PSD-SCCP 电力系统短路电流程序用户手册

2 短路电流计算程序的功能和特点

2.1 程序的主要功能和特点

Windows 版 PSD-SCCP 电力系统短路电流计算程序的主要功能和特点如下： ·\?7X以进行交直流系统的对称和不对称故障情况下的短路电流计算；

·\?7X以对全网，或对系统中任意指定的某一区域、某一电压等级范围内的所有节点 的短路电流水平进行扫描计算；一次给出各节点的三相短路，或单相短路情况下的短路 电流水平，短路容量、冲击电流、等效短路阻抗等；

·\ば1X路电流扫描计算还可自动提示各变电站断路器的遮断容量是否越限；

·\?7X以任意指定节点进行各种形式的单一短路故障计算。除了给出指定节点的短路

电流，短路容量，等效短路阻抗外，还可给出指定节点故障后与其一级至三级相邻的节 点电压及分支电流（包括幅值和相角、相分量和序分量）；

·\?5X任意指定节点还可对与该节点相联的线路进行轮流开断模拟，计算出相关元件

断开后指定节点的三相短路电流水平以及分支电流分布；

·\?7X以任意指定在某一线路上任何位置进行各种形式的单一短路故障计算，给出故

障线路及与其一级至三级相邻的母线节点电压、分支电流（包括幅值和相角、相分量和 序分量）；

·\?5X任意指定线路进行三相短路故障计算时，还可计算出线路两端断路器一侧分别

开断后，与故障线路一级相邻的节点电压及分支电流；

·\?7X以任意指定某一线路，对其进行单相短路故障全线扫描，给出与该线路一级至

三级相邻支路的零序电流变化规律，作为研究零序电流分量分布对邻近通讯线路干扰的 基础。

·\?7X以对系统进行多端口阻抗等值计算，任意选择所要等值的节点，给出各节点之

间的等值阻抗参数（包括正序参数、负序参数、零序参数）。

·\?7X以在已有拓扑结构的基础上断开部分支路，计算系统拓扑结构变化后的短路电

流、短路等效阻抗及多端口阻抗等值。

2005 年 9 月 ·2·

中国电力科学研究院系统所

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·\?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