基于PSASP的电力系统短路电流的研究

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摘 要 短路电流是电网继电保护装置设计和整定的基础，PSASP是目前国内普遍使用电力系统分析软件，能实现系统的各种复杂的运算分析，可有效实现对网络短路电流的计算。本文说明了利用PSASP进行短路计算的过程及方法，并对PSASP中基于潮流和基于方案两种计算方法的差异进行了分析。

关键词 psasp；三相短路电流；基于潮流的短路计算；基于方案的短路计算

中图分类号：TM713 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-144-1

短路计算的目的是在某种故障情况下，求出短路点的故障电流、电压，及全网各母线电压和支路电流。其中，三相短路电流计算是电力系统规划、设计、运行中必须进行的计算分析工作，其电流是否超标已成为困扰电网安全运行的关键。基于PSASP软件可有效、方便、快捷地实现对电网三相短路电流的计算。本文对PSASP进行短路计算的过程作了说明，并对比分析了PSASP基于潮流和基于方案进行短路电流计算的结果。

1 PSASP介绍

电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package，PSASP），由中国电力科学院研制，主要用于电力系统的运行、设计 、研究。具备多文档界面，可以方便地建立电网分析的各类数据，绘制所需的单线图、地理接线图、厂站主接线图等，在此基础上可以进行各种分析计算，并输出结果。

PSASP程序可以进行简单及复杂故障方式的短路计算，短路计算可以在设定范围内扫描进行，也可在指定地点进行。可基于潮流计算的结果，也可以基于方案进行。

2 算例分析

本文以PSASP自带的WSCC-9节点系统进行算例分析。

WSCC-9节点系统单线图如图1所示。

图1系统根据实际运行情况，规定：节点发电1为平衡节点，节点发电2、发电3为PV节点，节点STNA-230、STNB-230、STNC-230为PQ节点。

在PSASP程序中，变压器、交流电力线路的数学模型分别采用“T”型等值电路和“π”型等值电路。PSASP常用的有恒阻抗、感应电动机负荷、负荷静特性三种负荷模型。若在程序中，将负荷模型改为100%的恒阻抗模型，则计算中不计入负荷电流的影响。本文选取恒阻抗模型进行潮流及三相短路电流的计算和分析。

在PSASP中以“作业”的形式组织短路计算，“作业”信息中确定了电网的结构，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）。PSASP程序提供了两种计算短路电流的方法：基于方案（即网络初值条件）的计算方法、基于潮流计算结果的计算方法。

基于方案的短路计算，其电网结构和正、负、零序参数等均取自所基于的方案，在计算过程中忽略负荷。基于潮流的短路计算方法，其所需基础数据均取自潮流作业的计算数据和潮流计算完毕所得的结果；由进行潮流计算所定义的方案确定电网的负、零序参数；由发电机和负荷模型及潮流结果，确定元件的等值电路和相关参数。

设定全网母线发生三相短路，PSASP软件逐个对全网各母线，按ABC三相短路方式计算。基于潮流和基于方案的短路计算结果如表1。

以上两种计算方法采用的网络数据相同，但基于潮流的短路电流计算结果与基于方案所得的结果都不同。从单个节点的短路电流计算结果的差值来看，短路电流结果相差较大的地方发生在连接发电机端的母线上。上述差异产生的原因一般是假设的计算条件不同，如开路电压的求取、负荷如何考虑等。

3 结束语

利用PSASP软件对系统进行潮流计算和短路计算，减少了工作量，提高了计算速度和准确性。根据所得潮流和短路数据，便于进行网络分析，制定降损措施，及继电保护装置的设计与整定。本文分析了PSASP软件进行短路计算的两种不同方法所得结果的差异，这样就可以针对具体的应用，取相应的短路电流设置条件，以满足实际应用的需要。

参考文献

[1]李光琦.电力系统暂态分析[J].中国电力出版社，2007.

[2]田华，王卿，朱峰，杜林，毛玉宾.基于PSASP程序的短路电流计算结果分析比较探讨[J].电力系统保护与控制，2010，1.

[3]PSASP7.0版短路计算用户手册[M].中国电力科学研究院，2010.

作者简介

郑军超（1987-），男，河南鲁山人，郑州大学电气工程学院2011级硕士研究生，电力系统及其自动化专业，研究方向：电力系统规划与运行分析。

张亚萍（1984-），女，党员，陕西咸阳人，机械设计制造及其自动化，助理工程师，舞阳钢铁有限责任公司。