随着电网规模的扩大，电力系统短路电流水平不断提高，而限制短路电流的措施受各方面因素影响，往往滞后于电网运行的需要。通过调整电网运行方式，可以作为限制短路电流的有效
4006-054-001 立即咨询发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
【摘要】随着电网规模的扩大，电力系统短路电流水平不断提高，而限制短路电流的措施受各方面因素影响，往往滞后于电网运行的需要。通过调整电网运行方式，可以作为限制短路电流的有效过渡措施。本文以某地区220千伏电网为实例，分析比较各项调整电网运行方式对短路电流的影响，为限制短路电流开拓思路。
关键词：短路电流、三相短路、运行方式、限制措施。
Abstract: With the expansion of the grid-scale power system, short-circuit level of continuous improvement has been improved, and measures to limit short-circuit current by the influence of various factors, often lags behind the needs of the grid operation. By adjusting the operation mode can be used as an effective transition measures to limit short-circuit current. 220 kV power grid in an area as an example, analyzes compare the adjustment of the network operation mode short-circuit current, and to explore new ideas to limit the short circuit current.
Key Words: short-circuit current, three-phase short circuit, operation restrictions.
中图分类号： TN625 文献标识码：A 文章编号：
WU Bin ,WU Zhi-dong
(Zhengzhou Power Supply Company,Zhengzhou 450006,China)
Abstract：The expansion of the grid, continuous improvement level of power system short-circuit current, and various factors of restrictions short-circuit current, all above tends to lag behind the power grid needs. Adjusting the operation mode can be used as effective transitional measures to solve the problem caused by limit short-circuit current. Taking regional 220 kV power grid as an example, this essay will analyze and compare different effects to short-circuit current based on adjusting various operation mode, and also open up ideas to restrictions of short-circuit current.
Key words：Short-circuit current, three-phase short circuit, operation mode, restrictions
1 短路的一般概念
短路是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。发生短路时，系统从一种状态剧变到另一种状态，并伴随产生复杂的暂态现象。电力系统正常运行的破坏多半是短路故障引起的。
1.1 产生短路的原因
(1)元件损坏。例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路;
(2)气象条件恶化。例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路或设备导线覆冰引起电杆倒塌;
(3)违规操作。例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等;
(4)其他。例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
1.2 系统短路的类型
电力系统中常见的短路形式有三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。
电力系统的运行经验表明，各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机率最小。
三相短路虽然发生的机率较小，可是一旦出现，会对系统造成严重的后果，所以应对三相短路的研究给予足够重视。在进行电网短路分析时，应以设备三相短路时系统是否稳定作为判断的依据。因此，对三相短路电流的研究是有其重要意义的。
2 限制短路电流措施
措施1：加装限流电抗器。
措施2：更换开关，提高开关额定遮断容量。
措施3：减少电网电磁合环运行，尽量打开电磁环网运行方式。
措施4：调整运行方式(如停机、停线、停运主变、母线分裂运行等)。
上述措施1、2往往受项目立项，基建、技改工程施工进度等等方面的影响，投运往往滞后电网运行需求，措施3受制于网架结构是否完善，电网是否具备电磁环网打开条件限制而得不到实施。特别是对于急于投运的大电源(单机容量较大的机组或500千伏联变等)，投运后虽然提高电网供电能力，但是同时带来地区电网短路电流水平超标情况，而相关控制措施的投运却远远滞后。因此，需要通过措施4调整运行方式来控制短路电流，作为设备升级前和网架结构完善后电网具备开环运行前的过渡措施。但各种方式的措施应灵活掌握，根据电网实际运行状况，合理实施。
3 调整运行方式限制短路电流实例分析
以某地区220千伏电网为实例，通过采用停机、停运500千伏主变、停运敏感线路和母线分裂运行等等调整运行方式手段来限制短路电流措施，分析如下：
为某地区220千伏电网网架结构图，变电站A、B、C、D是该地区的4座500千伏变电站，每座变电站的两台500千伏主变均并裂运行，地区内1台60万千瓦机组计划并入变电站B的220千伏母线。
Figure 1: Structure of the 220 kV power grid in an area
3.1 新机投运后，对短路电流的影响
新机组并网前后，500千伏变电站B供电区域内220千伏母线短路电流变化如下：
由上表可知：新投机组停运方式下，变电站B220千伏母线短路电流下降3.05kA，达到49.84kA，低于母线所连开关额定遮断电流50kA，满足运行要求。
4 结论
经过以上分析可知：采用停运500千伏主变、500千伏变电站220千伏分裂运行，停运敏感线路，停运敏感机组等4种方式均可降低母线短路电流，满足运行要求。但各种措施特点不同，具体如下：
1、停运500千伏主变方式，虽然达到降低超标母线短路电流的目的，但由于停运一台500千伏主变，降低了该地区电网供电能力。因此，该方式适合地区负荷较轻，电网供电有充分盈余时采用。
2、500千伏变电站220千伏分裂运行方式，母线短路电流降低最大，是最为有效地降低短路电流措施。但是，由于500千伏变电站220千伏母线分列运行，造成原来并列运行的两台500千伏主变下网潮流不均衡，极端情况下有可能出现并入电厂机组的主变潮流由220千伏向500千伏上送，而未并入电厂机组的主变潮流由500千伏向220千伏下灌，该潮流双倍占用500千伏主变容量，造成500千伏主变容量不能充分利用。同时，造成地区内500千伏变电站A、B、C、D各站的主变潮流变化复杂化。因此，采用此方式，需要充分对地区内500千伏主变进行潮流展开N-1计算分析，确定主变下网稳定极限，避免主变出现过载。
3、停运敏感线路方式，达到降低超标母线短路电流的目的，同时既不降低地区电网的供电能力，又对地区220千伏网架影响最小，是各种方式下最为优化的一种方式。但仍需考虑线路停运后，对地区内局域电网(凤凰、昊元、谢庄)潮流的影响，需进一步对该局域电网展开潮流N-1计算分析。
4、停运敏感机组方式需要限制机组开机，应与机组检修计划相结合。
因此，采用调整运行方式的措施可以限制短路电流，但各种方式的措施应灵活掌握，根据电网运行具体情况，合理采用。
参考文献：
《电力系统分析》(第三版)
何仰赞、温增银著 华中科技大学出版社
刊号：ISBN 978-7-2597-4/TM.81
《现代电力系统分析》
王锡凡、方万良、杜正春著 科学出版社
刊号：ISBN 978-7-03-0111114-2
《电力系统运行技术》
万千云、赵智勇、万英著 中国电力出版社
刊号：ISBN 978-7-5083-5820-8
《电力系统安全稳定导则》
《PSASP-电力系统分析综合程序》-短路计算
作者简介：
武斌(1975-)，男，本科，电力工程师，运行方式技师，长期从事电网调度运行、计划编制、运行方式管理，电力系统稳定分析工作
武志东(1981-)，男，本科，工程师，技师，主要从事电网调度工作。
