（国家电网山东电力公司章丘市供电公司 山东济南 250206）
摘要：在变电站工作中，短路电流的大幅度增加直接影响供电系统的正常工作。为了保证供电系统工作的安全稳定，变电站在电气设计当中，需选用限流办法控制短路电流。不只如此，变电站在停止电气设计时，需对合理选用限流办法，在不影响短路电流控制造用的前提下，尽量俭省资金。
关键词：变电站电气设计；限流措施；合理采用
1 短路电流大幅增加对变电站的影响
短路故障因其类型、发生地点和持续时间等不同，其危害程度也有所不同，可能仅破坏部分区域的正常可靠供电，也有可能越级破坏所接入大区域电网的安全稳定运行。具体来看，短路电流增大的危险后果一般包括以下几个方面。
1.1 投资费用增加
短路电流大幅增加以后，变电站出资费用也会相应增长。随着短路电流大幅增加，变电站当中动、热便会发生不稳定的现象。为了使变电站中的动、热能够更为稳定，变电站便需出资购买遮断电流才能更强的断路器及其配套的电气工具以及设备，变电站的出资费用随之增多。
1.2 人畜容易发生危险
短路电流的增大在发作接地短路问题时，由于系统注入大地的电流过大，将产生强大的地电位回击，增加了系统接地点左近的跨步电压及接触电压，严重威胁人畜的生命安全。
1.3 故障点的破坏性增强
当变电站中的短路电流大幅度增加，架空线路中的故障点便会遭到较为严重的损坏，详细表现于以下几点：首先，绝缘子遭到损伤，导线被熔断，致使架空线路难以持续工作。其次，理地电缆会遭到较为严重的损伤，乃至触及其他电缆，使得其他电缆也遭到损伤。最后，电缆、导线以及绝缘子都遭到不同水平的损伤，使得修理人员需破费许多时间停止修理，停电时间也需延长。
1.4 通信电路受到损害
变电站短路电流大幅增加，并致使线路当中存在不对称短路时，电流之间的不平衡便会形成很多磁通，可以自附近的电路当中感应出电动势，且感应出的电动势较大。此刻，高压电力线路周围的通信线路以及铁道信号系统，尤其是同电力线路坚持平行的通信线路都会受到影响。
2 变电站电气设计需合理采用限流的原因
2.1 控制短路电流的产生
在一般情况下，产生了短路电流就会有电弧伴随着出现，这种电弧非但会造成故障元件本身的损坏，也会对周用的设备和周围的人员产生一定的危害。而且更为重要的是，巨大的短路电流一旦通过一段导体，就会让这段导体大幅度地发热、甚至有熔化的风险，也会造成绝缘层的损坏。而且，大电流的短路也会造成整个系统的电压大幅度的降低，尤其是在短路点附近处的电压下降的更加快，这样就有可能造成这条线路上的一部分用户或者是全部的用户用电不畅。
2.2 电气设备选择不当
当前，许多电气设计问题是因为电气设备选择不当而造成的。在对低压电器进行选择的时候，要特别注意一些电气和电力设备之间的细微区别。有些电气设备在一些特殊的条什下是可以相互进行替代的，比如说在通断电流比较小的条件下，可以使用一些中间继电器来代替接触器进行电动机的启动；但是有的时候，一些电气设备在电动机的负载比较大的条件下是不能够进行互相替代的，比如说在微机控制的系统条件下，要让弱电控制的电路和强电控制下的电路进行分离，特别是不可以共用一根零线或者地线，不然会出现一定的电源下扰。而且比如照明或者是显示电路还有报警电路，都是需要使用36V一下的安全电压的。
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3 10kV系统短路电流的限制措施
3.1 变压器分列运行
变电站若期望降低短路电流，便可经过变压器排列运转进行操控。通常情况下，变电站将10kV母线进行分段，以后依照必定次序依次运转，10kV母线即便发生了短路电流，也只能经过某一台主要变压器。比较两台变压器并联，所发生的短路电流值得到了操控，使得变电站有条件在lOkV侧装置有些轻型电气设备，故障点中的母线可以承载较高的运转电压。但该方法也具有必定的问题，详细如下：首先，变电站运用该方法对短路电流进行操控时，变压器的负荷通常容易出现失衡现象。比较变压器并排运转，变压器排列运转会发生很多的电能损耗。其次，当其中一台变压器出现故障后，分段短路在接通之前，分段母线不得持续供电，使得停电时间被延长。
3.2 安装串联电抗器
变电站可将串联电抗器设备于变压器低压回路当中，以抵达对低压侧短路电流停止操控的目的。串联电抗器能够有效降低短路电流程度，使得短路电流不会对变电站的正常工作形成影响。但该办法也存在问题：串联电抗器的添加使得变电站需拓展配电楼的空间，致使变电站的出资增加，设备程序也变得较为复杂。
3.3 安装高阻抗变压器
变电站可应用高阻抗变压器对短路电流停止操控，作用较为显着，降低馈电线路中短路电流对四周通讯线路构成的危害及干扰，也便于变电站以后对其他电气设备的选用。就如今而言，中国大多数变电站都从国外引入高阻抗变压器，固然作用良好，但购买的费用较高，变电站的建立成本也相应增加。
3.4 换更高开断容量断路器
短路电流超标导致现有断路器开断能力不足，提高断路器的遮断容量是一种对电网的运行特性无影响的最为简单直接的解决办法。对于投运较早的部分变电站，开关设备开断能力较低，通过改造能在短期内有效解决短路电流超标问题。但即使将所有设备更换，仍然会有部分站点短路电流超标。尽管国外部分厂家具备生产遮断容量高达80KA断路器的能力，但实际使用数量还非常少，其安全可靠性有待实践检验。另外，其价格接近于63 KA断路器的2倍，还有可能涉及变电站内大量现有设备的改造或更换，由此引发较大的经济费用。因而，单纯指望提升断路器的遮断容量来解决短路电流过大的问题是不切实际的。
3.5 加装故障限流器
故障限流器是在串联电抗器限流的基础上，依靠电力电子技术进行改进，可实现在系统正常运行时，投入电抗值为0；在系统断路故障时，快速投入指定电抗值进行限流。该措施既能解决短路电流超标问题，又不会对系统暂态稳定和母线电压产生影响，具有很好的应用前景。因而，除了可控串联电抗器，基于超导技术、半导体变流技术、PTC热敏电阻材料等新材料、新工艺的新型故障限流器，已成为当前的研究热点。如超导故障电流限制器、液态金属故障限流器、PTC限流器、应用电磁驱动原理的故障限流器等。这些新型故障限流器尽管在高压电网还未实现工程化应用，但已在基础理论与应用研究方面取得了不少突破性进展，利用新技术的集成与融合将是解决当前问题的一种有效途径。在设备级故障限流措施中，目前采用最多的是串联电抗器和高短路阻抗变压器。串联电抗器广泛适用于高、中、低压系统的短路电流限制，高短路阻抗变压器从工程角度看也是一种具有可行性的故障电流限制设备，但这两种限流方法既要增加网损，又要降低系统的电压稳定性。综合比较设备运行的可靠性、短路电流抑制效果、对电网的影响及工程的可行性等因素，加装串联电抗器具有较为突出的优势，仍是当前大电网工程实际中限制短路电流超标问题的重要技术手段。
4 结语
短路电流会对变电站的运转形成负面影响，所以变电站应活跃采纳方法应对，操控短路电流。但在操控方法的挑选方面，变电站也应做到科学合理，综合思考各方面要素，再决定在电气设计中选用哪种限流方法，以降低变电站的出产成本。
参考文献：
[1]谢应祥.变电站电气设计需合理选用限流办法[J].广东电力，2011（01）：54-56.
[2]陈怡静，黄民翔.宁夏电网短路电流水平剖析和限流办法研讨[J].动力工程，2010（02）：10-14.
论文作者:于菲菲
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/20
标签：电流论文; 变电站论文; 变压器论文; 故障论文; 断路器论文; 系统论文; 母线论文; 《电力设备》2016年第22期论文;