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摘要：实践研究表明，为了使整个电力系统更加安全、稳定运行，就必须要对限制短路电流控制措施进行科学有效应用，完善变电站设计的各个环节，确保各设备选型合理。只有这样，才不会影响设备安全稳定运行。基于此，本文主要对短路电流大幅度增加的潜在危害，采用限流措施的原因进行了分析，并提出了相应的限流措施。
关键词：变电站；电气设计；限流措施；合理采用
前言
随着社会经济的快速发展，人们的生活质量水平也得到了显著提高，由此使得整个电力系统在国民经济体系中的重要作用逐渐凸显出来。变电站作为整个电力系统运行的重要组成部分，其电气设计的质量会影响整个变电站的工作效率。针对变电站运行阶段时常发生的短路问题，出于对变电站安全、稳定性等方面的考虑，就必须要在短路电流不断地增加过程中，对限流措施进行有效应用。
1 短路电流大幅度增加的潜在危害分析
从传统的变电站设计角度看，由于变电站电气在设计时，并未采取有效的限流措施，使变电站在运行时，短路电流大量增加。从而引发如下问题：（1）会增加电气设计过程中的投资费用。也就是在短路电流持续增加的条件下，就必须要对关断路设备进行有效选择，重视设备遮段性作用，从而增加了投资费用；（2）会提高系统相关故障点的破坏水平。随着短路电流的不断增加，故障点的破坏水平提高，造成了非常严重的熔断问题。与此同时，若采用埋电缆线的方案，修复损坏的电缆线需要花费很长的时间，停电事故时间和范围也会随之增加；（3）会危害通信线路。若短路电流增大，在短时间内，不平衡电流就会产生磁通，并出现电动势，从而影响变电线路周围的信号系统[1]。
2 变电站电气设计中需要采用限流措施的原因
2.1 控制短路电流的产生
通常情况下，出现短路电流都会有电弧产生，若产生电弧会损坏故障元件，严重的情况下，还会危害周围的人或物。最重要的一点是，若短路电流经过某段导体，这部分导体就会迅速发热，设置融化，从而损坏绝缘层。同时，若电流短路现象十分严重，还会影响整个系统的电压，特别是在短路电处的电压下降速度会非常快，从而会影响这条线路上的用户正常用电[2]。
2.2 电气设备选用不当
目前，很多电气问题的发生都会电气设备选用不当有着直接的联系。在选择电压电气设备时，要对电气和电气设备间的联系和区别进行全面考虑，在一些特殊情况下，部分电气设备能够相互替代，如在通断电流非常小的情况下，可以利用中间继电器来替代接触器启动电动机。但是，如果有些电气设备负载大，是无法互相替代的，如处在微机控制条件下，要想将弱强电控制电路有效分离开来，千万不能使用同一根零线或地线，否则会造成电源干扰。同时，像照明、报警电路等的电压要控制好，必须要采用36V以下的电压[3]。
3 变电站电气设计中限流措施的应用分析
为了有效解决短路电流大幅度增加的问题，就需要引入限流措施，在对变电站电气设计中，必须要从以下几方面内容入手：
2.1 实现变压器运行分列性
以10KV电压等级变电站为例：采用母线分段运行体制，使母线线路短路电流只经过一台变压设备，从而减少母线短路电流。但是，在使用该种方案时，都会出现一些问题，即在变电站运行过程中，若某台设备出现故障，在分段器设备正式工作前，母线线路就处在停止供电的状态。但是，可以引入自投装置解决这一问题。
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2.2 设置电抗器装置
在设计变电站电气时，可以通过设置电抗器装置，达到降低短路电流参数的作用，使电流控制在合理的范围内。但是，采用该种方案也有其不足之处，会增加变电站配电楼的建筑面积，不利于经济效益的有效提升[4]。
（1）安装串联电抗器
可以在变压器低压回路中安装串联电抗器，以此控制短路电流。串联电流可以有效控制短路电流，使变电站能够正常工作。但使用该种方式也有一些不足，在设置该电抗器时，必须要扩大配电楼的控制，从而增加变电站的成本投入，设设备程序也更为复杂。
（2）选择具备高阻抗性质的变压器设备
可以选择设置高阻抗性质的变压器设备，提高整个系统短路线路电流水平，以免周围通信线路对去造成影响，但是，该种设备费用高，在初期阶段资金不足是需要解决的重点问题。所以，在后续的实践研究过程中，还必须要加大对这内设备的技术开发和研究力度，不断地减少设备投入费用，从而提高限流措施的应用效率[5]。
（3）设置出现电抗器装置
若出现短路电流很大的问题，则上述方式都无法满足电力要求，这时，就可以设置出现电抗器装置，来控制短路电流。值得注意的是，在采用该种限流措施时，配电楼设置非常关键，一般为两层层高，且在该种方案下，需要投入的成本大，所以，变电站电气设计时，必须要根据实际情况，进行灵活的设计和选择。
2.3 加装故障限流器
加装故障限流器能够控制短路电流，其主要是串联电抗限流器，优化和改进电力电子技术，在系统顺利运行时，将电阻值设置为0；在系统出现断路问题时，立即输入指定电抗值来限流。采用该种方式可以有效解决短路电流问题，并且不会影响母线电压。目前，一些新型的故障限流器已成为了人们研究的重点，如液态金属限流器、PTC限流器等等，虽然，还未在工程实际中得到应用，但是，关于这些故障限流器的理论研究已取得了一定的进展，采用新技术融合的方式是解决这一问题的有效方式[6]。在设备故障限流中，使用最多的方式就是串联电抗器及高短路阻抗器，前者广泛运用于高压、中压、低压各种短路电流控制中，后者也是一种非常有效的控制电流设备，但这两种方式有其不足之处，即增加网损，影响电压稳定性。通过对各设备可靠性、电路控制效果等方面因素的分析，设置串联电抗器优势更加突出，仍是解决目前电网短路电流问题的有效途径。
3 结束语
总而言之，变电站在整个电力系统运行中占据着非常重要的位置，随着社会的不断发展变革，在今后的发展过程中，其作用性更加突出。短路电流是变电站运行中的阻碍影响，因此，变电站应该采用限流措施，控制短路电流，减少变电站成本投入。
参考文献：
[1]何玉赞,温增银,汪馥瑛,等.电力系统限流控制措施分析[J].武汉:华中理工大学出版社, 2014(12):!28-136.
[2]谢英祥,赵新亮,等.浅析变电站电气设计需要合理选用限流方式[J].广东电力, 2015(26):228-236.
[3]陈怡静,黄明祥,等.宁夏电网短路电流水平剖析和限流办法研究[J].动力工程设计,2016(15):108-115.
[4]周明辉,李银武.110KV变电站主接线设计研究[J].北京电力高等学校学报,2016(14):338-346.
[5]徐志明,刘慧祥,王明英,等.关于电动机保护与控制回路电气设计有关问题分析[J].建筑电气,2015(36):432-436.
[6]关志兵,周顺耀,刘明和,等.关于220V变电站限流电抗器配制方案研究[J].城市建设理论研究:电子版,2016(19):321-329.
作者简介：
谢燊（1988.08.04-）；男；福建安溪；汉；硕士；工程师；建设部项目管理中心项目经理；国网厦门供电公司；研究方向：工程项目管理，电网建设。
论文作者:谢燊
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/17
标签：变电站论文; 电流论文; 设备论文; 措施论文; 电压论文; 母线论文; 电气设计论文; 《河南电力》2018年4期论文;