短路电流

电力系统短路计算 e-mail：psasp@epri.ac.cn web: http://www.psasp.com.cn/ 1 短路计算的基本概念 2 PSASP短路计算主要功能和特点 3 短路计算流程 4 短路计算作业的定义 5 短路作业定义演示 6 短路计算的结果输出 7 短路结果输出演示 8 短路计算操作练习 1 短路计算的基本概念 （1）电力系统故障的分类 )短路和断线 )对称和不对称 电力系统短路的类型主要有三相短路、两相短 路、一相接地短路和两相接地短路。三相短路属对称故障，其余属 不对称故障。除不对称短路外，电力系统的不对称故障还有一相或 两相断开的情况，称为非全相运行。 )简单故障和复杂故障 简单故障：在同一时刻，仅有一处发生某一种类型的故障 复杂故障：同时有两处或两处以上发生故障，或在同一处同时发 生两种或两种以上类型故障 （2）短路计算定义 短路计算就是在某种故障下，求出流过短路点及各 支路故障电流、各节点电压的计算。 （3）短路计算问题的解法 利用对称分量法实现ABC系统与120系统参数转换； 列出正、负、零序网络方程；推导出故障点的边界条件 方程；将网络方程与边界条件方程联立求解，求出短路 电流及其他分量。 （4） 短路计算的应用 继电保护和自动装置的整定计算 电气主接线的比较与选择，或确定是否需要采 取限制短路电流的措施 …… • PSASP短路计算主要 功能和特点 z交直流混合电力系统的短路电流计算 z简单故障方式短路电流计算 z复杂故障方式短路电流计算 z可计算故障点的短路电流和短路容量 z可计算正、负、零序戴维南等值阻抗 z计算时可考虑平行线路零序互感的影响 z短路计算有两种方式,可基于给定的潮流方式， 也可不基于潮流方式。前者考虑发电机电势和 负荷电流的影响；后者计算时发电机取E’’ =1∠0°(p.u.)，不计负荷影响。 3 短路计算流程 文本方式 图形方式 数据录入和编辑 电网基础数据库 执行计算 结果的编辑和输出 各种计算公 共部分 短路计算 文本方式 图形方式 计算结果库 文本方式 文本方式 图形方式 计算作业的定义(电网结构，运行 方式和计算控制等) 基于潮流 短路计算作业 潮流作业 计算控制信息 故障类型 计算功能 故障地点 故障方式 …... 4 短路计算作业的定义 (1) 短路计算作业的构成 短路计算作业 基础方案 计算控制信息 故障类型 计算功能 故障地点 故障方式 数据组1 数据组K 不基于潮流 …… 短路计算窗口 (2) 短路计算的控制信息 故障信息 计算功能 短路电流 戴维南等值阻抗 简单故障信息 复杂故障信息 短路计算的简单故障信息 故障类型 三相对称短路（ABC） 不对称短路（AG，AB，ABG） 故障地点 全网(全网各母线短路) 区域(指定区域内各母线短路) 指定地点(可以为某母线，可以为线路上某点，或者它 们的集合) 短路计算的简单故障信息 ƒ 其他：自定义指定短路点。 故障点位置K%：故障点至Ｉ 侧距离占全线长度的百分数值 （0～100），其中： K =0 ，为Ｉ侧母线点； K=100，为Ｊ侧母线点； K= 1，一般为线路Ｉ侧开关 点； K= 99，一般为线路Ｊ侧开关 点； 1＜K＜99，为该线路中的某一 点。 新增母线名：示在距Ｉ侧百 分之K处新增加的故障点名 。 指定地点举例： B1-500 B4-500B1-500A 短路计算的复杂故障信息 故障地点 故障方式 故障接入时间 0 Ts1 Ts2 Te1 Te2 Ts1 Ts2 Ts3 Te2 Te3 T Te11 2 3 通过故障时间的 重迭和衔接，可 实现所要求的复 故障方式 故障2, 3Te1 故障1, 2, 3Ts2 故障1Ts1 故障时间 例1：线路STNB-230-GEN1-230,STNB-230侧单相短 路接地，同时该侧开关三相跳开。 STNB-230 GEN1-230A1 例2：母线GEN2-230和母线GEN3-230，在同一时刻 同时发生A相短路接地故障。 5 短路作业定义演示 ƒ 文本方式建立短路作业 ‰ 短路电流计算 ‰ 戴维南等值阻抗计算 ƒ 图形方式建立短路作业 ‰ 短路作业定义 ‰ 短路视图选择 ‰ 图上简单故障定义 ƒ 执行短路计算 6 短路计算的结果输出 (1) 文本方式输出 输出特点 简单故障的故障点可选 可任意选择输出范围 可任意选择输出项目 可自由定义报表 可选择多种输出方式 短路电流简表 短路电流分布系数 只在发生ABC三相短路时才输出此项。其 计算公式如下： 短路电流短路点的 的短路电流支路 iCi = 报表输出内容 短路点及其支路 故障母线及相连支路正、零序短路容量： SK1= IK1*MSB SK0= IK0*MSB A B C D IK_D IK_CD IK_AD IK_BD 支路侧正、零序等值阻抗 1 1 1 1 K K K E VZ I −= � �� � 00 0 K K K VZ I −= �� � 1 1 1 1 K S S E VZ I −= � �� � 00 0 K K S VZ I −= �� � Ik：故障母线或相连支路的短路电流 Is：为故障母线的短路电流与支路的短路电流之差。 对于支路DC，Is=IK_D－IK_CD。 E1：基于潮流时，取潮流计算结果电压；否则取开路电压 A B C D A B C D 母线电压 支路（线路和变压器）电流 支路（线路和变压器）两端的电压、电流和视 在阻抗 iI� jI� I J Z� 2 Bj 2 Bj 支路i、j侧电流为： i ji i V Bj Z VV I �� ��� 2 +−= j ij j V Bj Z VV I �� ��� 2 +−= 支路i、j侧视在阻抗： i i i I VZ � �� = j j j I V Z � �� = 戴维南等值阻抗 戴维南等值阻抗是从该母线看进去全网的等值阻 抗，其三序等值阻抗计算公式如下： )0( )0( )0( )2( )2( )2( )1( )1()1( )1( I VZ I VZ I EVZ � �� � �� � ��� = = −= 不基于潮流时， E（1）为不考 虑负荷电流影响时所求的母 线开路电压。 基于潮流时， E（1）为潮流计 算所求的母线电压。 可任意选择计算作业输出 可任意选择输出内容 (2) 图形方式输出 图形方式输出特点 标注所有故障点的短路电流 标注指定故障点的短路电流及支路电流 图形方式输出内容 7 短路结果输出演示 ƒ 文本方式 ‰ 故障点、输出范围选择 ‰ 输出内容选择 ‰ 报表、Excel报表、文件输出 ƒ 图形方式 ‰ 短路点电流输出 ‰ 全网支路电流输出 8 短路计算操作练习 Ò短路作业定义 练习1：基于潮流作业1 ，全网三相短路电流计算 – 计算功能：短路电流 – 简单故障，故障类型：ABC – 故障地点：全网 11 潮流作业号短路作业号 Ò计算短路作业1，并查看输出结果 – 不分区 – 单位：p.u. – 故障点选择：GEN1-230, GEN2-230, GEN3-230 – 输出范围：全网 – 输出内容：短路电流简表、短路电流分布系数、母 线电压（自制表，正、负、零序电压幅值和A、B、 C相电压幅值）、支路电流（自制表，正序电流幅 值、正序电流相角）、短路点及其支路（自制表， Z1K 、Z1S 、Z0K 、Z0S) – 输出方式：报表 练习2：基于潮流作业1，区域1内各母线A相 短路接地方式 Ò短路作业2定义 – 基于潮流，潮流作业：1 – 计算功能：短路电流 – 简单故障，故障类型：A，G – 故障地点：区域1 Ò计算短路作业2，并查看输出结果 练习3：基于潮流作业1，线路1距I侧50％处 发生AB两相短路 Ò短路作业3定义 Ò计算短路作业3，并查看输出结果 – 基于潮流，潮流作业：1 – 计算功能：短路电流 – 简单故障，故障类型：AB – 故障地点：线路1距I侧50％处 练习4：基于潮流作业2的复杂故障短路 电流计算 Ò短路作业4定义 Ò计算短路作业4，并查看输出结果 – 基于潮流，潮流作业：2 – 计算功能：短路电流 – 复杂故障，在线路6靠近STNB-230母线侧A 相短路接地同时三相开关跳开 练习5：不基于潮流，全网戴维南等值 阻抗计算 Ò短路作业5定义 – 不基于潮流，方案：常规方式 – 计算功能：戴维南等值阻抗 – 故障地点：全网 Ò计算短路作业5，并查看输出结果 练习6：将短路作业1各故障点的短路电流显示 在单线图上