基于潮流的短路计算

实验七基于潮流的短路计算

一、实验目的

理解电力系统分析中短路计算的相关概念，掌握用PSASP软件对系统潮流各种短路进行计算的过程。学会在文本方式下和图形方式下的对短路计算结果进行分析。

二、预习要求

复习《电力系统分析》中有关短路计算的内容，了解有关短路计算的功能，理解常用短路电流计算方法。

三、实验内容

（一）PSASP短路计算概述

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。在同一时刻，电力系统内仅有一处发生上述某一种类型的故障，称为简单故障。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，称为复杂故障或多重故障。

短路计算就是在某种故障下，求出流过短路点的故障电流、电压及其分布的计算。PSASP中提供了两种计算短路电流的方式，一是基于潮流计算，二是不基于潮流计算。

（二）数据准备

仍以潮流计算中所用到的9节点系统为例，对其各种短路故障进行计算。因潮流计算中只录入潮流数据，故短路计算中还要补充一些参数数据，如线路的零序参数，发电机的次暂态电抗，负序电抗等。

1.交流线数据

2.两绕组变压器数据

在原有变压器数据参数的基础上，补充零序参数。在这个系统中，每台变压器的零序参数都与相应的正序参数相等。

3.发电机及调节器参数数据

点击“发电机及其调节器”，弹出发电机及其调节器数据录入窗口。在此录

（三）短路计算基础方案的定义

基于潮流的短路计算是以某一潮流计算结果为基础，因此其基础方案与潮流基础方案相同。

（四）短路计算作业的定义和执行

作业定义即确定电网的结构，运行方式及计算的控制信息(计算功能，故障范围、故障方式等)，有文本和图形两种方式支持。

PSASP短路计算其中一种是以潮流方式为基础，考虑发电机电势和负荷电流的影响。因潮流计算时已定义了方案，故基于潮流的短路电流计算不用再定义方案。基于潮流的短路计算作业定义其构成如下图：

基于潮流的短路计算作业定义

在文本和图形环境下均可以定义不同的潮流计算作业，每一作业需给定一个作业号。

点击“短路”下拉菜单中的“作业定义”，弹出短路作业定义窗口：

PSASP短路计算中控制信息包括：计算功能的选择、故障方式的选择、故障类型及故障地点的设置。各栏介绍如下：

计算功能栏

短路电流：短路电流计算。

戴维南等值阻抗：戴维南等值阻抗计算。母线的戴维南等值阻抗是从该母线看进去全网的等值阻抗。

简单故障栏

故障类型：有如下四种，可选其一：

ABC：三相短路；

A,G： A相短路接地；

AB： AB两相短路；

AB,G：AB两相短路接地。

故障地点：可通过如下三种方式之一来确定故障地点：

全网：是否全网各母线短路。

区域：是否某区域中各母线短路。选中后，再从下拉框中选择区域号，选定后即为该区域中各母线短路。

其他：是否指定短路点。选中后，可点击其后的“编辑”按钮，弹出如下简单故障信息的录入和编辑窗口，以指定故障点。

I侧母线：线路（或变压器）Ｉ侧母线名。

J侧母线：线路（或变压器）J侧母线名。

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；

1＜K＜99，为该线路中的某一点。

新增母线名：表示在距Ｉ侧百分之K处新增加的故障点名。

复杂故障栏：是否为复杂故障。选中后，点击其后的“编辑”按钮，弹出如下复杂故障信息的录入窗口以录入和编辑其数据。

故障方式栏：

➢故障相如下：

A：A相故障标记，√为是；×为否。

B：B相故障标记，√为是；×为否。

C：C相故障标记，√为是；×为否。

➢故障类型基本分为2种：

短路型：

短路接地；短路不接地

断线型：断线

➢故障接入阻抗

R：接入电阻，单位为标幺值(p.u.)

X：接入电抗，单位为标幺值(p.u.)

R=X=0，模拟短路；R=X=∞，模拟断线。R，X为其它数，可模拟单相负荷投入，

电气制动，串联电容器保护不对称击穿等。 故障接入时间栏：

起始时间Ts ：该故障接入时间，单位为秒(s)。 结束时间Te ：该故障退出时间，单位为秒(s)。 说明：

① 每一故障都要指定它的起始(Ts)、结束(Te)时间，因此，Ts ，Te 与所描述的故障相对应。② 对于某一时间t ，可能会存在几处故障，这样就形成了任意组合的复杂故障。

例如：设有5个故障，每个起始和结束时间如下图所示：

④⑤

③

②①

T

0Te1

Te1Te1Ts1Ts1Ts1Te4Te5

Te3

Te2Ts5

Ts4Ts3

Ts2Te1

Ts1

对于短路计算，计算时段t 用于区分短路的方案，Ts ，Te 用于组成复杂故障的各种方案：

方案1：故障① 方案2：故障①②③ 方案3：故障①②③④⑤ 方案4：故障②③④⑤ 方案5：故障④⑤

按以上要求，定义好短路计算作业后，点出计算即可进行短路电流的计算。

（五）计算结果的编辑和输出

可选择输出的范围和内容。既可采用文本方式生成报表，又可在单线图上直接标识短路点及其短路电流。 1. 文本环境的报表输出

一个短路作业成功执行后，结果保存在短路计算结果库中，查看时，可根据

需要做进一步的编辑，其输出形式的报表。归纳起来，有以下功能和特点：

①输出的故障点可选：可从短路计算的作业中选择某一个或某几个故障点。

②输出范围可选：可指定全网，区域，电压等级或某些支路和母线集合。

③输出的内容可选：通过该选择确定输出的大致内容。如母线的相电压、序电压，支路的相电流、序电流等。

④报表的具体项目和格式可选：在输出的内容确定之后，可进入报表具体项目的选择，其中除常用的固定表格外，还设有用户自制的方式，即由用户决定表格的项目和次序等。

⑤输出方式多样：可以固定格式报表、Excel报表和存入文本文件等方式输出。

对于前述五个潮流作业的计算结果输出方法是相同的，现以作业2为例。

在文本支持窗口中，点击“结果｜短路”，弹出：

选择要输出的作业号、单位、故障点，设置输出基本信息，选择输出范围，输出方式，选中对象，选择变量，点击“输出”按钮，所得报表如下：

(1) 短路电流简表