摘 要：在电力系统中，短路是一种常见的故障，其带来的危害性非常大，甚至会造成系统崩溃瓦解。在运行过程中，由于种种原因，短路成为不可避免的重大事故。本文就短路电流计算进行探讨，通过短路电流计算，为继电保护整定提供技术数据支撑。当系统发生短路故障时，保护装置快速、准确、可靠地将故障线路及设备从系统中切除，从而确保系统的安全经济、优质可靠运行。
　　关键词：电力系统;  短路电流计算
　　一、短路的概念及类型
　　所谓“短路”，是指三相系统中相与相导体之间通过电弧和其他小阻抗形成的非正常连接。对于中性点直接接地系统或三相四线制系统，是指单相或多相接地或接中线。对于中性点非直接接地系统中，主要是指各种相间短路，包括不同相的多点接地。短路过程中，短路回路各相的阻抗相等，三相电流仅较正常时增大，电压较正常时降低，三相仍是对称的，故称为对称短路。除三相短路外，其他几种短路在短路时各相电流、电压数值不相等，其相角也不相等，这些短路称为不对称短路。
　　二、短路的原因及后果
　　一）、短路的主要原因：
　　1、电气设备载流部分的绝缘被损坏（引起绝缘损坏的原因有：各种形式的过电压、绝缘材料的自然老化和污秽、维护不当及机械损伤等）;2、电力系统的其他故障（如输电线路断线和倒杆塔事故、误操作、鸟和小动物等跨接裸导体）。
　　发生短路时所产生的基本现象就是短路回路的电流剧烈增加，此电流称其为短路电流，可能达到正常工作电流的几倍到几十倍。短路电流基本上是“感性”电流，对发电机而言，它将产生“去磁性”的电枢反应，故端电压下降;对输电线路等设备而言，增大了电压损失，因为在电流急剧增大的同时系统电压降也大幅度增加。
　　二）、短路的严重后果：
　　1、短路往往会产生电弧，它不仅烧坏故障元件本身，还烧坏周围设备及人员。2、巨大的短路电流通过导体，一方面造成导体过热使绝缘损坏，甚至使导体熔化;另一方面，巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形和损坏。3、短路时系统电压将大幅度下降，特别是靠近短路点处电压降更大，造成用户不能正常用电。如异步电动机可能制动，因其电磁转矩与外加电压平方成正比;发电厂母线电压降低，对电机转速变慢，可能过热，甚至烧毁等等的恶性循环事故。4、不对称短路的短路电流会对通信及电子设备产生电磁干扰，影响其正常工作。5、短路时，将使电力系统功率突然变化和电压严重下降，破坏了系统的稳定性，若果持续时间较长，将使系统崩溃瓦解。
　　三、短路电流计算的目的和基本假设条件
　　一）、目的
　　1、电气主接线方案的比较和选择，并合理确定其运行方式及限流措施;2、电气设备和载流导体的选择，并校验其热稳定和动稳定;3、继电保护装置的选择和整定计算，使之能快速、灵敏、可靠，且有选择性的切除短路故障;4、接地装置的设计，以减少因雷击造成短路故障;5、系统运行和故障情况的分析。6、验算开关电器动稳定、热稳定以及电器开断电流等。
　　二）、基本假设条件
　　①、系统在正常工作时是对称的;②、系统中各元件磁路不飽和，即各元件的阻抗与电流大小无关;③、各元件的电阻忽略不计;④、输电线路的电容忽略不计;⑤、变压器的励磁电流忽略不计。
　　四、短路电流计算相关法则及相关公式
　　一）、标么制：
　　为了使计算方便，采用标么制进行计算，
　　（标么值=;百分制与标么值×100都是相对值;遇到百分值，先除以100化为标么值）。
　　二）、 基准值的选择：
　　在计算过程中，常用的电气量有U线电压、I相电流、X一相电抗、S三相容量四个电气量应满足欧姆定律及功率方程式：（1）、  U=IX、（2）、S=UI，这四个电气量的基准值可以任意选取，一旦选定，所有的计算都只能依照此基准值，而且要满足欧姆定律及功率方程式： （3）、  Uj=IjXj、（4）、Sj=UjIj 、（5）、（1）÷（3）= U*j=I*jX*j 、（6）、（2）÷（4）= S*j=U*jI*j 。通常情况，一个系统的电压和容量是已知的，故一般是任意选取基准容量Sj=100MVA，基准电压Uj=Up（或实际值）。基准电流、基准电抗由式（3）和（4）求得：（7）Ij=Sj÷Uj（8）Xj=Uj÷Ij=U2j÷Sj根据标么值的定义及式（8）可求得电抗的标么值：（9）或。将计算结果换算成有名值的公式如下：。在计算过程中，当系统容量为无穷大时，系统的电抗为：，并将电网看作无穷大容量来进行计算。
　　三）、系统中各元件的电抗（标么值）
　　1、电力变压器：变压器的励磁电流较小，一般为额定电流的5%，忽略不计。双绕组变压器（我们使用的多数为双绕组）在名牌上给出了短路电压百分比Ud%，是变压器通过额定电流时的电压降对额定电压的比值的百分数，所以变压器以额定参数为基准值的电抗标么值（依式（9）为：将其换算为所选基准值的标么值为（应为同一基准）：故电力变压器：
　　2、电抗器：由于电抗器不能忽略额定电压与平均额定电压的差别，故电抗器：—电抗器所在电压级的平均额定电压。
　　3、架空线和电缆：一般架空线和电缆给出数据为电抗的欧姆值，根据式（9），故架空线和电缆：—架空线和电缆所在电压级的平均额定电压。
　　4、发电机：
　　5、各级平均额定电压
　　6、各线路每km电抗的平均值
　　7、短路电流标么值：短路稳定状态时，非周期分量已经衰减完毕，短路电流仅为周期分量稳态短路电流的标么值为：（即回路电抗标么值的倒数或而稳态短路电流为：
　　8、母线剩余电压标么值：。
　　9、在短路的后半期（0.1后）是短路电流最大的时候，会产生很大电动力使导体和设备受损。在三相电路中各相电压的相位差为120°，各相的短路电流周期分量和非周期分量的初始值不同，仅有一相会出现冲击电流。
　　五、综述
　　综上所述，为了保证系统的安全可靠运行，减轻短路的影响，除了在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽可能地切除短路故障部分，使系统的电压在较短的时间内恢复至正常值。为此，系统的掌握短路电流计算意义非常重大，为选择采用合理快速动作的继电保护装置及根据实际情况加装限制短路电流的电抗器提供有力的计算数据。当故障发生时，继电保护装置才能充分展示其使命，有选择的、精准、快速、灵敏、可靠的将故障线路或设备与系统隔离，避免事故扩大，真正成为电力系统安全、优质、可靠运行的守护神。