【摘 要】電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的增強和擴大使得電網(wǎng)短路電流問題日益突出，許多輸變電站采取了一些列的短路電流限制并且設(shè)置了保護裝置，但想要進一步提高輸配電系統(tǒng)短路保護效率，維護電網(wǎng)供電可靠性，還應(yīng)該對短路保護方案進行評價。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；短路電流；保護；評價；

隨著經(jīng)濟水平的提高，人們用電負荷增長幅度日趨變大，為了滿足用電市場需求，我國550KV、220KV變電站輸配電網(wǎng)數(shù)量不斷膨脹增長，電網(wǎng)聯(lián)系也變得更加緊密，環(huán)網(wǎng)也不斷增多，整體電網(wǎng)十分密集。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的增強和擴大使得電網(wǎng)短路電流問題日益突出，許多變電站母線短路電流均已超過了限制值。許多輸變電站采取了一些列的短路電流限制并且設(shè)置了保護裝置，但隨著電網(wǎng)的進一步擴大，其限制保護作用將進一步減弱。

一、輸配電系統(tǒng)短路電流限制保護措施

目前在各220kv輸配電網(wǎng)采用的限制短路電流的保護措施可以分為改變輸配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、采用高阻抗變壓器、調(diào)整輸變電運行方式、串聯(lián)電抗器。對于220kv的電網(wǎng)短路電流的限制值按50kA考慮。

（一）改變輸配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對于輸配電系統(tǒng)而言，改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的出發(fā)點在于合理規(guī)劃電網(wǎng)電源接入系統(tǒng)的方式，由于電源接入點的選擇會直接影響到系統(tǒng)短路電流的水平，因此，在規(guī)劃電源接入點的過程中，應(yīng)該注意給電網(wǎng)系統(tǒng)的短路電流留有一定的增長空間，發(fā)電廠以單元式方式接入輸配電系統(tǒng)為最佳，均衡的將電源接入220kv和500kv的各級電網(wǎng)中，尤其的在環(huán)網(wǎng)運行規(guī)劃中，要將大電廠的電源摒除在外，最好不要有直接聯(lián)絡(luò)線。改變輸配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還可以通過發(fā)展更高一級的電壓電網(wǎng)，一方面，發(fā)展更高一級的電壓電網(wǎng)可以提高電網(wǎng)的輸電容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定想，另一方面，當更高一級的電壓電網(wǎng)發(fā)展到一定程度時，低級電網(wǎng)可以進行分層運行，從而能夠起到降低短路電流水平。除此之外，發(fā)展直流輸電也可以從根本上改變輸配電電網(wǎng)系統(tǒng)，直流輸電不輸送無功功率，而短路電流大多是無功功率，因此，這種方法可以起到限制短路電流、增加電網(wǎng)容量的作用。

（二）采用高阻抗變壓器

目前許多輸變電站采用高阻尼抗變壓器控制措施，主要通過提高電廠升壓變的短路阻抗和提高電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)變高中壓阻抗兩種方式。

適當提高新建電廠升壓變的短路阻抗，可從源頭上控制注入電網(wǎng)的短路電流。雖然目前運行的現(xiàn)有主要電廠升壓變壓器阻抗大多按標準配置，但隨著電網(wǎng)新一輪的規(guī)劃工作的設(shè)計改變，許多新建電廠已經(jīng)初步開始嘗試使用使用高阻抗升壓變壓器，但是出于對整個電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性考慮，發(fā)電廠的升壓變壓器的阻抗不宜過高。

（三）調(diào)整輸變電運行方式

為了進一步限制220kv的短路電流，還可以采取調(diào)整輸變電電網(wǎng)運行方式來控制。220kv電網(wǎng)系統(tǒng)短路電流的最大短路點就在500kv變電站的220kv母線上，系統(tǒng)通過500kv主變提供的短路電流占了大部分，基于這種情況，可以采取母線分列運行，增大阻抗，從而起到短路電流限制的目的。還可以采用電網(wǎng)分區(qū)分層運行，也就是將區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)系統(tǒng)按照電壓等級分為若干結(jié)構(gòu)層次，在不同層次上根據(jù)區(qū)域內(nèi)的電力負荷來進行電力供應(yīng)，保證電網(wǎng)的供需平衡，形成分區(qū)供電，同時又降低了短路電流水平。

二、輸配電系統(tǒng)短路保護方案

（一）架空網(wǎng)絡(luò)保護方案

架空網(wǎng)絡(luò)短路保護方案一般采取三級式保護方案，第一層級主變電站出口采用斷路器保護，第二層級主干線配電變壓器保護，第三層級則主要是分支線配電變壓器保護。三級式保護方案的原理在于，當分支線上或者配電變壓器上出現(xiàn)短路電流時，分別由相應(yīng)的保護裝置進行保護動作切除故障，減少因故障引起的停電范圍。在實際保護過程中，三級保護要做到分級的保護動作，必須依靠電流定值之間有效的配合，但一般情況下，配電線路較短，各級短路電流定值差別不大，因此大多數(shù)短路保護是依靠時間級差進行配合的。

近幾年出現(xiàn)的一種俗稱為“看門狗”的自動分界開關(guān)能夠較好的解決這一問題，在許多220kv配電網(wǎng)用戶分支線上獲得了較為廣泛的應(yīng)用。這種分接開關(guān)主要是能夠在檢測到短路電流沖擊后自動分閘，能夠迅速的與下游短路隔離，避免全線停電。

（二）電纜網(wǎng)絡(luò)保護方案

電纜網(wǎng)絡(luò)保護方案一般采取開環(huán)運行方式、環(huán)網(wǎng)結(jié)果，并且不采用重合閘。電纜網(wǎng)絡(luò)的中性點一般采用小電阻接地方式，為了保證其運行安全，還需要配備單相接地短路保護。由于單相接地短路的電流相對較小，對主變壓器的危害較小，因此不會引起電壓的驟降，能夠允許出口電流保護的延時，使得上下級環(huán)網(wǎng)能夠配合保護。

三、輸配電系統(tǒng)短路保護方案評價

配電網(wǎng)保護是避免或者減少故障對用戶供電質(zhì)量影響的關(guān)鍵措施。因此，有必要分析保護方案對供電質(zhì)量的影響，并采用量化指標對其進行評價，這也是能夠更好的保障配電網(wǎng)保護效率的解決方法之一。

（一）評價標準

根據(jù)配電網(wǎng)保護的主要目的及其作用，配電網(wǎng)保護方案的評價標準需要抓住供電質(zhì)量、電網(wǎng)運行安全、經(jīng)濟性三個方面。供電質(zhì)量是配電網(wǎng)運行管理水平的根本指標之一，也是衡量配電網(wǎng)保護方案是否有效的指標之一，配電網(wǎng)保護方案效果可靠，那么電網(wǎng)的供電可靠性以及電壓合格率質(zhì)量則會相應(yīng)提高。安全性標準，是目前許多配電網(wǎng)保護方案十分重視的部分，安全性標標主要指的是保護系統(tǒng)保證短路電流不會燒毀電網(wǎng)部件。經(jīng)濟性標準則；是指實現(xiàn)電網(wǎng)運營經(jīng)濟效益的最大化，盡可能降低短路保護方案成本。

（二）保護方案對供電可靠性影響的評價

配電網(wǎng)進行短路保護方案的最終目的是為了提高整體電網(wǎng)的供電可靠性，因此，評價保護方案是否有效，可以直接依據(jù)方案對電網(wǎng)供電可靠性影響進行評價。供電可靠性的量化指標可以分為用戶平均停電時間、停電次數(shù)、短時停電次數(shù)這三項。針對各種輸配電保護方案，需要對以上3個指標進行計算，并比較。

配電系統(tǒng)短路問題會給整個電網(wǎng)帶來運行故障，繼而會影響到用戶用電質(zhì)量，利用短路電流限制手段能夠有效降低電網(wǎng)的短路電流水平，從源頭上降低電網(wǎng)短路概率，采取配電系統(tǒng)短路保護配置，則是一種輔助配置，進一步降低由短路沖擊所帶來的停電損失。對配電系統(tǒng)短路保護方案進行評價，則是進一步加強了保護方案的可靠性，對于保護方案的選擇具有很大的參考價值。只有將這幾個方面相互結(jié)合，才能進一步的提高輸配電系統(tǒng)運行水平，提高電網(wǎng)供電可靠性，給變電站帶來更好的經(jīng)濟收益。

參考文獻：

[1]陸建忠，張嘯虎.加強電網(wǎng)規(guī)劃，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，限制短路電流[J].華東電力， 2005，

作者簡介 ：

吳波（1970.12 ）、男、漢族，籍貫（四川省、簡陽市）、現(xiàn)供職單位：國網(wǎng)四川簡陽市供電有限責任公司，助理工程師、輸配電及用電工程專業(yè)。