三相短路電流計(jì)算公式實(shí)例

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1、三相短路電流計(jì)算公式實(shí)例　　三相短路電流計(jì)算是電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行中必須進(jìn)行的計(jì)算分析工作。目前，三相短路電流超標(biāo)問題已成為困擾國內(nèi)許多電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵問題。然而，在進(jìn)行三相短路電流計(jì)算時，各設(shè)計(jì)、運(yùn)行和研究部門采用的計(jì)算方法各不相同，這就有可能造成短路電流計(jì)算結(jié)論的差異和短路電流超標(biāo)判斷的差異，以及短路電流限制措施的不同?！　∪绻搪冯娏饔?jì)算結(jié)果偏于保守，有可能造成不必要的投資浪費(fèi)；若偏于樂觀，則將給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下災(zāi)難性的隱患。因而，在深入研究短路電流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，比較了不同短路電流計(jì)算條件對短路電流計(jì)算

2、結(jié)論的影響，以期能為電網(wǎng)短路電流的計(jì)算和限制提供更切合實(shí)際的方法和思路?！　?短路電流計(jì)算方法　　經(jīng)典的短路電流計(jì)算方法為：取變比為1.0，不考慮線路充電電容和并聯(lián)補(bǔ)償，不考慮負(fù)荷電流和負(fù)荷的影響，節(jié)點(diǎn)電壓取1.0，發(fā)電機(jī)空載?！　《搪冯娏饔?jì)算的標(biāo)準(zhǔn)主要有IEC標(biāo)準(zhǔn)和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，中國采用的是IEC標(biāo)準(zhǔn)?！　鴺?biāo)規(guī)定了短路電流的計(jì)算方法、計(jì)算條件。國標(biāo)推薦的三相短路電流計(jì)算方法是等值電壓源法，其計(jì)算條件為：①不考慮非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的運(yùn)行數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)勵磁方式；②忽略線路電容和非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的并聯(lián)導(dǎo)納；③具有分接開關(guān)的變壓器，其開關(guān)位

3、置均視為在主分接位置；④不計(jì)弧電阻；⑤35kV及以上系統(tǒng)的較大短路電流計(jì)算時，等值電壓源取標(biāo)稱電壓的1.1（計(jì)算中額定電壓的1.05pu），但不超過設(shè)備的較高運(yùn)行電壓。　　對于電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行部門，三相較大短路電流計(jì)算是主要的計(jì)算內(nèi)容。計(jì)算中，各電網(wǎng)、電網(wǎng)內(nèi)的不同部門可能采用不同的計(jì)算條件。差別主要集中在變壓器變比、節(jié)點(diǎn)電壓的選取上。變壓器變比有取1.0，有取實(shí)際運(yùn)行變比的；節(jié)點(diǎn)電壓可能取1.0，也可能取1.05。這兩者的不同組合均有所采用，顯然，這將影響短路電流的計(jì)算結(jié)果。(電工之家http://www.pw0.cn)問

4、題的根源在于計(jì)算人員往往根據(jù)計(jì)算程序的固有設(shè)置來計(jì)算，而計(jì)算程序又缺乏足夠的靈活性所致。其實(shí)，若了解短路電流計(jì)算的要求，計(jì)算人員是可以對所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸さ?。有的商業(yè)軟件也提供了靈活的短路電流計(jì)算條件設(shè)置功能?！　?影響短路電流計(jì)算結(jié)果的因素　　美國PTI公司的PSS/E程序提供了基于潮流的短路電流計(jì)算和采用經(jīng)典方法、ANSI標(biāo)準(zhǔn)或IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行短路電流計(jì)算的選擇。采用IEC標(biāo)準(zhǔn)時，允許用戶任意設(shè)定短路電流計(jì)算的初值條件?？稍O(shè)定的選項(xiàng)包括：①變比選擇：1.0或正常變比；②考慮充電電容與否；③計(jì)及并聯(lián)補(bǔ)償與否；④

5、節(jié)點(diǎn)電壓值；⑤發(fā)電機(jī)功率因素?！　榇耍肞SS/E程序?qū)ζ渥詭У乃憷M(jìn)行了不同初值設(shè)置條件對短路電流計(jì)算結(jié)果的影響分析。　　2.1變壓器變比的影響　　由于原算例中的絕大多數(shù)變比均為1.0，為比較變比的影響，分別將所有的變比設(shè)為0.95、1.0、1.05，假設(shè)變比均在高壓側(cè)，其它初值條件與經(jīng)典計(jì)算方法的設(shè)置相同，計(jì)算結(jié)果如表1所示?！　　　∮杀?可見，當(dāng)變比增大時，500kV電網(wǎng)的短路電流減小，機(jī)端的短路電流增加，230kV系統(tǒng)則有升有降。這看似無什么規(guī)律，其實(shí)，它們的結(jié)論是一致的。只要從本母線看出去的變壓器變比增加了

6、，變壓器支路的等值阻抗將增加，短路電流將減?。环粗?，變壓器支路的等值阻抗將減小，短路電流將增加。而230kV系統(tǒng)則在500kV降壓變和本地系統(tǒng)電廠升壓變的作用下，短路電流變化可能有升有降?！　谋?中還可以看到，變比的大幅變化對短路電流的影響相對較小，其中，NUCPANT站的短路電流變化幅度較大，其它的廠站變化相對較小。這是由于NUCPANT站的等值阻抗受連接在此站的兩臺升壓變的影響較大之故?！　?.2充電電容和并聯(lián)補(bǔ)償?shù)挠绊憽　〕诔绷鞯亩搪冯娏饔?jì)算外，短路電流計(jì)算一般均不考慮線路充電電容、線路高抗、低壓并聯(lián)電容器、

7、電抗器等設(shè)備的影響。表2給出了考慮充電電容和并聯(lián)補(bǔ)償與否的四種組合方式下，其短路電流計(jì)算結(jié)果的變化情況。其中，C表示線路充電電容，S表示節(jié)點(diǎn)并聯(lián)補(bǔ)償，未列出的初值條件與經(jīng)典方法的設(shè)置相同?！　　　∮杀?可見，考慮并聯(lián)補(bǔ)償時，短路電流的變化相對較小，而且，考慮并聯(lián)補(bǔ)償后，短路電流的變化有升有降，其中，若是容性補(bǔ)償占主導(dǎo)影響，短路電流增加，反之，則下降；考慮充電電容時，短路電流的變化幅度較大；若同時考慮充電電容和并聯(lián)補(bǔ)償，其影響是兩者的疊加。　　2.3節(jié)點(diǎn)電壓值的影響　　節(jié)點(diǎn)電壓的變化時，基于等值電壓源法的短路電流計(jì)算結(jié)果與

8、電壓值保持線性關(guān)系，所以，表3僅列出了部分節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果比較。　　　　　　　　　　　　2.4發(fā)電機(jī)的出力和功率因素的影響　　在短路電流計(jì)算中，除基于潮流的短路電流計(jì)算外，發(fā)電機(jī)一般設(shè)為空載，所以，發(fā)電機(jī)的空載電勢與其端電壓相同。若發(fā)電機(jī)處于負(fù)載狀態(tài)，其空載電勢將大于發(fā)電機(jī)端電壓，且在有功功率相同的情況下，功率因素越低