ETAP的三相短路电流计算与传统实用计算比较分析

ETAP的三相短路电流计算与传统实用计算比较分析

作者：张慧华 黄辉 戈睛天 来源：《硅谷》2011年第03期

摘要： 用ETAP的IEC标准短路电流计算模块对小系统算例进行仿真计算，并和传统实用计算结果比较。计算结果表明，调整某些设置后ETAP的计算结果与实用计算结果更加接近。

关键词： ETAP；IEC；短路电流；实用计算

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0210188－02 0 前言

短路是电力系统的严重故障。发生短路时，短路回路的阻抗很小，短路电流很大，其值远远大于额定电流。过大的短路电流会使电气设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使系统电压大大降低，破坏用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果，就需要计算出短路电流，用以正确选择电气设备，合理配置继电保护和自动装置。

短路电流计算的的一个关键问题是短路电流计算方法的精确性。目前世界上两个应用较广的短路电流计算标准分别是国际电工委员会的IEC909标准和美国的ANSI标准。我国的国家标准《三相交流系统短路电流计算》等效采用了国际电工委员会的IEC909标准。 ETAP（Electrical Transient Analysis Program）是国际通用的电力系统分析计算软件。目前，ETAP软件包含了短路电流计算在内的二十多个模块，其中短路电流计算模块提供了IEC和ANSI两种短路电流计算标准，用户可以通过界面操作自行选择。本文选择ETAP软件的IEC标准短路电流计算模块对三个小系统算例进行仿真计算，并将计算结果和传统实用计算结果比较、分析，为应用ETAP软件进行短路电流计算的读者提供几点参考结论。 1 ETAP的IEC标准短路电流计算与传统实用计算比较 1.1 三相短路电流初始值（次暂态电流）的计算

根据IEC标准，对于网状电网内的三相短路，在短路点用一等效电压

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

IEC标准考虑到了不同支路有不同的时间常数X/R，从而有不同的冲击系数 。根据不同要求的计算精度，IEC标准给出了三种方法计算冲击系数： 方法A，取网络中R/X最小(或X/R最大)的支路的R/X值(或X/R值)；方法B，考虑到对具有复阻抗的网状电网进行简化时，用比值R/X可能产生的误差，对原有的冲击系数乘上安全系数1.15；方法C，考虑等效低频[1-3]。具体计算方法可参考IEC标准。ETAP软件同样提供了峰值电流的三种计算方法（MethodA，B，C）供用户选用。

传统的短路电流实用计算方法并不考虑不同支路的不同时间常数X/R，而是根据不同情况规定不同的峰值系数（冲击系数）取值。对于发电机提供的冲击电流，当短路发生在发电机电压母线时，取 =1.9；短路发生在发电厂高压侧母线时，取 =1.85；在其他地点短路时，取 =1.8。对于负荷提供的冲击电流，对小容量的电动机和综合负荷，取

=1；容量为200～500kW的异步电动机，取=1.3～1.5；容量为500～1000kW的异步电动机，取 =1.5～1.7；容量为1000kW以上的异步电动机，取 =1.7～1.8[4]。

本文仿真计算的三个算例的短路点既不在发电机电压母线，也不在发电厂高压侧母线，如果用传统实用计算方法计算，取 =1.8，按照（4）式计算出对应的X/R=14.07，可以认为电抗远大于电阻，即可忽略电阻，因此在用ETAP仿真计算时选择计算精度要求不高的方法A（MethodA）。 2 算例分析 2.1 算例概况 3 结论

通过ETAP软件对小系统算例进行仿真计算，并将仿真结果和实用计算结果比较、分析，得出以下几点结论：1）为了比较ETAP与传统实用计算的结果差异，计算条件两者应尽可能一致，比如对于元件电阻的处理，对电压修正系数的设置，冲击系数计算方法的选择。2）在计算条件基本一致的情况下，三个算例ETAP的计算结果比实用计算结果均偏高，说明这并不是偶然。经过研究发现，在负荷侧的电压修正系数与负荷阻抗比的设置上，两种计算存在差异。3）在电压修正系数不变的条件下，如果设法调整短路点负荷的阻抗比X/R，可以使ETAP的计算结果与传统实用计算结果更加接近，偏差也在工程允许范围内。

参考文献：

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

[1]IEC 60909：2001，Short-circuit currents in three phase a.c. systems-Part 0：Calculation of currents[S]. IEC Publication， 2002.

[2]国家标准.GB/T.15544-1995.三相交流系统短路电流计算[S].1996. [3]Operation Technology，Inc. ETAP 5 HELP[M].2006.

[4]何仰赞、温增银，电力系统分析（上）[M].第三版.武汉：华中科技大学出版社，2002.

作者简介：

张慧华，女，上海，本科，助理工程师，上海长兴供电公司。