PDF《短路电流直流分量实用计算方法研究》

500 kV母线短路电流直流分量 Fig.

5 DC component of short circuit current of

500 kV bus 由表

1、

2 可知, 程序计算的上海电网

500 kV 厂 站母线三相故障直流分量衰减时间常数与 EMTP 计 算值的相对误差在 5%以内, 直流分量数值相对误差 在10%以内;

而且由图

4 可知, 二者计算所得直流分 量衰减趋势一致, 所编写程序具有良好的准确度. 此外, 在计算上述

4 个地点的直流分量时, 如果 使用所编程序只需进行一次代数扫描计算(大约 秒级)即可得到结果.而如果使用 EMTP 软件, 需要分 别在

4 个地点设置三相短路, 分别求解电磁暂态微 分方程, 然后再分别用波形分离软件从各自的全电 流瞬时值波形中分离出对应的直流分量.再考虑 到文中所编程序使用的是电网企业精心维护的电 网机电暂态基础数据, 在使用之前不必进行电网等 值和转换.而在用 EMTP 软件进行仿真计算前, 因 为其能运行的电网规模有限, 需先对不关注的部分 进行等值, 再对等值后规模减小的网络建模, 所以 用所编程序大大减少了工作量, 工程实用性较强. 3.2 上海电网三相短路电流故障录波分析 外二厂

500 kV 主接线见图 6,

500 kV 的II 母线 表1

500 kV母线短路电流直流分量 Table

1 DC component of

500 kV bus short circuit current t/ms

0 10

20 30

40 50

60 70

80 泗泾 程序/ kA 57.75 48.35 41.38 35.85 31.39 27.76 24.76 22.26 20.15 相对误 差/% 4.36 -1.95 -4.57 -4.26 -3.50 -1.77 0.26 2.53 5.30 EMTP/ kA 55.23 49.29 43.27 37.38 32.49 28.25 24.70 21.70 19.09 外二厂 程序/ kA 76.73 65.63 57.27 50.69 45.42 41.14 37.60 34.62 32.09 相对误 差/% 5.98 1.39 -0.14 1.31 2.65 4.00 5.64 6.79 8.51 EMTP/ kA 72.14 64.72 57.34 50.02 44.22 39.49 35.48 32.27 29.36 徐行 程序/ kA 76.09 62.79 52.70 44.79 38.49 33.42 29.28 25.85 22.99 相对误 差/% 6.50 0.80 -1.54 0.17 2.13 2.73 4.46 5.04 5.86 EMTP/ kA 71.15 62.29 53.51 44.71 37.67 32.51 27.97 24.55 21.64 杨行 程序/ kA 78.27 66.03 56.75 49.44 43.59 38.83 34.90 31.60 28.80 相对误 差/% 4.19 -1.13 -3.12 -1.71 -0.01 0.85 2.49 4.38 3.62 EMTP/ kA 74.99 66.77 58.52 50.28 43.60 38.50 34.03 30.22 27.75 考虑到电网企业有对选定的节点集合逐点扫 描计算短路电流的需要, 即扫描计算, 编程时增加 了计算模式的选择.为避免输入数据过程过于繁 琐以及满足实际工程的需要, 该程序直接读取 PSS/ E 潮流数据(.raw)形成节点导纳矩阵;

为了排除无用 数据避免程序运行时间过长, 设计程序读取文件数 据时采用非顺序读取技术.考虑到个别电网的特 殊性, 如电网中存在等效恒压电压源、 单条母线连 接多个电机、 元件是否投运、 三绕组变压器是否全 部投运等情况, 编程时针对这些特殊性做特殊处 理, 并对形成的节点导纳矩阵进行修正.为了程序 初始使用者能更方便地使用程序计算直流分量, 编 写了良好的人机界面.

3 案例分析 3.1 上海电网短路电流直流分量衰减特性分析 基于电磁暂态仿真软件 EMTP 对上海电网等值 建模, 共包括

118 台发电机、

108 台二绕组变压器、

50 台三绕组变压器、

192 个网络负荷和

441 条输电 线路.分别用 EMTP 计算等值后上海电网

500 kV 节 点发生三相短路时短路电流情况, 分离出直流分 量、 计算出

40 ms 时刻的时间常数 Ta, 并与所编写直 流分量实用计算程序所得对比分析, 详情见表