关于电网短路电流问题以及限制短路电流的改进措施

关于电网短路电流问题以及限制短路电流的改进措施

王淑婷，蒋红音

国网太原供电公司，山西省太原市， 030012

摘要：在电网运行过程中，往往由于这样或那样的原因，导致电网短路的情况时有发生，而这就会导致电网内的短路电流迅速的增大。所以本文从短路电流给我们带来的危害分析入手，提出了国内电网短路时的具体的电流限制措施。希望通过本文的论述，更好地促进国内电网安全高效的运行。从而为广大电力用户提供更加优质高效的电力服务。

关键词：国内电网；短路；危害；电流限制

在国内电网运行过程中，针对短路时的电流较大而带来的诸多危害，我们必须切实加强对其的分析，并针对性的采取措施，切实强化电流限制工作的开展，加强电流限制技术的应用，从而更好地确保整个电网运行的安全性和高效性。以下笔者就此展开分析。

1.带来的危害分析

①增加建设成本和费用。电网短路时所产生的电流量较大，因此会对电气设备造成巨大的损坏，这也要选用质量和遮断容量更大的电气设备，因此会增加整个电网的建设成本。②通信线路的运行受到影响。电网短路会使得电流量迅速增加，这时对于单相接地短路的电流量也会相应的增加，在不平衡电流中会产生磁通现象，这样就会导致周围的电路出现巨大的电动势，从而给当地的通信线路正常运行带来巨大的危害。③人畜安全受到影响。电网短路会产生巨大的电流，进而导致线路周边的接触电压和跨步电压迅速增加，从而对周围人畜的安全造成巨大的威胁。④架空线路损坏严重。电网短路产生的巨大电流会严重损坏绝缘子，并且对电缆的正常运转造成巨大的负面影响，同时架空线路的故障排除难度较大，因此会对电网供电的稳定性和可靠性造成不利影响。⑤主变压器的安全运行受到影响，安全隐患较多，甚至出现安全事故。电网中的馈线短路电磁力会对电气设备产生积累性的危害，这样就会使得整个电网线路的安全隐患增多。

2.电流限制应采取的相关措施分析

2.1电网运行始终坚持分区域、分层次的原则

为了提升电网短路时的电流限制水平，保证电网运行的安全性和可靠性，就必须对电网运行实行分区域、分层次的管理，这就需要有关部门做到以下几个方面：第一，对各网络层次进行明确的划分，并且以文件的形式加以体现，这样可以提高事故处理的效率；第二，持续提高电网的供电的可靠性，这可以对输电线路采用高一级电压的方式；第三，利用分层分区域管理的方式逐渐代替高低压之间的电磁环网运行，从而确保输电线路的容量能够满足实际的需求。

2.2升高电压等级，致力于电网等级协调发展

升高电压等级也是电网短路电流限制的重要手段，这主要是需要根据电网系统中机组容量的实际大小来确定相应的电压等级，因此工作人员首先应该确保机组容量的大小数据的准确性，而且还应该避免出现机组容量和电压等级不匹配的情况，例如大机组容量与低电压等级相匹配、小机组容量与高电压等级相匹配，这些情况都会对电网的正常运行带来巨大的负面影响。

2.3优化运行方式，多母线分列或分段的运行

电网系统中采用多母线分列或者是分段运行可以在很大程度上保证系统运行的裕度，同时母线的分列或分段运行还能够确保电网系统供电的稳定性，为了确保电网运行的安全性水平，工作人员应该在母线断路器上装设自动快速解列装置，这样就可以在电网发生故障时，自动快速解列装置能够及时将母线断路器快速断开，从而确保电网的安全性。

2.4致力于直流送电技术应用成效的优化完善

对直流输电技术的应用也会一种短路电流限制的重要措施，因为短路电流所产生的电流多为无功电流，而直流输电具有一个显著的特点，那就是不输送无功功率，因此可以在很大程度上限制电网短路电流，从而提高电网运行的安全性和可靠性水平。

2.5切实加强有关电抗设备的应用

2.5.1限流电抗器

限流电抗器在电网短路电流限制中发挥着巨大的作用，特别是在长距离输电线路中应用的更为广泛，一般情况下限流电抗器需要在输电线路中安装串联电抗器，并且还应该在母线上装设分段电抗器，进而使得输电线路阻抗增大，从而达到限制短路电流的目的。

2.5.2高阻抗设备

高阻抗设备主要应用在发电机、变压器等设备之中，主要目的是为了限制短路电流，从而确保电气设备的正常运转，保证电网供电的可靠性。高阻抗设备的应用能够使得发电机的励磁机容量和设备体积减小，进而达到限制短路电流的目的，而对变压器来说，则可以在很大程度上限制短路电流，从而降低短路电流对通信线路的危害程度，并且确保电网运行的安全性水平。此外，对于大容量的主变压器进行保护时，主要是切除大容量变压器低压侧近距离单相故障，这就需要在不接地系统中加装接地变，人为制造中性制造出中性点并通过电阻接地，同时与保护装置配合切除故障，也就是利用接地变及其成套装置加强对其的处理，也能有效的对短路电流进行限制，进而避免其给变压器的运行带来影响。

2.5.3小电抗接地

（1）注意事项

在采用小电抗接地措施来限制短路电流时，工作人员需要注意以下几个问题：首先在500kV电网系统中，变压器中性点必须采用直接接地或经小电抗接地的方式；其次将小电抗的阻值控制在一定的规定的范围之内，并且根据电抗的实际通流容量和耐压水平来确定阻值的范围；最后工作人员还应该确保避雷器电压等级符合规定的要求，对于额定电压等级的确定需要充分考虑到电网设备运行的安全性。

（2）局限性

小电抗接地的措施虽然能够在很大程度对电网短路电流进行限制，但也具有一个显著的缺陷，那就是小电抗接地只会对局部的单相短路电流有限制功能，但是对于三相短路电流的情况，这种措施就无法实现对短路电流的限制，此时就需要采用更加优化的网架结构，以确保对短路电流的有效限制。

（3）优化思路

在实际的变电站设计和建设时很多施工企业并没有考虑到长期情况，这就导致在后期加装小电抗工作的难度增加，具体的表现为空间和场地受到很大的限制，从而无法充分的发挥小电抗接地对短路电流的限制作用。因此工作人员应该采用优化的网架结构，并且还应该对主变系统进行适当的改造，以更好地适应时代发展的客观需要。

2.5.4FCL限流器

4FCL限流器的应用能够在很大程度上提升电网短路电流限制的水平，并且还可以将系统的阻抗水平控制在一定的范围之内，因此4FCL限流器在实际的应用过程中能够发挥更好的电流限制效果，为了保证4FCL限流器更好地发挥电流限制的功能，工作人员就必须确保超导故障电流限制器、用电力电子器件实现的FCL、用放电间隙法实现的FCL和用限流熔断器实现的FCL等关键技术的应用符合规定的标准。

2.5.5微机保护装置

微机保护装置在电网短路电流限制中也发挥着重要作用，这种装置能够在50ms断开故障回路，这样就可以在很大程度上降低导体和设备承受的短路电流冲击，进而实现对电网短路电流的限制，此外在实际的应用过程中还可以采用静止无功发生器或统一潮流控制器等设备来提高电网短路电流限制的水平。

3.结束语

综上所述，在国内电网中，短路虽然随着现代电力技术的发展而使得其发生率在不断的降低，但是也会出现电网短路的情况，由于因此引发的电流增大使得其给电网的安全高效运行和人员的生命财产安全受到严重的威胁，因而在电网运行中，应始终坚持分区域、分层次的原则，通过升高电压等级，致力于电网等级协调发展，致力于直流送电技术应用成效的优化完善，切实加强限流电抗器、高阻抗设备、小电抗接地、FCL限流器、微机保护装置等有关电抗设备的应用，才能更好地确保电网安全高效的运行，尽可能地降低危害降低，确保其得以安全高效的运行。

参考文献：

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