所謂短路電流，是電力系統(tǒng)設(shè)計里的一個重要參數(shù)值，指的是電力系統(tǒng)在規(guī)定的運(yùn)行方式下，關(guān)注點(diǎn)發(fā)生短路時的電流。它其實(shí)是一個矛盾值，它既反映了電力系統(tǒng)互相聯(lián)系的緊密程度和穩(wěn)定性（短路時，與關(guān)注點(diǎn)任一聯(lián)絡(luò)線都會為這點(diǎn)貢獻(xiàn)短路電流），也反映了該點(diǎn)發(fā)生短路時，短路電流的大小。短路容量小，系統(tǒng)不穩(wěn)定，聯(lián)絡(luò)不強(qiáng)；短路容量大，短路電流超標(biāo)，設(shè)備代價昂貴，控制措施復(fù)雜。

　　目前在電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)越來越緊密的今天，短路電流超標(biāo)是一個非常大的問題，是電力系統(tǒng)分析計算，方案設(shè)計的重要約束條件。（短路電流是電網(wǎng)設(shè)備選型基本條件：主要是斷路器遮斷電流，220kV目前主流為50kA，500kV主流為63kA，短路電流超出遮斷容量意味著安全隱患，故電網(wǎng)短路電流數(shù)據(jù)的提高意味著不滿足要求的設(shè)備要予以更換，不僅造成電網(wǎng)投資的重大浪費(fèi)，而且危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行）

　　一、短路電流的影響因素

　　發(fā)電機(jī)對短路電流的影響

　　根據(jù)相關(guān)計算和研究，300MW、600MW機(jī)組接入220kV系統(tǒng)，對附近母線提供的短路電流分別為2kA、4kA；600MW機(jī)組接入500kV系統(tǒng)對附近母線提供的短路電流為2kA。下圖為某1000MW機(jī)組接入某500kV系統(tǒng)后對短路電流的影響。

　　降壓變對短路電流的影響

　　1）不同短路阻抗的500kV降壓變對220kV側(cè)短路電流的影響

　　若將2臺短路阻抗均為12%的變壓器換成短路阻抗為15%的并列運(yùn)行，則其對220kV母線提供的短路電流將降低3~5kA；若換成短路阻抗為20%的并列運(yùn)行，則可降低7~11kA。新建或擴(kuò)建的500kV變電站選擇高阻抗變壓器可有效降低220kV短路電流。（高阻抗壞處在于網(wǎng)損大，運(yùn)行效率滴）

　　2）不同主變配置（短路阻抗為15%）對220kV側(cè)短路電流的影響

　　當(dāng)500kV側(cè)短路電流為60kA時，3臺750MVA、3臺1000MVA、3臺1200MVA主變并列運(yùn)行時向其220kV側(cè)提供的短路電流分別達(dá)到29kA、35.8kA、40.7KA；四臺可分別達(dá)到36.7kA、45kA、50.6kA。所以在一座500kV變電站有3~4臺主變后一般考慮分母降低其220kV側(cè)短路電流。（下表為實(shí)際工程中計算分析得出）

　　二、降低短路電流的措施

　　500kV層面短路電流解決措施

　　1）變電站母線分段運(yùn)行。不同變電站出線連接于不同母線上，減少線路之間的電氣聯(lián)絡(luò)，目前實(shí)際生產(chǎn)過程中經(jīng)常采用此種措施限制短路電流，效果較好，但分母運(yùn)行帶來的是供電可靠性的降低，需權(quán)衡考慮。以下即為荊門特高壓500kV側(cè)分母運(yùn)行方案，效果很好，但由于影響可靠性，且特高壓安全非常敏感，所以一直不能實(shí)施。

　　2）線路加裝串聯(lián)電抗器。舉例說明：8Ω的串聯(lián)電抗器阻抗標(biāo)幺值為0.0032，相當(dāng)于50km導(dǎo)線型號為4×LGJ-500的線路，拉長電氣聯(lián)絡(luò)，降低短路電流。這個措施目前在上海的500kV黃渡-泗涇線路已經(jīng)實(shí)施，三峽近區(qū)的一些重要線路也將實(shí)施此類工程，其中有項可研為本人負(fù)責(zé)，也去500kV泗涇變考察過，感覺這個措施屬于治根不治本，可以滿足階段性要求，但存在很多問題，比如會增加網(wǎng)損，還會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且無功的需求也會增加，特別是考慮N-1的時候。

　　3）500kV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這類措施不太好深入探討，依賴于實(shí)際情況和分析計算。

　　220kV層面短路電流解決措施

　　1）分區(qū)分片運(yùn)行。分片分區(qū)是降低短路電流最直接、最有效的措施。以北京電網(wǎng)為例：主要以2~3個500kV變電站的一段220kV母線為中心，將220kV電網(wǎng)劃分為幾個區(qū)，形成以相鄰的500kV變電站的220kV母線為供電中心的雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，各分區(qū)電網(wǎng)之間在正常方式下相對獨(dú)立，各分區(qū)220kV電力可互相支援，滿足500kV主變和220kV線路穩(wěn)態(tài)N-1、N-2的要求。上海電網(wǎng)思路與此不同。

　　2）其他措施。比如高阻抗設(shè)備，線路調(diào)整，220kV分母運(yùn)行等，也是有效手段，但是不如分區(qū)分片運(yùn)行，來的根本，所以電網(wǎng)220kV層面分區(qū)分片運(yùn)行及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)分析優(yōu)化，是限制短路電流的根本措施，也是目前各個省公司重點(diǎn)開展的工程依據(jù)。

　   三、國外限制短路電流的措施

　　三相短路電流：短路電流水平較高的國家如德國、法國等都采取了在發(fā)生故障時快速解列，將母線分段來限制短路電流值。母線解列措施雖然簡單易行而且效果顯著，但一般只在必要時才采用，因為它可能降低系統(tǒng)的安全裕度，限制運(yùn)行操作和事故處理的靈活性。國內(nèi)比較注重安全，所以用的不多，其實(shí)也就是一個思路的問題，個人覺得是比較不錯的措施。

　　單相短路電流：單相接地短路電流的大小，主要和系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式及回路的零序阻抗有關(guān)。法國采用變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地的方式，德國不采用自耦變壓器作為系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)用來限制單相短路。有些國家110kV及以上電壓電網(wǎng)中的變壓器中性點(diǎn)全部直接接地，造成系統(tǒng)的單相接地短路電流大于其三相短路電流，如英國、俄羅斯都是。還有一些國家如美國在有些電力系統(tǒng)中將系統(tǒng)內(nèi)一部分大容量的Y/Y/△（500/230/35kV）自耦變壓器的△側(cè)開口運(yùn)行以增加變壓器的零序阻抗。但不少國家則認(rèn)為這樣作對運(yùn)行不利。葛洲壩大江電站的發(fā)電機(jī)變壓器組主變壓器500kV側(cè)中性點(diǎn)設(shè)計安裝了經(jīng)小電抗接地，既解決了單相接地短路電流過大的問題也解決了水電廠機(jī)組多，運(yùn)行方式變化大，系統(tǒng)接地短路電流變化過大，使接地保護(hù)整定困難的問題。

　　四、短路電流與分區(qū)供電詳述

　　比較詳細(xì)的計算分析過程總結(jié)。

　　模型和假定

　　對于“獨(dú)立分區(qū)”電網(wǎng)，可以簡單的以下圖來模擬。線路XL代表地方電廠至分區(qū)500kV變電站的等值線路；S1..S4代表500kV變電站中配置同類型或者不同類型的變壓器。

　　對于“互聯(lián)分區(qū)”電網(wǎng)，可以用下圖的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來模擬。圖中元件的意義與上圖相同。