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。在此录入短路电流计算中所要用到的发电机参数。
（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：
算功能
障方式障类型障地点
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：
Ts1
①
Te1
Ts2Ts3
②③
Ts4Ts5
Te2Te3
④
Te4
⑤
Te5
Ts1Ts1Ts1Te1Te1Te1
0T
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
(2) 母线电压
2. 图形支持环境结果显示
在图形支持环境的运行模式下，对于已经定义的短路计算作业可以浏览和打印其网络结构和短路故障信息，若该作业的计算已经结束，则短路电流的计算结
果也将自动显示于单线图上。 （
1）选择作业
当完成了作业定义后，可以选择短路作业：
选择某一作业号后，点击“确定”按钮，即显示该作业的电网结构和短路故障，如果该短路计算作业的计算已完成，其短路计算结果也会显示在单线图上。 （
2）短路电流结果设置
选择菜单“格式｜短路结果”项，弹出设置选项窗口如下：
在该窗口中可以设置短路计算结果的内容和格式，其中：“方式”框决定短路电流计算结果的标注方式：若选择“所有故障点的短路电流”则标注所有故障点的短路电流；若选择“指定故障点的短路电流及支路电流”并单击“选择”按钮，则弹出指定故障点窗口并选择故障点；“内容”框决定了短路计算结果的内容，可以选择正序电流、负序电流、零序电流、A 相电流、B 相电流和C 相电流等六种之一。 （3） 结果显示
以作业1为例，得出标注其正序电流的短路计算结果图如下：
四、实验报告
实验完成后要求完成有关短路计算的实验报告，内容如下：
1、 在文本方式下的短路计算结果的报表（Excel 格式并将其内容粘贴到
Word 文档中）；
2、 在图形方式下短路计算结果的图形显示（用屏幕粘贴的方式粘贴到
Word 文档中）；
3、对结果进行分析（文字说明）。
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