第五章 短路电流计算
第一节 短路的危害和种类
短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
三相交流系统的短路种类主要有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路。三相短路指供配电系统三相导体间的短路；两相短路指三相供配电系统中任意两相导体间的短路；单相短路指供配电系统中任一相经大地与中性点或与中线发生的短路。上述短路中，三相短路属于对称短路，其他短路属于不对称短路。在电力系统中，发生单相短路的可能性最大，发生三相短路的可能性最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。
第二节 短路电流计算目的
计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电气设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。
为达到上述目的，需计算出下列各短路参数：
Ik-----三相短路电流周期分量有效值，用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定开断电流。应采用（电力系统在最大运行方式下）继电保护安装处发生短路时的三相短路电流周期分量有效值来计算保护装置的整定值。
ish-----三相短路冲击电流，用来校验电气设备和母线的动稳定。 -----三相短路稳态有效值，用来校验电气设备和母线的热稳定。
IshS-----次暂态三相短路容量，用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路
容量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据 采用标幺制计算时，其计算公式为：
IK?SS1?B?IK?B （5—1） ZK3UB3UBish?2?Ksh?IK （5—2） Ish?1.51IK （5—3）
* （5—4） S'?SBIK第三节 短路电流计算点的确定
通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。按三相短路进行短路电流计算，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有3个，即110KV母线短路（K1点），，10KV母线短路（K2点），0.4KV母线短路（K3）。
短路电流计算点如图5.1所示
K1K2K3110kv10kv0.4kv
图5.1 系统短路等效电路图
第四节 短路计算的方法和步骤
在本设计中将系统看成无穷大容量，采用标幺值法进行短路电流计算。 其步骤如下
1、绘制计算电路图。将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号。
2、确定短路计算点。短路计算点的选择要使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
3、按所选择的短路计算点绘制出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。
4、将等效电路化简，求出其等效总阻抗，计算短路电流和短路容量。
第六章 主要电气设备选择与校验原则
第一节 电气设备选择原则
电气设备的选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验。
一．按正常工作状态选择电气设备：
（1）.额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15Ue。所以一般可以按照电气设备的额定电压Ue不低于装设地点的电网的额定电压Uew : Ue≥Uew （2）.额定电流：所选电气设备的额定电流In不得低于装设回路最大持续工作电流Imax: Ie≥Imax。计算回路的Imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5％时出力保持不变，所以Imax＝1.05 In;母联断路器回路一般可取变压器回路总的Imax；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的Imax。
二．按短路状态校验：
（1）.热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：Qy≥Qd
（2）.动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏：ish≦idw
第二节 高压断路器的选择
高压断路器是主系统的重要设备之一。它的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备和线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。
一．选择断路器时应满足以下基本要求：
1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。
2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。
4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
二．断路器种类选择
考虑到可靠性和经济性，方便运行维护且由于SF6断路器已成为高压和超高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧和35KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以10KV侧采用真空断路器。
三．断路器型式选择
按额定电压、额定电流选择；按开断电流选择、短路热稳定校验、短路动稳定校验
第三节 隔离开关的选择
隔离开关也是发电厂和变电站中常用的开关电器，它需与断路器配套使用。因其无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流及短路电流。
隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流情况下，分、合电路。其主要功用为：
1.隔离电压：在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设与电源电压隔离， 以确保检修的安全。
2.倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关 配合短路器，协同操作来完成
3.分、合小电流：因隔离开关具有一定的分、合小电流和电容电流的能力，
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