过加电抗器的方式限制短路电流，以及直流输电和提升电压等级与优化接线方式，将系统零序阻抗加大，达到良好的防治效果[1]。
2.变电站短路电流计算的要点
2.1紧密结合计算条件进行计算电路图的绘制
在变电站短路电路计算过程中，应严格按照以下步骤进行：第一步：绘制计算对象的电路图；第二步，在计算电路图中，把短路电流计算所需的各元件的额定参数进行标注，并对每个元件进行依次编号；第三步，主要是对短路计算点进行确定，具体就是选择需要实施短路教研的电气元件中最大可能通过的短路电流的点；第四步，主要是根据所选短路计算点，进行等效电路图的绘制；第五步，对等效电路图中的主要元件的阻抗进行计算，并对等效电路进行简化之后计算等效阻抗；第六，计算短路电流与短路电容。
2.2切实注重计算原则的掌握和应用
一是在变电站短路电流计算过程中，如将其用来验算电器与导体的开断电流、热稳定和动稳定时，主要是根据计划内容来计算，主要是采取最大运行方式下得到的三相短路电流为根据，比如在10kV变电站中，通常是按照2-3台主变压器来计算其容量，并根据电网未来5-10年的远景规划而针对性地进行冗余设计。
二是在变电站短路电流计算时，主要是结合可能出现的最大短路电流的常规接线方式来计算，且短路点位于短路电流中最大的点所在的位置。
三是在导体与电器的热稳定、动稳定和电器开断电流计算时，主要是根据三相短路电流来进行验算。但是在计算高压电网的短路电流时，通常元件电阻忽略不计，若短路电路的总电阻比总电抗的三分之一要大时，那么线路与其他元件的有效电阻同样需要计算。
四是在低压电网短路电流计算过程中，不能忽略短路回路中电气设备自身的电阻值，比如变压器电阻、低压线路电阻、电流互感器绕组等，这主要是因为此类电阻在低压短路电流中有着影响。此外，在对某一电压级别的短路电流计算时，主要是采用平均电压，而在对高压系统的电路电流进行计算时，主要是采取标幺值法和短路功率法来计算，而低压配网中的短路电流则主要采取有名值法来计算。其中，标幺值主要是在高压系统中应用，
2.3切实注重计算内容的掌握与应用
在变电站短路电流计算过程中，由于计算的内容较多，所以需要结合计算的内容来掌握其实际应用的范围。
在网络阻抗计算方面，由于电力系统在出现短路之后，其各种参数发生的变化与网络阻抗的大小有着直接的关联，所以需要做好对其的计算。而在计算三相短路的情况时，由于其问题较为复杂，需要对三相稳态电流有效值、三相短路最大冲击电流瞬间值、三相短路最大冲击电流有效值、三相短路容量等进行计算，其作用分别是对电气设备与导体的热稳定进行保护整定和校验、对电气设备与母线的动稳定进行校验、对电气设备与导体动稳定进行校验、对断路器断流容量进行校验。而在计算两相短路电流时，主要是用于保护整定。其中，两相短路是非对称电路。
在明确计算内容的同时，对计算方法的掌握也是十分重要的。因为短路电力的计算对于变电站的规划设计和运行所实施的计算分析工作，若短路电流计算结果保守，那么就可能导致投资浪费，而计算结果较为乐观，又会给系统安全稳定运行埋下隐患。所以在计算时，一般需要对以下内容进行简化：一是将电源设定中无限大容量的电源；二是短路持续期间，短路的相数不能发生变化，当变压器有分接开关时，所有的开关位置都属于主分接位置，但是短路回路中的接触电阻与电弧电阻均不计，以及开关内部元件的阻抗与分布电阻也不纳入计算范围之内。
2.4切实掌握保护整定计算要点
在保护整定计算过程中，主要是掌握负荷电流计算时的常用系数，并在线路与设备配置方面选取针对性的保护措施，坚持一定的保护整定原则。尤其是在计算负荷电流时，主要是对变电站的设备实施分组计算，计算内容主要是平均功率数与需用系数，在用电负荷计算时，主要是对负荷电流进行计算。其中需用系数是指用电设备在30分钟内的最大平均负荷，主要取决于设备效率、线路损耗、负荷大小、用电设备组性质等，主要是采取实测的方式来确定，并在统计数据分析中注意设计负荷功率与实际设备额定功率、实际运行功率三者间的关系[2]。
3.短路电流计算的应用
基准容量=1000MVA，在220KV母线，阻抗值Z1和Z0分别是0.089和0.110。而110kV母线中，阻抗值Z1为无穷大，Z0为0.4，且3台主变均是180MVA，UK分别为14和23以及8，在按照标幺值法来计算时，主要是得出，在220KV的母线中，短路状态下的冲击短路电流是75.19kA，而短路电流的有效值是44.82A，而热稳定性是1305.7。而在110KV的母线中，短路状态下的冲击短路电流是25.461kA，而短路电流的有效值是15.18A，而热稳定性是149.80。
但是在上述条件是基于对称短路的计算，而如果是在不对称短路中计算时，那么就需要在采用标幺值法进行计算时，对其高压电抗、中压电抗和低压电抗进行计算的基础上，得出各自的标幺值分别是1.208和-0.042以及0.708[3]。
4.结语
综上所述，变电站短路电流计算具有较强的规范性和专业性，需要我们切实掌握各种计算原则、计算内容、计算方式，尤其是在实际计算中，需要结合具体的应用范围来确定其计算的方式，以确保计算的精准性，才能更好地在实践中加强对其的应用。
参考文献：
[1]吕智勇，王东，林楠，魏锟，易新强.高速交错磁极混合励磁发电机直流侧短路电流分析计算[J].电工技术学报，2020，35（11）：2396-2405.
[2]熊友红，邱军，赵建刚，程刚，邬守鑫.短路电流计算在电力系统事故分析中的应用[J].冶金动力，2020（03）：8-10+29.
[3]张智勇，常鹏，李阳，余金，赫冲.变电站短路电流计算及应用[J].电气时代，2018（06）：80-82.