刘伟华
中煤科工集团北京华宇工程有限公司 北京 100000
摘要：变电站短路电流的计算，可以为变电站运行方式的制定、电气一次系统设计、断路器等高压电气设备的选型、继电保护整定等环节提供依据。本文以小保当二号煤矿110kV变电站为例，对变电站短路电流的计算进行了研究探讨。
关键字：变电站设计；电气一次设计；负荷计算；短路电流计算
1矿井电源点选择
根据《榆神矿区(深部区)三期总体规划》，小保当二号煤矿两回电源一回引自锦界110kV变电站，另一回引自柠条塔110kV变电站。
根据陕西小保当矿业有限公司与陕西省地方电力(集团)有限公司榆林电力分公司签订的《长期供用电协议》小保当二号煤矿两回电源一回引自锦界110kV变电站，输电线路为JL/G1A-300/36.3km；另一回电源引自柠条塔110kV变电站，输电线路为JL/G1A-300/48.3km。
2负荷统计
小保当二号煤矿设计能力为1500万吨煤/年，煤矿及选煤厂电力负荷如下：
设备总台数： 1566台
设备工作台数： 1512台
设备工作容量： 67056kW
有功功率和无功功率分别计入0.9和0.95的重合系数后，小保当二号煤矿110kV变电站10kV母线上计算负荷为：
有功功率： 60350kW
无功功率： 34348kvar
视在功率： 67057kVA
功率因数(考虑低压、井下无功补偿后)： 0.87
3输电线及变电站设计
3.1输电线路设计
根据榆林电力设计院2013年8月完成的《锦界110kV变电站及柠条塔110kV变电站至小保当煤矿110kV专用供电线路施工设计》，锦界110kV变电站至小保当110kV变电站的110kV输电线路，利用8km原有线路，新建28.3km线路，并采用JL/G1A－300钢芯铝绞线；柠条塔110kV变电站至小保当110kV变电站的110kV输电线路，利用20km原有线路，新建28.3km线路，并采用JL/G1A－300钢芯铝绞线。同时两回线路均采用铁塔架设。
3.2变压器容量选择
变电站内装设三台110/10kV，50MVA的变压器。在矿井基建后期及生产初期时装设两台，两台变压器一台工作一台备用，变压器最大负荷率80%。待矿井正式达产后，负荷增加时，适时再装设一台，三台变压器两台工作，一台备用，变压器最大负荷率67%。
3.3主接线方式选择
由于煤矿对供电连续性要求较高，变电站110kV侧不允许停电检修断路器及母线，故110kV侧采用双母线分段方式接线。
由于矿井一二类10kV负荷均为双回线路供电，电源引自10kV侧不同母线段，一段母线或断路器停电检修时，10kV电源可引自另外一段母线或断路器，故采用单母线分段方式接线可满足要求。同时由于矿井10kV出线较多，若采用双母线接线方式，主接线及继电保护将非常复杂，故10kV侧采用单母线分段方式接线。[1]
4短路电流计算
4.1短路计算过程
小保当110kV变电站两回电源一回引自锦界110kV变电站，输电线路为JL/G1A-300/36.3km；另一回引自柠条塔110kV变电站，输电线路为JL/G1A-300/48.3km。
采用标幺值计算方式，系统参数基准容量Sj=1000MVA，110kV侧基准电压Uj=115kV，10kV侧基准电压10.5kV。
(1)系统最大运行方式下，锦界110kV变电站110kV出口处系统阻抗0.059Ω，锦界110kV至小保当110kV输电线线路长度36.3km，小保当110kV变压器分列运行。由于短路时回路总电阻小于总电抗的1/3，故忽略掉电阻，只考虑电抗。短路电流计算路如下：
系统阻抗：Xs=0.059Ω
架空线电抗有名值：
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(2)系统最大运行方式下柠条塔110kV变电站110kV出口处系统阻抗0.041Ω，柠条塔110kV至小保当110kV输电线线路长度48.3km，小保当110kV变压器分裂运行。短路电路中总电阻小于总电抗的1/3，故忽略掉电阻，只考虑电抗。短路电流计算路如下：
系统阻抗：Xs=0.041Ω
架空线电抗有名值：
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短路电流计算系统图及等值阻抗图见图4-1。
图4-1短路电流计算系统图及等值阻抗图
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4.2短路计算结果
小保当二号煤矿110kV变电站110kV母线上最大三相短路电流为3.24kA(K1点，引自锦界110kV变电站)，短路容量为645.34MVA；10kV母线上最大三相短路电流为15.07kA(K2点，引自锦界110kV变电站)，短路容量为273.75MVA。
5结语
本文结合小保当二号煤矿110kV变电站短路电流计算的实际设计经验，以此展开了分析研究，可为今后类似工程提供参考。
参考文献
[1]姜威达.66kV岔鞍智能变电站二次系统设计研究[D].大连理工大学，2018:21-23.