采用GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)對山西電網(wǎng)短路電流的影響

鄭宇明，王志剛

（國網(wǎng)山西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山西太原 030002）

0 引言

國際電工委員會(huì) (IEC)于2001年制定的短路電流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)IEC60909—0：2001標(biāo)準(zhǔn)，被審批為我國正式的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15544.1—2013[1]。目前在中國電力科學(xué)研究院編制的新版PSD-SCCP電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算程序計(jì)算條件中，已經(jīng)加入GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)，雖保留了舊版SCCP計(jì)算條件，但推薦使用新的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行網(wǎng)架校核計(jì)算。新的標(biāo)準(zhǔn)與舊版相比有很大程度的變化，特別是電壓修正系數(shù)的引入，對短路電流值影響較大，從而對電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定影響。

1 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15544.1—2013和舊版SCCP傳統(tǒng)算法的差別

新版PSD-SCCP電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算程序提出了電壓修正系數(shù)[2]，并對發(fā)電機(jī)無單元變壓器接線阻抗，有載調(diào)壓變壓器的發(fā)電機(jī)-變壓器組阻抗，網(wǎng)絡(luò)變壓器阻抗進(jìn)行修正。新標(biāo)準(zhǔn)概念明確，算法簡單明了，各項(xiàng)阻抗修正科學(xué)合理。

GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)考慮線路和變壓器的電阻，考慮全開機(jī)方式，變壓器均采用標(biāo)準(zhǔn)變比，故障期間串補(bǔ)全部旁路，在不基于潮流結(jié)果進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，電壓系數(shù)有效。舊版SCCP算法是我國傳統(tǒng)短路電流算法的代表,考慮靜態(tài)負(fù)荷，考慮正序并聯(lián)無功補(bǔ)償，正序考慮線路充電功率，考慮線路和變壓器的電阻，考慮全開機(jī)方式，與GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)的重要區(qū)別是不考慮電壓系數(shù)。

2 GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)與舊版SCCP計(jì)算結(jié)果對比

2.1 500 kV側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果對比

利用中國電力科學(xué)研究院新版PSD-SCCP電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算程序，對山西2020年特高壓落地前電網(wǎng)進(jìn)行短路電流計(jì)算，選取30個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算結(jié)果比較。GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定對于1 kV以上的中壓和高壓系統(tǒng),電壓系數(shù)最大取1.10,電壓系數(shù)最小取1.00。而新版PSD-SCCP電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算程序中，電壓系數(shù)推薦取1.05至1.1之間，因此，考慮電壓系數(shù)為1.0、1.05、1.1這3種情況進(jìn)行對比。A欄值、B欄值、C欄值是新標(biāo)準(zhǔn)電壓系數(shù)在1.0、1.05、1.1條件下較舊版計(jì)算值的增量百分比。

表1 30節(jié)點(diǎn)短路電流值計(jì)算結(jié)果對比表

由表1可以看出，各節(jié)點(diǎn)在同一電壓系數(shù)下較舊版電流值增量不同，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系越緊密，周邊電源越多，增量越大。電壓系數(shù)為1.0時(shí)，30節(jié)點(diǎn)電流值較舊版平均提高了0.8%，節(jié)點(diǎn)6提高了5.89 kA，增幅達(dá)到12.1%；電壓系數(shù)為1.05時(shí)，30節(jié)點(diǎn)電流值較舊版平均提高了4.3%，節(jié)點(diǎn)6提高了7.39 kA，增幅達(dá)到15.2%；電壓系數(shù)為1.1時(shí)，30節(jié)點(diǎn)電流值較舊版平均提高了7.8%，節(jié)點(diǎn)6提高了8.85 kA，增幅達(dá)到18.2%。在電壓系數(shù)為1.0時(shí)，30節(jié)點(diǎn)電壓平均增幅和舊版相差不大，但是電壓系數(shù)為1.05和1.1時(shí)平均增幅較大，對電網(wǎng)的短路電流影響相當(dāng)大。舊版僅節(jié)點(diǎn)1短路電流值為63.33 kA，略超63 kA，而新版電壓系數(shù)為1.1時(shí)有3個(gè)節(jié)點(diǎn)超過63 kA，包括中部電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，其中節(jié)點(diǎn)1短路電流值達(dá)到70.94 kA。

2.2 220 kV側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果對比

選取山西電網(wǎng)270個(gè)220 kV節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，電壓系數(shù)為1.0時(shí)，各節(jié)點(diǎn)電流值較舊版平均提高了0.68%，節(jié)點(diǎn)短路電流值最高升幅為5.01 kA，增幅達(dá)到9.8%；電壓系數(shù)為1.05時(shí)，各節(jié)點(diǎn)電流值較舊版平均提高了3.8%，節(jié)點(diǎn)短路電流值最高升幅5.88 kA，增幅達(dá)到11.5%；電壓系數(shù)為1.1時(shí)，各節(jié)點(diǎn)電流值較舊版平均提高了6.9%，節(jié)點(diǎn)短路電流值最高升幅6.72 kA，增幅達(dá)到13.1%。在電壓系數(shù)為1.0時(shí)，各節(jié)點(diǎn)電壓平均增幅和舊版相差不大，但是電壓系數(shù)為1.05和1.1時(shí)平均增幅較大，對電網(wǎng)的短路電流影響較大。若開關(guān)開斷電流以50 kA為限，在270個(gè)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中，舊版有2個(gè)節(jié)點(diǎn)越限，分別為51.15 kA、50.13 kA，主要分布在北部地區(qū)；采用新標(biāo)準(zhǔn)，原超限的2個(gè)節(jié)點(diǎn)值達(dá)到57.88 kA、56.98 kA，此外新增6個(gè)越限節(jié)點(diǎn)，包括中部地區(qū)5個(gè)節(jié)點(diǎn)。

3 結(jié)論及建議

a）由于規(guī)劃年短路點(diǎn)電壓變化的不確定性，變壓器抽頭位置的可變性，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)均有次暫態(tài)特性，因此，GB/T15544.1—2013標(biāo)準(zhǔn)引入電壓系數(shù)是合理的，但其對電網(wǎng)短路電流計(jì)算結(jié)果的影響是顯著的。

b）采用新標(biāo)準(zhǔn)后，不僅對電力設(shè)備選型產(chǎn)生較大影響，而且對電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提出新的要求，特別是地區(qū)電網(wǎng)解環(huán)方案需進(jìn)一步校核，確保方案的適應(yīng)性。

c）利用PSD-SCCP舊版計(jì)算主網(wǎng)架短路電流，越限節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，主要集中在北部地區(qū)，且均剛越限，較易采取控制措施。采用新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，電網(wǎng)平均短路電流水平大幅提高，越限節(jié)點(diǎn)數(shù)量不僅增多，而且分布范圍擴(kuò)大到中部地區(qū)，部分越限節(jié)點(diǎn)短路電流值大幅超過開關(guān)額定開斷能力，需要開展專題，進(jìn)行短路電流控制研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王建軍.IEC60909短路電流計(jì)算介紹 [J].電力設(shè)備，2015（1）：10-11.

[2] 謝文，朱永強(qiáng)，崔文進(jìn).IEC60909短路電流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分析[J].電力建設(shè)，2005，26 （2）：23-25.