3.2 短路计算的目的和方法

短路故障对电力系统正常运行的影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计、设备选择以及系统运行中，都应着眼于防止短路故障的发生，以及在短路故障发生后要尽量限制所影响的范围。

1．计算目的

（1）选择电气设备。电气设备（如开关电器、母线、绝缘子、电缆等）必须具有充分的电动力稳定和热稳定性，而电气设备的电动力稳定和热稳定的校验是以短路电流计算结果为依据的。

（2）继电保护的配置和整定。系统中继电保护的配置以及保护装置的参数整定都必须在对电力系统各种短路故障进行计算和分析的基础上进行，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分布，并要进行多种运行方式的短路计算。

（3）电气主接线方案的比较和选择。在发电厂和变电站的主接线设计中，有的接线方案由于短路电流太大以致要选用贵重的电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取限制短路电流的措施就可能得到既可靠又经济的方案。因此，在比较和评价方案时，短路电流计算是必不可少的内容。

（4）确定电力线对邻近架设的通信线是否存在影响。在设计110kV及以上电压等级的架空输电线路时，要计算短路电流以确定电力线对邻近架设的通信线是否存在危险及干扰影响。

（5）其他目的。在电力工程中，计算短路电流的目的还有很多，不可能一一列举，如确定中性点的接地方式、验算接地装置的接触电压和跨步电压、计算软导线的短路摇摆、计算输电线路分裂导线间隔棒所承受的向心压力等都需要计算短路电流。

2．计算方法

实际的电力系统十分复杂，突然短路的暂态过程更加复杂，要精确计算任意时刻的短路电流非常困难。然而实际工程中并不需要十分精确的计算结果，但却要求计算方法简捷、适用，计算结果只要能满足工程允许误差即可。因此，工程中适用的短路计算，是采用在一定假设条件下的近似计算法，这种近似计算法在电力工程中称为短路电流实用计算。

短路电流计算是电力系统基本计算之一，一般采用标幺值进行计算。对于已知电力系统结构和参数的网络，短路电流计算的主要步骤如下：

（1）制定等值网络并计算各元件在统一基准值下的标幺值。

（2）网络简化。对复杂网络消去电源点以外的中间节点，把复杂网络简化为两种形式之一：①一个等值电势和一个等值电抗的串联电路，如图3-2（a）所示；②多个有源支路并联的多支星形电路，如图3-2（b）所示。

图3-2 短路计算等值网络简化电路图

（3）考虑接在短路点附近的大型电动机对短路电流的影响。

（4）计算指定时刻短路点发生某种短路时的短路电流（含冲击电流和短路全电流有效值）。

（5）计算网络各支路的短路电流和各母线的电压。

一般情况下三相短路是最严重的短路。因此，绝大多数情况是按三相短路电流来选择或校验电气设备。另外，三相短路是对称短路，它的分析和计算方法是不对称短路分析和计算的基础。