第一部分：概述
第二部分：技术原理
第三部分：国内发展和应用现状
第四部分；国外发展和应用现状
第五部分：供应商信息
第六部分：经典案例
第七部分：参考文献
概述
短路电流控制的主要手段有:调整电网结构、分母运行、安装限流电抗器等。
短路电流计算是基于潮流的短路电流计算,且需分别计算母线的单相和三相短路电流水平。为校核变电站断路器的开断容量,需计算短路电流峰值、开断电流对称分量有效值、开断电流直流分量、开断电流峰值等。对应地断路器的技术参数中也需详细列出这些电气量的额定开断电流。
短路电流的危害有：
①短路电流升高，意味着现有变电站内的断路器、隔离开关、电流互感器以及母线等设备要承担较大的电流冲击，对电网的安全运行构成威胁，必须更换为大容量设备，这样会使电网企业被动投入巨额资金进行电网改造或改建。
②对新建变电站，短路电流过大引起设备选择困难，而选择大容量的电器设备，将使电网企业建设投资增大。
③短路电流过大加剧了对通信的干扰，引起其他行业的投诉增多。
④短路电流增大，会造成铁塔附近及变电站内的接触电压与跨步电压升高，危及人畜安全。
技术原理
（1）电网结构调整：
①电网分层分区运行
在电力系统的主网联系加强后，将次级电网解环运行，实现电网分层分区运行，这是控制短路电流的主要措施。电网不断发展的历史从某方面说也是通过不断提升电压等级、对低电压等级进行合分区的过程。特高压电网形成坚强网架后，为500kV 电网优化结构、分区运行创造了条件，将对限制500 kV 电网的短路电流起到十分重要的作用。从目前500 kV 主网加强后，220 kV 电网采取分区运行，降低了220 kV 电网的短路电流的经验来看，这种方法十分有效。
②电源接入系统方式
电源接入点的选择应充分考虑电源接入后对系统短路电流的影响，并给电网留有一定的发展空间。发电厂宜以单元式接入系统，大电厂间尽可能不要有直接的联络线，且不宜串接在系统主环网中运行。500 kV 电网发展初期，对于单机容量较大的机组宜直接接入500 kV 系统，有利于降低220 kV 系统短路电流。随着500 kV 主网架的发展，短路电流逐渐升高，宜考虑将电源均衡接入500 kV 和220 kV 系统。目前我国电网进入特高压电网发展初期，新建特大型电源可直接接入特高压电网。
③直流输电
直流输电系统由换流变压器、换流器、直流输电线路等直流设备组成。定电流调节是直流输电系统的基本调节方式，通过换流器触发相位的控制，直流输电系统可以实现快速调节，自动保持电流为定值，避免因直流电流剧烈变化对交直流电网安全运行的影响。以通过直流联系的2个交流系统为例，当其中某一交流系统短路时，通过直流系统的快速调节，直流线路向交流侧短路点供给的短路电流基本上等于直流线路的额定值；而当直流线路短路时，由于能实现快速调节，短路电流峰值仅仅是直流额定电流的1.7～2 倍[3]。采用直流联网或通过直流输电将电网分成相对独立的几个交流系统，可避免交流系统间相互注入短路电流，起到控制电网短路电流的作用。
（2）母线分列运行：
打开母线分段开关，将母线分列运行，可以增大系统阻抗，有效降低系统的短路电流水平，该措施实施方便。对于变电站110、35、10 kV 侧母线，这种方法已经普遍采用。在电网发达地区，220 kV母线分列运行也不少见。但对于超高压电网（500kV 侧） 实施该方案，将削弱系统的电气联系，降低电网安全裕度和运行灵活性。
（3）高阻抗设备：
①发电设备
短路电流产生的源头，通过采用高阻抗发电机、升压变压器以及采用单元制接线接入电网，可以有效地控制局部的短路电流。但这种方式也不利于电厂调压和保证送电可靠性。电厂无功是系统中重要的动态无功电源，在电压稳定事故中可以起电压支撑的重要作用。提高电厂接入系统的阻抗值，将会削弱这一功能。
②高阻抗变压器
控制下一级电网短路电流的有效措施。特制的高阻抗变压器通过改变变压器内部结构可以获得更高阻抗，但价格是普通变压器的130%左右。采用高阻抗变压器可以减少电抗器设备的使用，从而减少了检修维护工作量和可能的故障点。但采用高阻抗变压器后，应配置足够的电容器容量，以补偿高阻抗变压器带来的电压损耗与无功损耗，这又增加了变电站的建设投资。
③普通串联电抗器
普通串联电抗器是将一个固定阻值的电抗器串联入电网，是一种传统的限流技术，运行方式简单、安全可靠，但影响电力系统的潮流分布且增加了无功损耗，对系统的稳定性也有一定影响。串联电抗器一般安装于母线联络处或线路接入处。
（4）用大容量高速开关与电抗器并联方式：
目前，国内某些厂家研制出了采用爆炸式快速开断载流桥体与高压限流熔断器、高吸能氧化锌电阻组合的新型大容量高速开关装置（FSR），该装置具有额定电流大（12 kA）、断流能力强（160 kA）、开断速度快（3 ms 内切断故障） 等性能。FSR 装置可以与普通电抗器并联，正常运行时将电抗器短接，短路时FSR 快速断开，将电抗器投入以限制短路电流，从而实现正常方式下零阻抗，发生短路故障在极短时间内投入电抗器呈现高阻抗的特性。该装置目前在10 kV 及以下较低电压等级的用户工程中已有应用。
（5）用大容量高速开关与电抗器并联方式：
目前，国内某些厂家研制出了采用爆炸式快速开断载流桥体与高压限流熔断器、高吸能氧化锌电阻组合的新型大容量高速开关装置（FSR），该装置具有额定电流大（12 kA）、断流能力强（160 kA）、开断速度快（3 ms 内切断故障） 等性能。FSR 装置可以与普通电抗器并联，正常运行时将电抗器短接，短路时FSR 快速断开，将电抗器投入以限制短路电流，从而实现正常方式下零阻抗，发生短路故障在极短时间内投入电抗器呈现高阻抗的特性。该装置目前在10 kV 及以下较低电压等级的用户工程中已有应用。
国内发展和应用现状
电网短路容量过大对设备安全运行不利；反之，电网短路容量太小对系统稳定运行也不利。当短路电流超过现有断路器遮断容量时，采取更换大容量断路器是最简单的方法，但牵涉到设备制造能力、基础、辅件的动热稳定承受能力以及通讯干扰等问题，需要综合考虑。一般认为断路器设备遮断容量太大是不经济的，因此国外和国内对断路器的遮断容量作了表1_l和表l_2所示的规定。根据国内外一些大电网解决短路电流过大问题的经验表明，最好是将电网规划设计、系统运行方式、电器设备制造和安装相结合来综合研究。
国外发展和应用现状
在欧洲，有些国家正在研究当系统继续发展，短路电流水平进一步增大时将电网解开的必要性，如联邦德国、法国、西班牙等。但是这项措施直接影响系统运行的经济性和可靠性，并要求增加整个系统的备用容量，因而除非不得已才考虑。
有的系统还考虑过把超高压系统解开而经低一级电压并列以限制短路电流。例如，日本关西系统，由于进一步发展将造成500kV电网的短路电流水平超过50kA，因而设想将某些500kV母线解开经500/275kV联络变压器在275kV侧并列。但这种方式将降低系统稳定性，增加事故概率，因此没有采用。
供应商信息
加拿大施奈德电气
瑞士ABB公司
上海航仟工程机电设备有限公司
经典案例
调整电网结构是控制短路电流的根本。NGC的主要送受电通道中都为双回线结构,但在双回线通道中的变电所,有很多仅有一回线环入。可靠性比双线环入有所下降,将不能满足N - 2的要求,但本站的短路电流将有很大的下降,相应地下一级电压等级的短路电流水平也明显下降,可以降低对设备的要求。比较典型的应用见图2所示的Grimsby West、South Humber Bank、Killing2holme、Humber Refinery电源群的送出。
对于某些枢纽变电站,由于出线过多,短路电流将严重超标。若将某些线路在站外搭接,短路电流可以显著下降。伦敦400 kV环网中的Bram-ford即为典型的例子,该站有八回出线,四回至Sizewell、两回至Norwich Main、一回至Pelham、一回至Braintree。将Sizewell-Bramford-Pelham和Sizewell-B ramford-Norwich Main 在站外搭接后,Bramford和附近厂站的短路电流均有所下降。分母运行在NGC电网中被广泛采用。在400kV电网中,有Keadby、Thornton、Hutton、Deeside、Eggborough、Ratcliffe on Soar、Sundon、Drakelow、Kemsley、chickerell、Landulph等站采用分母运行。275 kV电网中,主要有2种类型的分母运行方式,一是联络变电站的分母运行,二是400 kV变电站275 kV侧的分母运行,当400 kV变电站有4台联变时, 275 kV侧一般均采用分母运行。截止2004年底,NGC在275 kV和400 kV电网中共安装了7套限流电抗器。400 kV电网中,有2套母线联络的限流电抗器和1套线路限流电抗器; 275 kV系统中有4套, 2套安装于母线间、1套安装于变压器低压侧、1套安装于线路上。其中,母线间限流电抗器有图3所示3种连接方式。
限流电抗器的参数见表1所示。
参考文献
[1] 韩柳，仇卫东，肖智宏.电网短路电流的限制措施[J].电力技术经济，2009，21（3）：33-37.
[2] 吕文杰. 英国国家电网的短路电流控制技术[J].华东电力，2005，33（9）：22-24.
[3] 阮前途. 上海电网短路电流控制的现状与对策[J]. 电网技术，2005，29（2）：78-83.
[4] 吴荻. 限制大电网短路电流水平的措施的研究[D].浙江：浙江大学，2005.