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北极星电力网技术频道 作者:吕文杰 2005/12/16 0:00:00
摘要：利用PSS/E程序丰富的短路电流计算功能和灵活的短路电流初值设置条件，分析了影响短路电流计算结果的一些关键因素，对基于潮流的短路电流计算经典计算方法和IEC推荐方法进行了比较，据此，提出了利用全接线、全开机的潮流文件进行最小等值阻抗计算，再利用节点最高运行电压计算其最大短路电流的计算方法。
关键词：短路电流；计算方法；等值阻抗
三相短路电流计算是电力系统规划、设计、运行中必须进行的计算分析工作。目前，三相短路电流超标问题已成为困扰国内许多电网运行的关键问题。然而，在进行三相短路电流计算时，各设计、运行和研究部门采用的计算方法各不相同，这就有可能造成短路电流计算结论的差异和短路电流超标判断的差异，以及短路电流限制措施的不同。
如果短路电流计算结果偏于保守，有可能造成不必要的投资浪费；若偏于乐观，则将给系统的安全稳定运行埋下灾难性的隐患。因而，在深入研究短路电流计算标准的基础上，比较了不同短路电流计算条件对短路电流计算结论的影响，以期能为电网短路电流的计算和限制提供更切合实际的方法和思路。
1、短路电流计算方法
经典的短路电流计算方法为：取变比为1.0，不考虑线路充电电容和并联补偿，不考虑负荷电流和负荷的影响，节点电压取1.0，发电机空载。
短路电流计算的标准主要有IEC标准和ANSI标准，中国采用的是IEC标准。
国标规定了短路电流的计算方法、计算条件。国标推荐的三相短路电流计算方法是等值电压源法，其计算条件为：①不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式；②忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳；③具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分接位置；④不计弧电阻；⑤35kV及以上系统的最大短路电流计算时，等值电压源取标称电压的1.1（计算中额定电压的1.05pu），但不超过设备的最高运行电压。
对于电网规划、运行部门，三相最大短路电流计算是主要的计算内容。计算中，各电网、电网内的不同部门可能采用不同的计算条件。差别主要集中在变压器变比、节点电压的选取上。变压器变比有取1.0，有取实际运行变比的；节点电压可能取1.0，也可能取1.05。这两者的不同组合均有所采用，显然，这将影响短路电流的计算结果。问题的根源在于计算人员往往根据计算程序的固有设置来计算，而计算程序又缺乏足够的灵活性所致。其实，若了解短路电流计算的要求，计算人员是可以对所得的计算结果进行适当的加工的。有的商业软件也提供了灵活的短路电流计算条件设置功能。
2、影响短路电流计算结果的因素
美国PTI公司的PSS/E程序提供了基于潮流的短路电流计算和采用经典方法、ANSI标准或IEC标准进行短路电流计算的选择。采用IEC标准时，允许用户任意设定短路电流计算的初值条件。可设定的选项包括：①变比选择：1.0或正常变比；②考虑充电电容与否；③计及并联补偿与否；④节点电压值；⑤发电机功率因素。
为此，利用PSS/E程序对其自带的算例进行了不同初值设置条件对短路电流计算结果的影响分析。
2.1变压器变比的影响
由于原算例中的绝大多数变比均为1.0，为比较变比的影响，分别将所有的变比设为0.95、1.0、1.05，假设变比均在高压侧，其它初值条件与经典计算方法的设置相同，计算结果如表1所示。
由表1可见，当变比增大时，500kV电网的短路电流减小，机端的短路电流增加，230kV系统则有升有降。这看似无什么规律，其实，它们的结论是一致的。只要从本母线看出去的变压器变比增加了，变压器支路的等值阻抗将增加，短路电流将减小；反之，变压器支路的等值阻抗将减小，短路电流将增加。而230kV系统则在500kV降压变和本地系统电厂升压变的作用下，短路电流变化可能有升有降。
从表1中还可以看到，变比的大幅变化对短路电流的影响相对较小，其中，NUCPANT站的短路电流变化幅度最大，其它的厂站变化相对较小。这是由于NUCPANT站的等值阻抗受连接在此站的两台升压变的影响较大之故。
来源：四川电力技术
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