BPA短路电流计算(2)

PSD-SCCP 电力系统短路电流程序用户手册

·\?2X可以对系统在某一运行方式下的短路电流进行计算，又可以对系统在无负荷状

况下的短路电流进行计算。计算系统在运行方式下的短路电流时，短路电流与故障点故

障前的电压有关，系统的分支电流考虑了相应的负荷分量；计算系统无负荷状态下的短

路电流时，所有节点的电压自动取 U＝1.0∠0.0°\攩2X系统的分支电流中只包含故障分量。

·\?5X出功能强，用户可根据需要任意选择输出项，可以重复多次输出。计算结果既

可在屏幕窗口上滚动显示，同时也生成列表文件，供打印机输出使用。

·\?5X算结果既可按有名值输出，也可按标么值输出，输出选项自由切换。

·\?5X算结果生成的二进制文件与电力科学研究院系统所开发的电力系统单线图软件 接口，用户可以通过短路计算的二进制结果文件绘制系统单线图，标注短路电流计算结 果。

·\?0X过单线图中的显示选择，可以显示短路扫描计算后系统各节点的短路电流水平

（可区分三相或单相短路电流水平），某一指定节点或线路故障后全网的残压、各个分 支的分支电流。计算结果图文并茂，直观明了，便于用户分析计算结果。

· 电力系统短路电流计算程序的开发基于 Windows 平台，程序结构清晰，流程合 理，易学易用。

·\ㄤ3X序用户界面友好，所有界面资源、对话框、选择项、输出结果均已汉化。启动 该执行程序后，程序自动创建短路电流计算运行环境，用户可随意执行各种计算功能、 选择输出各种计算结果、选择计算用的输入数据文件而无须退出该运行环境，省去了用 户填写卡片，重新启动等繁琐过程。

·\ㄤ3X序运行过程中，用户只需操作命令，输入文件名、变量名、计算内容、输出选 项等一系列关键字。

·\ㄤ3X序具有多种检错功能，如系统的拓扑完整性检查，PSD-BPA 程序潮流数据与 稳定数据的对应性分析等。对于一些致命错误信息，及时弹出消息对话框，提醒用户纠

正输入文件当中的错误；另外，还提供更为详细的列表输出文件，记载出错原因及性质，

用户可根据检错信息及时发现和纠正错误。

2005 年 9 月 ·3· 中国电力科学研究院系统所

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2.2 短路电流计算的前提条件

短路电流计算是在下列假设条件下进行的：

·\?1X然短路前，三相交流系统是在对称状况下运行。

·\ば1X路瞬间为纯金属性短路，不计导体之间或导体对地之间的电阻。 ·\?5X算所得的短路电流和短路容量均为短路瞬间的有效值。

·\?5X算所得的冲击电流（可能出现的最大短路电流瞬时值）为短路后 0.01 秒时的瞬 时值，冲击系数根据短路点的等效阻抗求取。

·\ば1X路电流计算采用叠加原理。由正常运行情况下的等值网络及正常电压（给定潮

流方式下的电压），求出各支路的正常电流。由确定故障分量的等值网络，求出由于故

障而引起的各节点电压和各支路电流。将这两者相加，就可得出短路故障后各节点的实 际电压和各支路电流。

·\?1X对称短路时的短路电流计算采用正序等效定则。制定出不对称短路时的正、负、 零序等值网络，将等效附加阻抗串联在正序网络的短路点，计算出不对称短路时短路点 的正序电流，然后根据各序电流的关系，求出负序和零序电流，以及各序电压。由序电 压和序电流计算出相电压和相电流。

·\?6X步电机均采用次暂态电抗X d”后E”电势恒定模型，不考虑发电机的磁饱和及导 体的集肤效应；转子结构完全对称（Xd”=Xq”）；定子三相绕组结构完全相同，空间位 置相差 120°\　5X气角度。

·\　5X力系统各元件的磁路不计饱和，电气设备的参数不随电流大小发生变化。

·\　5X力变压器抽头位置为实际抽头位置。

·\?2X潮流方式基础上计算短路电流时，负荷用恒阻抗模型表示。

·\?5X于交直流互联系统，由于交流系统故障时直流系统不提供短路电流。因此，换 流变压器传输的功率可按等效负荷处理。

·\ば1X路电流计算所采用的元件参数由输入数据文件确定。如文件中没有给出元件的 参数，程序将自动采用缺省参数值。

2005 年 9 月 ·4· 中国电力科学研究院系统所

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2.3 短路电流计算程序的规模

目前程序的计算规模为：

? 总节点数 15000 个，其中：发电机节点数 4500

? 总支路条数 37500 条，其中线路支路数 25000，变压器支路数 12500； ? 最大分区数 200，电压等级数 50； ? 多端口阻抗等值节点数 20。

如用户研究的系统超出现有程序的规模，程序规模还可以进一步扩大。

2.4 短路电流计算程序的结构

短路电流计算程序主要由三大部分组成：输入数据文件的选择和确认（包括系统拓 扑结构参数文件.DAT 和发电机参数及零序网参数文件.SWI）、输入数据的读取及数据

检查部分，短路电流计算功能选择、各功能的计算部分，计算结果的输出控制选择及结

果输出部分（包括计算结果列表文件.LIS 及短路电流计算结果二进制文件.SCC）。程序 的总体结构框图如图 2.1 所示。

2005 年 9 月 ·5· 中国电力科学研究院系统所

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程序启动 输入文件控制选择 从 DAT 文件中读取控制参数 是 不是 基于潮流方式计算？ 从 BSE 文件中读取潮流结 果、拓扑结构和网络参数 从 DAT 文件中读取 拓扑结构和网络参数 拓扑结构分析 从 SWI 文件中读取发电机参数和零序电网参数 初始化处理 短路电流计算功能选择 扫描计算功能 单母线短路故障 单线路短路故障 选择故障线路和 确定故障形态 多端口等值 选择等值母线名 选择扫描范围和 确定短路故障形态 选择故障母线 和确定故障形态 程序进行所选功能计算 计算结果输出功能选择 屏幕显示计算结果， 生成列表文件 LIS 和用于单 线图显示的二进制文件 SCC 退出运行 图 2.1 短路电流计算程序结构框图

2005 年 9 月 ·6· 中国电力科学研究院系统所

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3 短路电流计算程序的输入和输出文件

3.1 程序的输入数据文件

短路电流计算程序需要输入的数据文件为：

（1）DAT 文件：DAT 文件为描述系统网络拓扑结构和正序参数的文件。短路电流 计算程序从 DAT 文件中读取有关的计算控制信息、系统的基准容量、各节点的节点名、 基准电压等级、各节点之间的拓扑联系、线路和变压器的正序阻抗参数、对地并联支路

的正序参数。

DAT 文件必须保证系统的拓扑结构完整，不能出现孤立节点或多个独立的分区， 否则程序将无法进行计算。

如用户拥有 PSD-BPA 潮流程序的 DAT 数据文件，短路电流计算程序在读取该文件 时，将根据 DAT 文件中的控制语句去判断是否读取潮流计算结果。如文件选择对话框 选择 “系统拓扑数据采用 dat 文件中指定的 Bse 文件”检查项，同时控制语句中包含： /NEW_BASE, FILE = 文件名.BSE\\，且文件名.BSE 已存在，则程序将从该文件中读取潮 流计算结果，系统拓扑结构和网络正序参数，且程序自动确定为基于潮流方式下的短路

计算。否则文件选择对话框不选择 “系统拓扑数据采用 dat 文件中指定的 Bse 文件”检 查项，则从 DAT 文件中读取相应的参数，程序将在无负荷状态下进行短路计算。

（2）SWI 文件：SWI文件为描述系统所有发电机电抗参数、零序电网参数以及网 络拓扑结构变化情况等数据。短路电流计算程序从中读取发电机的额定容量、发电机的 次暂态电抗Xd”、系统的零序拓扑结构及相应的零序参数（包括线路、并联电抗器、并

联电容器、变压器等零序参数）、系统的拓扑结构变化情况（线路及变压器开断信息等）。

SWI 文件中零序网络的拓扑结构应与 DAT 文件中的正序网络结构保持一致，包括 支路名和支路平行码，否则程序会显示出相应的错误信息。

如用户拥有 PSD-BPA 电力系统暂态稳定分析程序的数据文件，则不需作任何修改 即可用于短路电流计算程序。短路电流计算程序只从中读取相关的发电机次暂态电抗参

数、零序电网参数，网络拓扑结构的变化可在其基础上修改。如 SWI 数据文件中没有

2005 年 9 月 ·7· 中国电力科学研究院系统所

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