摘要：短路电流计算在电力系统设计中有重大的作用,对电气设备的选择具有重要的意义,同时在电力系统的最大运行模式下和最小运行模式下的短路电流大小对继电保护设定值值也有重要的参考。
关键词：短路电流；校验；保护
前言
本文编写的目的是为从事海上油气田开发工程电气专业设计的工程技术人员在进行海洋工程电力系统设计时提供参考，它将从海洋工程设计的角度出发,介绍电气专业进行短路电流计算的方法和步骤，以及电气设备选型时应注意的事项等方面的内容。
一、短路电流产生的原因
海上油气田开发工程设施上电力系统正常运行情况的破坏，大多数是由于短路故障所引起的，产生短路故障的主要原因是：（1）电气设备的载流部分的绝缘损坏，这是由于绝缘的自然老化和机构损伤所引起的；（2）在海上油气田的事故中电气设备受到严重的冲击而造成的短路故障；（3）误操作引起的短路故障。
二、短路电流产生的危害
当电力系统发生短路故障时，网络的总阻抗减少，短路点及其附近各支路的电流较正常运行时增大；系统中各点的电压降低，离短路点越近电压降低越严重。三相短路时，短路点的电压可能降到零。因此可招致下列严重危害：
元件发热，由于发热量与电流的平方成正比，所以强大的短路电流将引起电机，电器及载流导体的发热。由于短路电流很大，即使流过的时间很短也会时这些元件引起不能允许的过热，造成设备损坏。
短路电流引起很大的机械应力，造成电流流过导体时产生的机械应力与电流的平方成正比。短路故障刚发生的瞬间，电流达到最大值（既所谓冲击电流），这时机械应力最大。如果导体和它的固定支架不够坚韧，会使电气设备遭到严重的损失和破坏。
短路时电压降的很低，可使运行中的电气设备的工作受到破坏，例如：感应电动机，其转矩与外加电压平方成正比，当电压降很多时，转矩下降的很多无法带动机械设备工作，而使电机停转。
严重的短路故障必将影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失步，破坏整个电力系统的正常运行。
三、短路电流计算的目的
因此，为确保海上油气田的正常生产和生活，在进行海上油气田开发工程设施的电力系统的设计，配电装置的选型，开关装置的整定及校验时，必须对电力系统中各点的短路电流进行计算和核实。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆短路电流计算的主要目的是：
（1）校验开关装置切断短路电流的遮短容量（断流容量）；
（2）校验继电保护设定值的整定；
（3）校验开关装置和汇流排等电气设备的热稳定性；
（4）为电力及配电装置内的断路器，熔断器和开关等进行选择性保护的框架电流值和整定值提供基础数据。
四、短路电流计算的方法
电力系统短路电流的计算方法很多，海上油气田开发工程设施上的电力系统的短路电流计算最常用的方法是IEC 60363“船舶电力系统断路器额定断路容量的估算方法”和IEC 60909“三相交流系统的短路电流计算”。由于海上油气田开发工程设施上的电力系统主要以发电机作为主电源，不是无穷大电网，所以，在进行短路电流计算时，要考虑发电机阻抗的影响，在这方面它与船舶电力系统是一致的，因此在计算时可以选用船舶电力系统的短路电流的计算方法，即：IEC60363号出版物中推荐的作法。但是由于海上油气田开发工程设施上电力系统的发电机组的容量大，机组多，供电范围广，而且电压等级也远远大于船舶电力系统的电压等级。因此，海上油气田工程设施电力系统的短路电流计算通常采用IEC 60363号和IEC 60C909号两个出版物推荐的作法同时进行计算。并将两个不同标准计算的结果进行比较，然后选取相对合理的短路电流值，作为配电装置选型的依据。需要特别注意的是：无论采用哪种方法进行的计算，其共同的特点都是采用近似的计算方法。
五、利用“电力系统计算分析”软件进行短路电流计算的步骤和方法
利用计算机计算和分析以后，只需按照应用软件使用说明书的操作步骤，或者利用软件上的屏幕菜单的提示就可以在较短的时间内完成整个电力系统的分析和计算工作。无论采用哪一种软件计算，它们的计算步骤，命令的选择及参数的输入基本上都差不多。
计算和分析的主要步骤：
（1）电力系统计算和分析的软件ETAP打开之后，首先绘制电力系统单线图，绘制方法屏幕菜单和操作手册中都有详细的描述；
（2）输入主要电气设备（主发电机，电力变压器，海底电缆和主要电气设备的动力电缆等）的技术参数；
（3）选择计算方法：IEC60363或IEC60909；
（4）打印并获取计算结果。
六、结束语
随着计算机技术的发展，电力系统的短路电流计算几乎都是使用计算机来完成的。使用电力系统计算软件进行电力系统的设计和分析的主要优点是：采用通用数据库的手段，将全部计算和分析由一个单一系统的模块来完成，这样可大大减轻数据重复录入的繁琐工作，避免潜在的数据录入错误；另外，在数据的录入过程中，编辑器随时可以检测各类数据是否符合电力系统设计的要求。如有错误能及时发出警告和提示错误信息，从而提高了电力系统计算和分析的准确性，节省了大量的时间和资金。
参考文献：
[1]刘屏周 工业与民用供电设计手册
[2] ETAP软件的操作手册。
[3] 美国雪夫龙公司.海上油气工程设计实用手册.
论文作者:司良勇
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年10期
论文发表时间:2019/10/30
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