CN103543315A - 一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法，包括以下步骤：根据所述500kV自耦变压器的外部短路类型，推导相应的短路阻抗网络图，并获取与短路阻抗网络图对应的阻抗参数；根据上述推导的阻抗网络图，推导短路电流计算公式，代入上述已获取的与短路阻抗网络图对应的阻抗参数，计算得到与短路阻抗网络图对应的短路电流值。本发明解决了以往仅进行三相对称短路故障情况下变压器承受短路能力研究的局限性，为电力变压器抗短路能力研究提供一定技术指导，在实际运行中，对必要变压器采取相应抗短路能力措施提供了参考依据，从而减轻电网中实际运行发生的变压器故障及其引起的重大经济损失。

Description

一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法

技术领域

本发明属于变压器技术领域，更具体地，涉及一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法。

背景技术

目前，国标GB1094.5—2008《电力变压器第5部分：承受短路能力》中对变压器抗短路能力评估中要求，对于每个实体绕组，要考虑绕组的分接位置的短路类型下的最严重的条件。但是目前没有相关文献对变压器绕组发生各种外部短路时最大短路电流进行研究。国标里面也只是对双绕组变压器的对称短路电流进行相应分析计算，但是针对目前电网在运的500kV自耦变压器不对称短路故障电流，还没有具体研究计算，不能满足目前电网里500kV自耦变压器绕组的各种短路故障研究。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法，针对目前电网在运的500kV自耦变压器不对称短路故障电流，给出了分析方法，从而能够满足目前电网里500kV自耦变压器绕组的各种短路故障研究。

本发明提供了一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法，包括以下步骤：

根据所述500kV自耦变压器的外部短路类型，推导相应的短路阻抗网络图，并获取与短路阻抗网络图对应的阻抗参数；

根据上述推导的阻抗网络图，推导短路电流计算公式，代入上述已获取的与短路阻抗网络图对应的阻抗参数，计算得到与短路阻抗网络图对应的短路电流值。

具体地，所述短路电流值的计算方式为：

确定变压器外部短路时的等值短路阻抗值；

根据所述等值短路阻抗值计算等值短路电流标幺值；

根据所述等值电流标幺值计算每一绕组的短路电流值。

具体地，所述外部短路类型包括：

单相对称短路：变压器中的某一绕组发生外部对称短路，另两绕组馈电；

两相对称短路：变压器中的某两绕组同时发生外部对称短路，另一绕组馈电；

单相对地短路：变压器中的某一绕组发生外部单相对地短路，另两绕组馈电；

两相对地短路：变压器中的某两绕组发生外部两相对地短路，另一绕组馈电。

优选地，若所述短路类型为单相对称短路，所述短路电流值的计算方式为：

$Z_K=Z_H+\frac{(Z_M+Z_{\mathrm{SM}})(Z_L+Z_{\mathrm{SL}})}{(Z_M+Z_{\mathrm{SM}})+(Z_L+Z_{\mathrm{SL}})}$

$I_{\mathrm{HK}}=\frac{1}{Z_K}{I}_H$

$I_{\mathrm{MK}}=I_{\mathrm{HK}}\frac{Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}+Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}\frac{W_H}{W_M}$

$I_{\mathrm{LK}}=I_{\mathrm{HK}}\frac{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}}{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}+Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}\frac{W_H}{W_L}$

其中，所述Z_H、Z_M、Z_L分别为高压绕组、中压绕组、低压绕组短路阻抗，Z_SM、Z_SL分别为中压侧和低压侧系统短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I_H为高压绕组的额定电流，I_HK、I_HK、I_HK、分别为高压、中压、低压绕组短路电流方均根值，W_H、W_M、W_L分别为高压绕组、中压绕组、与低压绕组的额定匝数。

优选地，若所述短路类型为两相对称短路，所述短路电流值的计算方式为：

$Z_K=Z_L+Z_{\mathrm{SL}}+\frac{Z_H{Z}_M}{Z_H+Z_M}$

$I_{\mathrm{LK}}=\frac{1}{Z_K}{I}_L$

$I_{\mathrm{MK}}=I_{\mathrm{LK}}\frac{Z_H}{Z_M+Z_H}\frac{W_L}{W_M}$

$I_{\mathrm{HK}}=I_{\mathrm{LK}}\frac{Z_M}{Z_M+Z_H}\frac{W_L}{W_H}$

其中，所述Z_H、Z_M、Z_L分别为高压绕组、中压绕组、低压绕组短路阻抗，Z_SL为低压侧系统短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I_L为低压绕组的额定电流，I_HK、I_HK、I_HK、分别为高压、中压、低压绕组短路电流值，W_H、W_M、W_L分别为高压绕组、中压绕组、与低压绕组的额定匝数。

优选地，若所述短路类型为单相对地短路，所述短路电流值的计算方式为：

Z_K=Z⁺+Z^-+Z⁰=2Z⁺+Z⁰

$I^{+}=I^{-}=I^0=I=\frac{1}{Z_K}$

其中，所述Z⁺、Z^-、Z⁰分别为正序、负序及零序短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I⁺、I^-、I⁰、I分别为短路电流正序分量、负序分量、零序分量及等值短路电流标幺值。

优选地，若所述短路类型为两相短路，所述短路电流值的计算方式为：

$Z_K=\frac{Z^{+}{Z}^{-}{Z}^0}{Z^{-}{Z}^0+Z^{+}{Z}^0+Z^{+}{Z}^{-}}$

I⁺+I^-+I⁰=I=0

$I^{+}=\frac{Z^{+}+Z^0}{Z^{+}(Z^{+}+2Z^0)}$

$I^{-}=\frac{-Z^0}{Z^{+}(Z^{+}+2Z^0)}$

$I^0=\frac{-1}{Z^{+}+2Z^0}$

其中，所述Z⁺、Z^-、Z⁰分别为正序、负序及零序短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I⁺、I^-、I⁰、I分别为短路电流正序分量、负序分量、零序分量及等值短路电流标幺值。

本发明解决了以往仅进行三相对称短路故障情况下变压器承受短路能力研究的局限性，为电力变压器抗短路能力研究提供一定技术指导，从理论上确定变压器发生外部短路最严重短路故障，方便后续变压器抗短路能力理论研究。同时，在实际运行中，对必要变压器采取相应抗短路能力措施提供了参考依据，从而减轻电网中实际运行发生的变压器故障及其引起的重大经济损失。

附图说明

图1为本发明所构建的优选实施例中中、低压侧馈电，高压侧发生外部对称短路阻抗图；

图2为本发明所构建的优选实施例中低压侧馈电，高、中压侧同时发生外部对称短路阻抗图；

图3为本发明所构建的优选实施例中中、低压侧馈电，高压侧发生外部单相对地短路阻抗图；

图4为本发明所构建的优选实施例中中、低压侧馈电，高压侧发生外部两相对地短路阻抗图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

针对变压器对称短路，可以分为某一绕组发生外部对称短路，另两绕组馈电，以及某两绕组同时发生外部对称短路，另一绕组馈电两大类型。

变压器发生对称短路时，故障绕组中的对称短路电流由其余接入电网的非故障绕组提供，非故障绕组中短路电流的分配，根据这些绕组和它们所连接系统的短路阻抗确定。

对称短路时，只有正序电流，所涉及的短路阻抗仅为正序短路阻抗(即正常负载下的短路阻抗)，直接确定系统各侧系统阻抗和各绕组短路阻抗，画出阻抗网络图，计算各绕组短路电流。

针对以下推导公式中，Z_H、Z_M、Z_L分别为高压绕组、中压绕组、低压绕组短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值；

分别为高压绕组、中压绕组、低压绕组正序短路阻抗，

分别为高压绕组、中压绕组、低压绕组负序短路阻抗，

分别为高压绕组、中压绕组、低压绕组零序短路阻抗；Z_SH、Z_SM、Z_SL分别为高压侧系统、中压侧系统、低压侧系统短路阻抗，分别为高压侧系统、中压侧系统、低压侧系统正序短路阻抗，分别为高压侧系统、中压侧系统、低压侧系统负序短路阻抗，

分别为高压侧系统、中压侧系统、低压侧系统零序短路阻抗。W_H、W_M、W_L分别为高压绕组、中压绕组、与低压绕组的额定匝数。I_H、I_M、I_L分别为高压绕组、中压绕组和低压绕组中额定电流，I_HK、I_MK、I_LK、分别为高压绕组、中压绕组和低压绕组中对称短路电流方均根值，I⁺、I^-、I⁰、I分别为短路电流正序分量、负序分量、零序分量及等值短路电流标幺值，

分别为高压绕组正序、负序和零序短路电流标幺值，

分别为中压绕组正序、负序和零序短路电流标幺值，

分别为低压绕组正序、负序和零序短路电流标幺值，I_HK、I_HOTH、

分别为高压故障相绕组电流、非故障绕组电流、中性点套管电流，I_MK、I_MOTH、

分别为中压故障相绕组电流、非故障绕组电流、中性点套管电流，I_COMK、I_COMOTH、

分别为公共绕组故障相绕组电流、非故障绕组电流、中性点套管电流，

为三角形联接中零序环流电流。I_HK1、I_HK2分别为高压绕组故障相1和故障相2中电流，I_MK1、I_MK2分别为中压绕组故障相1和故障相2中电流，I_COMK1、I_COMK2分别为公共绕组故障相1和故障相2中电流。

如图1所示，为中、低压侧馈电，高压侧发生外部对称短路类型的对应阻抗网络图，具体计算各绕组最大短路电流方均根值公式如下。对于高、低压侧馈电，中压侧发生外部对称短路，和高、中压侧馈电，低压侧发生外部对称短路这两种类似类型，均可依据此例推导阻抗网络图，只需将短路故障点重新设置，再进行短路电流相应计算。

$Z_K=Z_H+\frac{(Z_M+Z_{\mathrm{SM}})(Z_L+Z_{\mathrm{SL}})}{(Z_M+Z_{\mathrm{SM}})+(Z_L+Z_{\mathrm{SL}})}$

$I_{\mathrm{HK}}=\frac{1}{Z_K}{I}_H$

$I_{\mathrm{MK}}=I_{\mathrm{HK}}\frac{Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}+Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}\frac{W_H}{W_M}$

$I_{\mathrm{LK}}=I_{\mathrm{HK}}\frac{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}}{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}+Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}\frac{W_H}{W_L}$

如图2所示，为低压侧馈电，高、中压侧同时发生外部对称短路类型的对应阻抗网络图，具体计算各绕组最大短路电流方均根值公式如下。对于中压侧馈电，中、低压侧同时发生外部对称短路，和高压侧馈电，中、低压侧同时发生外部对称短路这两种类似类型，均可依次此例推导阻抗网络图，只需将短路故障点重新设置，再进行短路电流相应计算。

$Z_K=Z_L+Z_{\mathrm{SL}}+\frac{Z_H{Z}_M}{Z_H+Z_M}$

$I_{\mathrm{LK}}=\frac{1}{Z_K}{I}_L$

$I_{\mathrm{MK}}=I_{\mathrm{LK}}\frac{Z_H}{Z_M+Z_H}\frac{W_L}{W_M}$

$I_{\mathrm{HK}}=I_{\mathrm{LK}}\frac{Z_M}{Z_M+Z_H}\frac{W_L}{W_H}$

针对变压器不对称短路，包括某一绕组发生外部单相对地短路，另两绕组馈电，和某两绕组发生外部两相对地短路，另一绕组馈电两大类型。

变压器发生不对称短路时，变压器短路电流是三相不对称系统，通常将其分解为三相对称的正序电流和负序电流、以及三相同相位的零序电流三个分量，叠加方法将三个分量叠加而计算实际短路电流，这就是对称分量法。三个分量叠加，一般应当采用复数计算。具体计算方式是先确定各侧系统正序、负序及零序短路阻抗和变压器各绕组正序、负序及零序短路阻抗图，利用对称分量法，计算各绕组正序、负序及零序短路电流，再叠加三个分量计算实际短路电流。

如图3所示，为中、低压侧馈电，高压侧发生外部单相对地短路类型的对应阻抗网络图，具体计算各绕组最大短路电流方均根值公式如下。对于高、低压侧馈电，中压侧发生外部单相对地短路，和高、中压侧馈电，低压侧发生外部单相对地短路这两种类似类型，均可依次此例推导阻抗网络图，只需将短路故障点重新设置，再进行短路电流相应计算。

$Z^{\′+}=\frac{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})+(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}$

$Z^{\′-}=\frac{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})+(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}$

$Z^{\′0}=\frac{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)+(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}$

$Z^{+}=Z^{-}=\frac{(Z_H^{+}+Z^{\′+})Z_{\mathrm{SH}}^{+}}{(Z_H^{+}+Z^{\′+})+Z_{\mathrm{SH}}^{+}}$

$Z^0=\frac{(Z_H^0+Z^{\′0})Z_{\mathrm{SH}}^0}{(Z_H^0+Z^{\′0})+Z_{\mathrm{SH}}^0}$

Z_K=Z⁺+Z^-+Z⁰=2Z⁺+Z⁰

$I^{+}=I^{-}=I^0=I=\frac{1}{Z_K}$

$I_H^{+}=\frac{Z_{\mathrm{SH}}^{+}}{(Z_H^{+}+Z^{\′+})+Z_{\mathrm{SH}}^{+}}I$

$I_H^{-}=\frac{Z_{\mathrm{SH}}^{-}}{(Z_H^{-}+Z^{\′-})+Z_{\mathrm{SH}}^{-}}I$

$I_M^{+}=\frac{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})}{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})+(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{I}_H^{+}$

$I_M^{-}=\frac{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})}{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})+(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{I}_H^{-}$

$I_L^{+}=\frac{(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})+(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{I}_H^{+}$

$I_L^{-}=\frac{(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})+(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{I}_H^{-}$

$I_H^0=\frac{Z_{\mathrm{SH}}^0}{(Z_H^0+Z^{\′0})+Z_{\mathrm{SH}}^0}I$

$I_M^0=\frac{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)}{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)+(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{I}_H^0$

$I_L^0=\frac{(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)+(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{I}_H^0$

$I_{\mathrm{HK}}=(I_H^{+}+I_H^{-}+I_H^0)I_H$

$I_{\mathrm{HOTH}}=(I_H^0-I_H^{+})I_H$

$I_{\mathrm{HN}}^0=3I_H^0{I}_H$

$I_{\mathrm{MK}}=(I_M^{+}+I_M^{-}+I_M^0)I_M$

$I_{\mathrm{MOTH}}=(I_M^0-I_M^{+})I_M$

$I_{\mathrm{MN}}^0=3I_M^0{I}_M$

I_COMK=I_MK-I_HK

I_COMOTH=I_MOTH-I_HOTH

$I_{\mathrm{COMN}}^0=I_{\mathrm{MN}}^0-I_{\mathrm{HN}}^0$

$I_{\mathrm{LY}}^0=I_L^0\·I_L$

如图4所示，为中、低压侧馈电，高压侧发生外部两相对地短路类型的对应阻抗网络图，具体计算各绕组最大短路电流方均根值公式如下。对于高、低压侧馈电，中压侧发生外部两相对地短路，和高、中压侧馈电，低压侧发生外部两相对地短路这两种类似类型，均可依次此例推导阻抗网络图，只需将短路故障点重新设置，再进行短路电流相应计算。

$Z^{\′+}=\frac{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})+(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}$

$Z^{\′-}=\frac{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})+(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}$

$Z^{\′0}=\frac{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)+(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}$

$Z^{+}=Z^{-}=\frac{(Z_H^{+}+Z^{\′+})Z_{\mathrm{SH}}^{+}}{(Z_H^{+}+Z^{\′+})+Z_{\mathrm{SH}}^{+}}$

$Z^0=\frac{(Z_H^0+Z^{\′0})Z_{\mathrm{SH}}^0}{(Z_H^0+Z^{\′0})+Z_{\mathrm{SH}}^0}$

$Z_K=\frac{Z^{+}{Z}^{-}{Z}^0}{Z^{-}{Z}^0+Z^{+}{Z}^0+Z^{+}{Z}^{-}}$

I⁺+I^-+I⁰=I=0

$I^{+}=\frac{Z^{+}+Z^0}{Z^{+}\left(Z^{+}2Z^0\right)}$

$I^{-}=\frac{{-Z}^0}{Z^{+}\left(Z^{+}2Z^0\right)}$

$I^0=\frac{-1}{Z^{+}+2Z^0}$

$I_H^{+}=\frac{Z_{\mathrm{SH}}^{+}}{(Z_H^{+}+Z^{\′+})+Z_{\mathrm{SH}}^{+}}{I}^{+}$

$I_H^{-}=\frac{Z_{\mathrm{SH}}^{-}}{(Z_H^{-}+Z^{\′-})+Z_{\mathrm{SH}}^{-}}{I}^{-}$

$I_M^{+}=\frac{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})}{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})+(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{I}_H^{+}$

$I_M^{-}=\frac{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})}{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})+(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{I}_H^{-}$

$I_L^{+}=\frac{(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{(Z_L^{+}+Z_{\mathrm{SL}}^{+})+(Z_M^{+}+Z_{\mathrm{SM}}^{+})}{I}_H^{+}$

$I_L^{-}=\frac{(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{(Z_L^{-}+Z_{\mathrm{SL}}^{-})+(Z_M^{-}+Z_{\mathrm{SM}}^{-})}{I}_H^{-}$

$I_H^0=\frac{Z_{\mathrm{SH}}^0}{(Z_H^0+Z^{\′0})+Z_{\mathrm{SH}}^0}{I}^0$

$I_M^0=\frac{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)}{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)+(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{I}_H^0$

$I_L^0=\frac{(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{(Z_L^0+Z_{\mathrm{SL}}^0)+(Z_M^0+Z_{\mathrm{SM}}^0)}{I}_H^0$

$I_{\mathrm{HOTH}}=(I_H^{+}+I_H^{-}+I_H^0)I_H$

$I_{\mathrm{HK}1}=(I_H^{+}{\mathrm{\ϵ}}^{J240}+I_H^{-}{\mathrm{\ϵ}}^{J120}+I_H^0)I_H$

$I_{\mathrm{HK}2}=(I_H^{+}{\mathrm{\ϵ}}^{J140}+I_H^{-}{\mathrm{\ϵ}}^{J240}+I_H^0)I_H$

$I_{\mathrm{HN}}^0=3I_H^0{I}_H$

$I_{\mathrm{MOTH}}=(I_M^{+}+I_M^{-}+I_M^0)I_M$

I_COMOTH=I_MOTH-I_HOTH

$I_{\mathrm{MK}1}=(I_M^{+}{\mathrm{\ϵ}}^{J240}+I_M^{-}{\mathrm{\ϵ}}^{J120}+I_M^0)I_M$

I_COMK1=I_MK1-I_HK1

$I_{\mathrm{MK}2}=(I_M^{+}{\mathrm{\ϵ}}^{J120}+I_M^{-}{\mathrm{\ϵ}}^{J240}+I_M^0)I_M$

I_COMK2=I_MK2-I_HK2

$I_{\mathrm{LY}}^0=I_L^0\·I_L$

以上对本发明所提供的500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络计算法进行了详细介绍。本文中分别对对称短路以中、低压侧馈电，高压侧发生外部对称短路和低压侧馈电，高、中压侧同时发生外部对称短路两者为例，对不对称短路以中、低压侧馈电，高压侧发生外部单相对地短路和中、低压侧馈电，高压侧发生外部两相对地短路为例，进行了详细阐述。

本发明解决了以往仅进行三相对称短路故障情况下变压器承受短路能力研究的局限性，为电力变压器抗短路能力研究提供一定技术指导，从理论上确定变压器发生外部短路最严重短路故障，方便后续变压器抗短路能力理论研究。同时，在实际运行中，对必要变压器采取相应抗短路能力措施提供了参考依据，从而减轻电网中实际运行发生的变压器故障及其引起的重大经济损失。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种500kV自耦变压器短路电流的阻抗网络分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

根据所述500kV自耦变压器的外部短路类型，推导相应的短路阻抗网络图，并获取与短路阻抗网络图对应的阻抗参数；

根据上述推导的阻抗网络图，推导短路电流计算公式，代入上述已获取的与短路阻抗网络图对应的阻抗参数，计算得到与短路阻抗网络图对应的短路电流值。

2.如权利要求1所述的阻抗网络分析方法，其特征在于，所述短路电流值的计算方式为：

确定变压器外部短路时的等值短路阻抗值；

根据所述等值短路阻抗值计算等值短路电流标幺值；

根据所述等值电流标幺值计算每一绕组的短路电流值。

3.如权利要求1或2所述的阻抗网络分析方法，其特征在于，所述外部短路类型包括：

单相对称短路：变压器中的某一绕组发生外部对称短路，另两绕组馈电；

两相对称短路：变压器中的某两绕组同时发生外部对称短路，另一绕组馈电；

单相对地短路：变压器中的某一绕组发生外部单相对地短路，另两绕组馈电；

两相对地短路：变压器中的某两绕组发生外部两相对地短路，另一绕组馈电。

4.如权利要求3所述的阻抗网络分析方法，其特征在于，若所述短路类型为单相对称短路，所述短路电流值的计算方式为：

$Z_K=Z_H+\frac{(Z_M+Z_{\mathrm{SM}})(Z_L+Z_{\mathrm{SL}})}{(Z_M+Z_{\mathrm{SM}})+(Z_L+Z_{\mathrm{SL}})}$

$I_{\mathrm{HK}}=\frac{1}{Z_K}{I}_H$

$I_{\mathrm{MK}}=I_{\mathrm{HK}}\frac{Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}+Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}\frac{W_H}{W_M}$

$I_{\mathrm{LK}}=I_{\mathrm{HK}}\frac{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}}{Z_M+Z_{\mathrm{SM}}+Z_L+Z_{\mathrm{SL}}}\frac{W_H}{W_L}$

其中，所述Z_H、Z_M、Z_L分别为高压绕组、中压绕组(自耦变压器中也称公共绕组)、低压绕组短路阻抗，Z_SM、Z_SL分别为中压侧和低压侧系统短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I_H为高压绕组的额定电流，I_HK、I_HK、I_HK、分别为高压、中压、低压绕组短路电流方均根值，W_H、W_M、W_L分别为高压绕组、中压绕组、与低压绕组的额定匝数。

5.如权利要求3所述的阻抗网络分析方法，其特征在于，若所述短路类型为两相对称短路，所述短路电流值的计算方式为：

$Z_K=Z_L+Z_{\mathrm{SL}}+\frac{Z_H{Z}_M}{Z_H+Z_M}$

$I_{\mathrm{LK}}=\frac{1}{Z_K}{I}_L$

$I_{\mathrm{MK}}=I_{\mathrm{LK}}\frac{Z_H}{Z_M+Z_H}\frac{W_L}{W_M}$

$I_{\mathrm{HK}}=I_{\mathrm{LK}}\frac{Z_M}{Z_M+Z_H}\frac{W_L}{W_H}$

其中，所述Z_H、Z_M、Z_L分别为高压绕组、中压绕组)、低压绕组短路阻抗，Z_SL为低压侧系统短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I_L为低压绕组的额定电流，I_HK、I_HK、I_HK、分别为高压、中压、低压绕组短路电流值，W_H、W_M、W_L分别为高压绕组、中压绕组、与低压绕组的额定匝数。

6.如权利要求3所述的阻抗网络分析方法，其特征在于，若所述短路类型为单相对地短路，所述短路电流值的计算方式为：

Z_K=Z⁺+Z^-+Z⁰=2Z⁺+Z⁰

$I^{+}=I^{-}=I^0=I=\frac{1}{Z_K}$

其中，所述Z⁺、Z^-、Z⁰分别为正序、负序及零序短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I⁺、I^-、I⁰、I分别为短路电流正序分量、负序分量、零序分量及等值短路电流标幺值。

7.如权利要求3所述的阻抗网络分析方法，其特征在于，若所述短路类型为两相短路，所述短路电流值的计算方式为：

$Z_K=\frac{Z^{+}{Z}^{-}{Z}^0}{Z^{-}{Z}^0+Z^{+}{Z}^0+Z^{+}{Z}^{-}}$

I⁺+I^-+I⁰=I=0

$I^{+}=\frac{Z^{+}+Z^0}{Z^{+}(Z^{+}+2Z^0)}$

$I^{-}=\frac{-Z^0}{Z^{+}(Z^{+}+2Z^0)}$

$I^0=\frac{-1}{Z^{+}+2Z^0}$

其中，所述Z⁺、Z^-、Z⁰分别为正序、负序及零序短路阻抗，Z_K为等值短路阻抗值，I⁺、I^-、I⁰、I分别为短路电流正序分量、负序分量、零序分量及等值短路电流标幺值。

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