BPA短路计算学习路上的心得，困惑，共勉

ABC0426

正在学习BPA程序，间中也请教过一些专家，朋友，因此打算把学习当中的问题、疑问列出来，还有个人不断修改练习的总结，希望得到大家的指教，不断学习，不断提高，谢谢。
% w, ^1 x8 D  g3 P/ o+ `, l
[ 本帖最后由 ABC0426 于 2008-7-27 18:28 编辑 ]-%-89744-%-

dsyljh

看了楼主的帖子，觉得楼主很好学，很执着。对短路电流计算谈谈我个人的看法：
7 B3 z1 ~: T# ^1 r" V! z' u1）首先必须明确你要怎样来计算短路电流，基于潮流运行方式还是经典的计算方法（不基于潮流），即使基于潮流，不同的计算程序处理方式还是不一样饿，比如BPA和PSASP。
2）比较传统的做法还是要在M卡中填写发电机基准容量，因为原始发电机参数都是基于发电机本身基准容量给出的。书上的例子只是为了方便。
3）系统等值阻抗可以用等值发电机来代替的，系统等值阻抗相当于一提供短路电流的电源。
4）程序是不考虑运算曲线的，国家标准中采用发电机次暂态电抗的饱和值。
0 d) Q+ V2 x; r& s2 H$ F  t. x7 ^5）目前，不同的国家采用不同的短路电流计算标准，我国采用IEC标准。
6）通过我对BPA、PSASP和PSS/E的比较，在一定的假设条件下，三者可以完全一致。但一般情况下是不一样的。
3 O3 R1 B; j) _) Q7）建议楼主对基于计算机的短路电流计算的算法在好好研究下，可以看下何仰赞的《电力系统分析》。

dvita4

ABC0426 发表于 2008-8-1 16:52
# y* E6 a$ U5 w7 ?4 O- Q今天练习何仰赞的《电力系统分析题解》6-4例题，该例题是两个三绕组变压器的，其中计算得出X3为负数，
2 ^# h8 R' t  u. b# F: v4 S8 w我 ...

楼主好厉害，刚好我正在学习BPA的短路电流计算，受益良多~就是想问一下，6-4例题中，你的L卡和M卡中都填写了电抗0.08，一个是线路电抗，一个是发电机暂态电抗，这个会不会比实际的还要多一组电抗啊？
9 ?6 ^! V) E* M( h0 D  n* @然后我现在是在用bpa自带的短路电流计算程序sccp进行计算，发现潮流不收敛的情况也能计算出结果，但是结果我也不太敢用，想问一下楼主有遇到这种情况吗？
8 E# G8 x+ {/ @# r
1 u6 P9 @& _$ Y- J

ABC0426

王致远 发表于 2010-1-19 18:53
首先敬佩楼主认真的态度，世界上什么事情就怕这两个字。
0 ~9 X7 T8 v) C8 u6 C) V+ K7 A借宝地引个小问题，我一直认为在同一个位置的三相 ...

  H3 Y+ B) i& [% |6 b& M还是要看阻抗的 ，电网里面变压器接地点多，零序阻抗小，就会出现单相接地短路电流大于三相的。因此，实际运行中，一个站里面，比如有三台主变，一般只有一台主变的中性点接地。

, W/ T% @2 L" }' A7 \% r

ABC0426

我对着书本的例题用BPA短路程序计算，当中，有两个问题疑惑着我
1、限流电抗器怎么输入卡片？因为用户手册里面没有提及电抗器。分析之后，觉得只能手算电抗器的标幺值之后，把它当作线路阻抗值，输入L卡中。
2、该例题是有两个系统、三台发电机组供电，当填写SWI文件的M卡的时候，没有填写系统。
后来发现计算结果比例题的小十几kA左右，就回头检查。才发现没有考虑到了两个系统的供电。但是用户手册里面没有提及系统的处理方式，但页只能作为发电机来处理了，把系统的阻抗值当做发电机的次暂态电抗来处理。这样处理之后，计算的结果 ，跟例题相符。不知道对不对呢？
' ~+ b! b6 Q. ]* y+ B  i6 [) `( f' W下面把数据列出如下：（大家有兴趣可以看下书本的例题）
6 H3 B1 ^7 W4 O( w- [1 Q! R( W输入DAT文件：
(POWERFLOW,CASEID=7节点,PROJECT＝7节点例题)
) x& v4 e& C# r/MVA_BASE=100.\
/NETWORK_DATA\
.B卡，7个节点
9 i  [' w: O3 B/ tB     系统1   115.01   
B     系统2   37.001   
B     B1      1.0001
B     B2      1.0001
B     发电机1 6.3001
% D& t0 B6 U' E: {# @B     发电机2 6.3001
6 U5 Q$ Q+ D4 ?0 sB     发电机3 6.3001
) j9 q& C, m: a. v4 a5 p+ p
, g% J$ q1 z+ ~) |' _2 Z8 U.L -----------------  transmission lines ------（注意，此值为限抗器阻抗值）
, {- R# u0 F4 V( }7 R' H- S+ XL     发电机2 6.30 发电机3 6.30             0.4360
.T ----- transformers ---------
0 V7 W) i) e9 [* h  r: D4 g/ E.双绕组变压器：
T     系统1   115. 发电机1 6.30             0.1750            115. 6.30
& k8 K/ B6 w. s, O6 v# B# U+ X.三绕组变压器：(注意，如手算出现零值的，用0.0001；如输入0，则出错)
T     系统1   115. B1      1.00             0.3490            115. 1.00
T     系统2   37.0 B1      1.00             0.1900            37.0 1.00
T     发电机2 6.30 B1      1.00             0.0001            6.30 1.00
$ m( j' |) M* w& p) i; s% X
, K* Q* L2 n! X* d3 y! LT     系统1   115. B2      1.00             0.3490            115. 1.00
T     系统2   37.0 B2      1.00             0.1900            37.0 1.00
2 e0 J. D/ o) U$ m7 zT     发电机3 6.30 B2      1.00             0.0001            6.30 1.00
0 U# C% i  w, m& Y- A, b+ i(END)
  \. |2 b0 Q* L' K输入SWI文件：（注意，此处为三相短路计算，所以不输入零序数据）
) n0 T/ F9 j) H7 nCASE 7节点   
( M6 G4 P; n: W, k7 o0 ~M   发电机16.30                      0.216
4 u3 @5 ]: h- v$ S6 I2 o- EM   发电机26.30                      0.416
M   发电机36.30                      0.416
/ U  Y( n1 O0 Q3 b* O4 c9 |1 xM   系统1  115.                      0.076
M   系统2  37.0                      0.877
2 P$ p) o7 j4 h) }99


计算结果：
+ c% c1 F. b: C: J# j" k07/27/2008    01:21:49 pm     
------------------------------------------------------------------------------
: X" a) X/ {: l7 g
单个母线三相短路故障基本信息汇总：
----------------------------------
节点名:                      发电机3
  i9 u0 [$ _8 a( Y/ O 基准电压:                      6.3 kV
分区:                        01
$ N- i1 s, h& }; ]/ _! C 开关额定遮断电流            200.0 kA
短路阻抗:                     0.0000 +j 0.1327 (pu)     0.00 +j  0.05 (欧姆)
短路容量:                       753.31 MVA
% c& Q0 ?6 ]% @5 x; @ 短路电流:                    69.04 kA
冲击电流:                      97.6 kA
$ k3 P6 u! |7 |5 N 开关遮断容量越限情况         No

5 H7 A+ r4 I9 ?8 } 07/27/2008    01:21:49 pm     
------------------------------------------------------------------------------
, k: J; R# \  V
三相短路故障时刻系统各节点电压和相角（线电压有名值）：   故障节点：发电机3    6.3 kV
------------------------------------------------------------------------------------
节点名   基准电压      电压       角度       节点名   基准电压      电压       角度
2 E2 G; E  h8 {, t B1         1.0 kV     0.50 kV    0.00 DEG    B2         1.0 kV     0.00 kV    0.00 DEG
7 Z* ?" F+ c4 o% F 发电机1    6.3 kV     5.60 kV    0.00 DEG    发电机2    6.3 kV     3.14 kV    0.00 DEG
发电机3    6.3 kV     0.00 kV    0.00 DEG    系统1    115.0 kV    91.94 kV    0.00 DEG
系统2     37.0 kV    11.94 kV    0.00 DEG

07/27/2008    01:21:49 pm     
; _* n  o+ x+ P5 G ------------------------------------------------------------------------------

一级相邻的母线电压及分支电流：   节点：发电机3   6.3 kV  三相短路    单位：kV, kA, Deg
---------------------------------------------------------------------------------------
5 m0 R' u/ ?1 ]5 {% v 节点I    基准电压  节点J    基准电压  PAR   I侧电压和角度  J侧电压和角度  分支电流和角度
发电机2    6.3 kV  发电机3    6.3 kV   1      3.1    0.00    0.0    0.00   10.48   90.00
B2         1.0 kV  发电机3    6.3 kV   1      0.0    0.00    0.0    0.00  230.12   90.00

07/27/2008    01:21:49 pm     
------------------------------------------------------------------------------

二级相邻的母线电压及分支电流：   节点：发电机3   6.3 kV  三相短路    单位：kV, kA, Deg
---------------------------------------------------------------------------------------
节点I    基准电压  节点J    基准电压  PAR   I侧电压和角度  J侧电压和角度  分支电流和角度
! P+ C8 O/ q+ s( E: {- L3 Y- A" t 发电机2    6.3 kV  B1         1.0 kV   1      3.1    0.00    0.5    0.00    0.57   90.00
系统1    115.0 kV  B2         1.0 kV   1     91.9    0.00    0.0    0.00    1.15   90.00
系统2     37.0 kV  B2         1.0 kV   1     11.9    0.00    0.0    0.00    2.65   90.00
$ H. ?- c3 p, H* _5 D9 m+ c+ A+ m
07/27/2008    01:21:49 pm     
, f. v( L3 h: @& y8 k! @- P ------------------------------------------------------------------------------
# K" H6 r. I. r2 s3 z2 b0 M. Q8 O
三级相邻的母线电压及分支电流：   节点：发电机3   6.3 kV  三相短路    单位：kV, kA, Deg
  h- J% R7 z. J ---------------------------------------------------------------------------------------
6 n" X6 Y& I2 D 节点I    基准电压  节点J    基准电压  PAR   I侧电压和角度  J侧电压和角度  分支电流和角度
系统1    115.0 kV  B1         1.0 kV   1     91.9    0.00    0.5    0.00    0.43   90.00
B1         1.0 kV  系统2     37.0 kV   1      0.5    0.00   11.9    0.00   53.40   90.00
, V# w3 _2 b4 f- Q7 j9 v8 w) S 发电机1    6.3 kV  系统1    115.0 kV   1      5.6    0.00   91.9    0.00    4.70   90.00

ABC0426

下面是一些操作过程以及单线图结果（当初限流电抗器的问题就是从单线图里面想到的，因为把限抗器当线路来处理，那么画单线图的时候，直观上就显示不出电抗器了，所以也不知道上面的计算是否合理呢）

ABC0426

不好意思 不小心 图片上传重复了

ABC0426

对着例题用BPA计算
6 C2 G% Q/ ]' u7 B$ f这个例题是基准容量为50的
因此我自己试着手算，基准容量为100MVA然后计算
2 L8 H3 L) X9 d% B' o8 T结果计算得出来的结果跟书本例题误差较大
8 K$ r* u0 m3 [$ t于是反复修改，最后没办法，按着书本计算的值用程序算一下，结果跟例题的一致。
于是回头分析之前的误差原因。
. z$ t: Q; N+ a/ j- t+ s觉得应该是输入发电机的M卡数据出现误差
: i2 i( U* \7 V& m- M5 m用户手册里面提及：
: \2 W) p& A0 ]7 j, y( n“如从PSD-BPA暂态稳定计算程序SWI数据文件中读取发电机次暂态电抗参数Xd”时可能会遇到下述情况，此时程序将采取不同的处理方式。
2 q0 S2 ^6 s# Q, e$ P( l( E●描述发电机次暂态参数的数据卡片“M卡”中17列～21列填写了发电机容量，38列～42列填写了Xd”参数。则表明该发电机的次暂态电抗参数Xd”是基于本机容量。程序会自动将本机标么参数Xd”转换为系统基准容量下的标么参数，然后进行计算。如“M卡”中17列～21列未填写发电机容量，则程序认为发电机的次暂态电抗参数已经归算到系统基准容量下，可以直接进行各种短路计算。”
! N; ]2 g; j% o1 t    因此我输入发电机的容量、次暂态电抗（没有经过换算，直接采用例题给出的值0.2）。然后计算，计算结果跟例题误差大。
* o7 G2 P" ^( v. y/ ~: w    我尝试，手算，将0.2换算到基准容量为100MVA时的值，输进去，计算（此时所有的值都是基于基准容量为100的），结果跟例题一致。
+ V& G* y; z0 P4 D% o! j4 w    不知道问题处在什么地方，反正以后吸取教训，M卡中不输入发电机的容量，然后将给出的次暂态电抗换算到基准容量100MVA下的值，再输进M卡。
% d" I  l  k7 {) e5 O
( Q: Z) d, U9 |下面的是按例题的值输入程序的，就是基准容量为50MVA的情况
$ S6 F4 t9 y2 K+ `; ]8 e输入DAT文件：
(POWERFLOW,CASEID=5节点,PROJECT=5节点例题)
/MVA_BASE=50.\
% F" L  J' w2 k! B. J5 ?, l8 _7 J/NETWORK_DATA\
B     发电机1 10.501
B     发电机2 10.501
B     节点1   115.01
, s- o3 c5 u% Y8 |$ R4 ?6 J( NB     节点2   115.01
, }% b; V8 N9 r0 C1 N; K1 rB     节点3   115.01
" W' }2 N" r% @7 d5 b.L -----------------  transmission lines ----------------------------
L     节点1   115. 节点2   115.             0.1         
0 n8 Q, P$ F* [9 J' h+ ]; e; j3 qL     节点1   115. 节点3   115.             0.1         
: X3 \+ E& s0 _) ]3 {% @# a% A& cL     节点2   115. 节点3   115.             0.1         
.T ----- transformers ---------
T     发电机1 10.5. 节点1  115.             0.05               10.5 115.
. B* l/ t0 S" K1 m) `- ZT     发电机2 10.5. 节点2  115.             0.025              10.5 115.
. x  u4 ~. U# n6 w5 e: D' p (END)
) W5 {4 G/ D! ~. C
输入SWI文件：
CASE 5节点   
M   发电机110.5                      0.1
M   发电机210.5                      0.05
" L. c$ c! E# a99
# b: a8 ~+ q. Y" Z5 s1 x3 m0 l
下面是按照基准容量为100MVA的情况的
DAT文件：
# M4 u, T& N; b2 s(POWERFLOW,CASEID=5节点,PROJECT=5节点例题)
3 C3 S, @( a, G& h/MVA_BASE=100.\
/NETWORK_DATA\
B     发电机1 10.501
B     发电机2 10.501
B     节点1   115.01
7 G$ b- z5 S/ d8 B7 l' V- YB     节点2   115.01
B     节点3   115.01
.L -----------------  transmission lines ----------------------------
3 \  i, M" I2 t1 YL     节点1   115. 节点2   115.             0.2         
8 z* A/ s3 p2 K; z: E- I( W3 aL     节点1   115. 节点3   115.             0.2         
2 v3 l" G0 ?& K4 UL     节点2   115. 节点3   115.             0.2         
1 y4 t( k8 i7 ?$ B- N2 A! V.T ----- transformers ---------
: ]3 r$ T0 z8 S- R$ `& s! _T     发电机1 10.5. 节点1  115.             0.1               10.5 115.
5 F, w# `" u  Q) X8 z2 K7 IT     发电机2 10.5. 节点2  115.             0.050             10.5 115.
（END）
1 T6 r( p' \0 l  J* j
SWI文件：
CASE 5节点   
.   不要输入额定S，手算将Xd"转换为基准S下的值再输入
M   发电机110.5                      0.2
4 n! v$ R- m+ \5 {M   发电机210.5                      0.1
" |+ i) g4 y1 R- u99
/ n) h! H# d1 Q, m# ]8 U
计算两种情况计算结果一致。跟例题一致。

ABC0426

3-2例题的单线图计算结果：

ABC0426

下阶段开始进行不对称短路计算
; j- U3 {2 d  j" _也打算对照书本例题用BPA软件计算一下
, l6 e3 t# k2 V起码看结果可以知道自己做得对不对
但是还有个问题困扰着
5 S  I/ B; W" u- N- |1 i三绕组变压器、三个单相组成的三相变压器、自耦变压器的零序阻抗怎么输到XO卡里面呢？
; {( D; T3 B" i" X有时间再摸索一下，也请大家指点一下，谢谢

ABC0426

看到运算曲线的内容的时候，回头看BPA短路用户手册，没有提及运算曲线的资料
# C/ w, s6 V4 s3 U( m6 f不知道程序是如何考虑发电机供电的呢？不需要运算曲线还是？
+ K. @$ i6 Z! S* A尝试着用程序计算暂态书中的例题3-4，误差很大，迷惑中……

ABC0426

还有，不知道短路程序的 “系统多点等值阻抗计算” 这个功能用来做什么的呢？难道跟发电机供电的回路有关？用等值来替代发电机？想不明白ING……