3.2 短路計算的目的和方法

短路故障對電力系統正常運行的影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統的設計、設備選擇以及系統運行中，都應著眼于防止短路故障的發生，以及在短路故障發生后要盡量限制所影響的范圍。

1．計算目的

（1）選擇電氣設備。電氣設備（如開關電器、母線、絕緣子、電纜等）必須具有充分的電動力穩定和熱穩定性，而電氣設備的電動力穩定和熱穩定的校驗是以短路電流計算結果為依據的。

（2）繼電保護的配置和整定。系統中繼電保護的配置以及保護裝置的參數整定都必須在對電力系統各種短路故障進行計算和分析的基礎上進行，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網絡各支路中的分布，并要進行多種運行方式的短路計算。

（3）電氣主接線方案的比較和選擇。在發電廠和變電站的主接線設計中，有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到既可靠又經濟的方案。因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。

（4）確定電力線對鄰近架設的通信線是否存在影響。在設計110kV及以上電壓等級的架空輸電線路時，要計算短路電流以確定電力線對鄰近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。

（5）其他目的。在電力工程中，計算短路電流的目的還有很多，不可能一一列舉，如確定中性點的接地方式、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓、計算軟導線的短路搖擺、計算輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等都需要計算短路電流。

2．計算方法

實際的電力系統十分復雜，突然短路的暫態過程更加復雜，要精確計算任意時刻的短路電流非常困難。然而實際工程中并不需要十分精確的計算結果，但卻要求計算方法簡捷、適用，計算結果只要能滿足工程允許誤差即可。因此，工程中適用的短路計算，是采用在一定假設條件下的近似計算法，這種近似計算法在電力工程中稱為短路電流實用計算。

短路電流計算是電力系統基本計算之一，一般采用標幺值進行計算。對于已知電力系統結構和參數的網絡，短路電流計算的主要步驟如下：

（1）制定等值網絡并計算各元件在統一基準值下的標幺值。

（2）網絡簡化。對復雜網絡消去電源點以外的中間節點，把復雜網絡簡化為兩種形式之一：①一個等值電勢和一個等值電抗的串聯電路，如圖3-2（a）所示；②多個有源支路并聯的多支星形電路，如圖3-2（b）所示。

（3）考慮接在短路點附近的大型電動機對短路電流的影響。

（4）計算指定時刻短路點發生某種短路時的短路電流（含沖擊電流和短路全電流有效值）。

（5）計算網絡各支路的短路電流和各母線的電壓。

一般情況下三相短路是最嚴重的短路。因此，絕大多數情況是按三相短路電流來選擇或校驗電氣設備。另外，三相短路是對稱短路，它的分析和計算方法是不對稱短路分析和計算的基礎。