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。

0 @; P, r& v/ g: B1 ~3 p( \2 i[ 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：
' ]% ]" w' v/ Z/ A1 F: |1）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。
& d2 |3 l* y# \" o4）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。
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。
7）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
, s- g" w% a, o0 ]) d1 Z0 P* R8 y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，
8 `# G4 X" Z' m3 i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？
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？
! K$ h9 z! M5 O5 \
/ l: K+ c' k: y0 ?( a" G
& t" U& c% M- v4 {% t

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。
# C7 I) ?4 H  K. ~借宝地引个小问题，我一直认为在同一个位置的三相 ...

( k) ?$ C# _. M, T9 {# ?+ d3 l) p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。
; |$ a1 W8 A! d, o- m0 N7 d# T# Y
+ P, d7 F" r( g' Y0 |5 D+ g4 e

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
( U, S3 P/ b- N& Y9 q; P1、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？
下面把数据列出如下：（大家有兴趣可以看下书本的例题）
输入DAT文件：
(POWERFLOW,CASEID=7节点,PROJECT＝7节点例题)
$ V# X; }; _9 W' `/MVA_BASE=100.\
6 }8 l: ]) h/ R% d4 _( w/NETWORK_DATA\
.B卡，7个节点
B     系统1   115.01   
2 L. w" l) g7 E$ G( F5 RB     系统2   37.001   
% g# o0 e* |2 Q& r+ kB     B1      1.0001
1 Y: R1 G% R9 C: cB     B2      1.0001
3 z5 i: K$ q/ Y; h( |) u5 MB     发电机1 6.3001
  W0 J  W6 B8 N% W& D2 \+ s$ SB     发电机2 6.3001
B     发电机3 6.3001

.L -----------------  transmission lines ------（注意，此值为限抗器阻抗值）
L     发电机2 6.30 发电机3 6.30             0.4360
, `) t; \+ S# {4 v5 X$ _7 A: ^.T ----- transformers ---------
0 ~; j* P6 ?9 Y! o1 Q8 o  X.双绕组变压器：
: K& j. z$ b! p; X5 N7 ~T     系统1   115. 发电机1 6.30             0.1750            115. 6.30
.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)
: A  \5 B2 U% m  X  iT     系统1   115. B1      1.00             0.3490            115. 1.00
. D2 i; p( V0 G. {% V3 I. FT     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
! {5 L/ Z& p1 t! h
T     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
& C6 U+ m$ L; @5 cT     发电机3 6.30 B2      1.00             0.0001            6.30 1.00
(END)
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）
3 k7 E* N* i: z: d( HCASE 7节点   
M   发电机16.30                      0.216
8 |  L  w; l, EM   发电机26.30                      0.416
M   发电机36.30                      0.416
% D+ m0 X+ L) j$ u! F  j5 zM   系统1  115.                      0.076
M   系统2  37.0                      0.877
99
( R7 m0 b% j0 b4 V: b
& ?7 I1 n1 v2 `
+ A1 u% \% h! e5 i) E计算结果：
1 `  E1 Q3 V+ p2 {# _07/27/2008    01:21:49 pm     
------------------------------------------------------------------------------
# F/ x" k' o, U9 V( c. I
  K1 ]0 C$ m8 i6 t+ h9 K 单个母线三相短路故障基本信息汇总：
----------------------------------
) M* H, c4 \- c, G# y9 u! j; P 节点名:                      发电机3
基准电压:                      6.3 kV
分区:                        01
  Z$ \5 v& a" V7 x2 ^2 _ 开关额定遮断电流            200.0 kA
8 A5 A3 I  ^" v% V6 G7 N8 X 短路阻抗:                     0.0000 +j 0.1327 (pu)     0.00 +j  0.05 (欧姆)
  R: n9 l9 r9 m2 F" G 短路容量:                       753.31 MVA
短路电流:                    69.04 kA
冲击电流:                      97.6 kA
开关遮断容量越限情况         No

5 H3 @! v: o; A) S 07/27/2008    01:21:49 pm     
------------------------------------------------------------------------------

! G5 q9 X1 @; O) @( U 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
------------------------------------------------------------------------------------
* n6 m8 _9 Y. A6 j 节点名   基准电压      电压       角度       节点名   基准电压      电压       角度
$ @9 O# `; k5 s/ t# h, u0 b+ V# L B1         1.0 kV     0.50 kV    0.00 DEG    B2         1.0 kV     0.00 kV    0.00 DEG
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
( t; g' w' V. }% T8 b+ m 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
; l- _  U3 [& N: X1 q- U
3 m, Y2 O$ [. C& c5 z; r1 D6 ~$ e9 F 07/27/2008    01:21:49 pm     
6 E/ k! P2 M8 h  u! s4 W. m  q ------------------------------------------------------------------------------

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
, S/ O6 r) G) f( z- @3 h4 B5 D ---------------------------------------------------------------------------------------
' B# n; l$ N, y 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
8 D- {" r1 J0 r( d" q  K 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
  A5 F1 z0 b: r! N5 a 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     
------------------------------------------------------------------------------

7 ^; E6 H0 u( v  k, I1 b 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
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
, a3 u0 ^5 B. O, M6 U 系统2     37.0 kV  B2         1.0 kV   1     11.9    0.00    0.0    0.00    2.65   90.00
0 g9 E9 u9 t3 \8 O0 _
07/27/2008    01:21:49 pm     
------------------------------------------------------------------------------
& x4 p4 ?! g  a# K( j! I7 u% C
6 h2 D6 l& Z! F9 x( ]) i 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
7 i7 k$ [; q' y ---------------------------------------------------------------------------------------
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
0 d0 Q8 D2 X' I7 D 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
' I  W2 \- O2 C6 ]' [! {% c 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
) @. ^  q  B5 R% l8 t1 X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
6 S/ x% ~  B4 q, x' H$ H结果计算得出来的结果跟书本例题误差较大
6 ]% {0 V) c4 |5 J, i2 @/ }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。
" y; W9 X- |" a1 Y8 Y" Q+ i觉得应该是输入发电机的M卡数据出现误差
用户手册里面提及：
$ q/ a( U6 D* V! @1 ~  d“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。
4 n2 q# {5 d- @, W+ q1 H0 z' H1 n' j●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。”
0 O, P8 h! U  k: m9 u1 P    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。
, U3 v$ Z2 s9 x; E, \' i' O. F3 s    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。
5 ~+ ]& S# {7 m3 Z7 Q) _    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。
" O+ N* @" J' Q8 R6 U* U# H+ E
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
输入DAT文件：
; d$ k! g  Q$ a' R(POWERFLOW,CASEID=5节点,PROJECT=5节点例题)
/MVA_BASE=50.\
/NETWORK_DATA\
B     发电机1 10.501
B     发电机2 10.501
; T4 i6 P6 o% c# J% gB     节点1   115.01
5 G0 F/ O1 Z6 U( d6 k0 pB     节点2   115.01
) f9 i  z2 l6 N, vB     节点3   115.01
.L -----------------  transmission lines ----------------------------
L     节点1   115. 节点2   115.             0.1         
; t! T# N% S+ j! l, zL     节点1   115. 节点3   115.             0.1         
. X5 N$ s! m5 s( y& H" iL     节点2   115. 节点3   115.             0.1         
0 a5 |; h4 z7 F; H6 @# [4 v& x1 B.T ----- transformers ---------
T     发电机1 10.5. 节点1  115.             0.05               10.5 115.
T     发电机2 10.5. 节点2  115.             0.025              10.5 115.
(END)
, U$ ~& F: q3 j
输入SWI文件：
$ A0 e0 F3 z6 z5 P2 L$ LCASE 5节点   
' c# T' W  C% Z0 a. B+ `' ~2 kM   发电机110.5                      0.1
! @& X, f1 h: C  M" w, cM   发电机210.5                      0.05
6 [' B* _9 e( Y- F' ^% d5 l! W99

下面是按照基准容量为100MVA的情况的
DAT文件：
3 M$ Q; G5 l: h7 ?3 v* T(POWERFLOW,CASEID=5节点,PROJECT=5节点例题)
. X5 ]% i2 V. ~, ~8 }. [8 `# O* r/MVA_BASE=100.\
5 W8 p* L" A' h0 R5 Z/NETWORK_DATA\
& t( b6 t" L, T- k+ NB     发电机1 10.501
* {# |7 u# K& B+ l5 a3 G: F" j* Q5 HB     发电机2 10.501
) X! E( K1 w* U. [B     节点1   115.01
B     节点2   115.01
B     节点3   115.01
- P$ P. P' U( o2 l$ [3 j.L -----------------  transmission lines ----------------------------
L     节点1   115. 节点2   115.             0.2         
L     节点1   115. 节点3   115.             0.2         
L     节点2   115. 节点3   115.             0.2         
.T ----- transformers ---------
6 i& g! g, ?9 Q: ^+ k9 TT     发电机1 10.5. 节点1  115.             0.1               10.5 115.
: W0 v+ ~9 p& WT     发电机2 10.5. 节点2  115.             0.050             10.5 115.
9 E: S8 w! f) r& ?7 d（END）
; `4 l' v. X) J+ U
  G, ?3 a! }' x% u( F" ?SWI文件：
% I8 A) y1 f9 d, dCASE 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
M   发电机210.5                      0.1
8 a; ?) Y: R4 A, E3 m1 t0 E: r6 X99
- X* L5 e7 |5 e0 \# U8 s) O5 M8 B
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
  m. m4 r' r( M' q2 g4 f也打算对照书本例题用BPA软件计算一下
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
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？
8 E- H) y3 r/ F7 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
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？
0 i3 d; `* l5 a& ]" Z/ v9 {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……