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计算与理论

ANSI标准短路计算

EasyPower提供了ANSI标准的完整实现 C37.010-1979¹, C37.5-1979², and C37.13-1981³. 形成一个单独的“R"（电阻）等效电路,用以分析高压分断阻抗电路。利用Z/R的关系计算得到X/R比值，用以分断容量乘数的计算。考虑了发电机的本地与远端贡献，NACD（无交流衰减）比值按照ANSI标准中描述的方式计算： C37.010-1979和参考文献⁴。高压分断容量乘数还可由参考文献⁵推导得到。

参考:
^交流高压断路器额定是基于对称电流ANSI / IEEE标准。 C37.010-1979.
2
短路故障电流计算用于高压断路器 额定值基于全电流, ANSI/IEEE St. C37.5-1979.3 ^{低压回路短路器在}, ANSI/IEEE Std附件. C37.13-1981.
4 Interpretation of New American National Standards For Power Circuit Breaker Applications, Walter C. Huening Jr., IEEE/IAS Sept/Oct 1969.
5 AC High Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis, ANSI/IEEE Std. C37.010-1979。

方法论

EasyPower使用节点导纳网络和稀疏向量解计算三相和不平衡故障责任。该系统是在下面给出的表格建模。

[Ⅰ] = [V] [Y]

V =电压矩阵

I =电流矩阵

Y =节点导纳矢量（G + j B）

所有值均以复矢量表示。

可由节点导纳矩阵计算戴维南等效故障点导纳。对于系统中的所有支路，均可以I=V*Y的关系表示故障电流。如果你没有在短路选项对话框的控制选项卡中声明了别的值，假定系统故障点电压为标幺值1.0。忽略故障前的负荷电流。

对于瞬时容量（半波）故障，假定正序阻抗等于负序阻抗。X/R比值是从复杂网络中推导得到。

按照ANSI标准C37.010-1979和C37.5-1979所述，使用修正旋转电机暂态阻抗（正序）对分断容量故障进行建模。使用旋转电机暂态阻抗（不引入乘数）对负序阻抗进行建模。形成一个单独的“R"（电阻）网络用以计算故障点的X/R比值。利用Z/R的关系计算得到X/R比值，用以分断容量乘数的计算。这一方法完全符合ANSI标准，并具有以下优点：准确的电流与电压，提升速度，比Separate X Separate R应用技术更准确。

对于30周波故障，所有电动机贡献均将衰减至零，使用的修正发电机阻抗为1.5 X"dv。这将计算得到保守的结果，其数值比大多数动态研究的结果更高。

ANSI标准的合理应用

我们想澄清电力系统中有关短路电流计算一个常见的​​误解。市场上的许多程序计算短路电流这对于无限源供应理论上是正确的。不幸的是，这些程序没有合理地考虑ANSI标准C37.010-1979、C37.5-197和C37.13-1981中描述的电动机与发电机的交流和直流衰减特性。

要合理地考虑这个递减及其关联乘数，必须执行等效高压分断阻抗电路中单独的X和R或Z和R的还原。这步处理是必要的，以获得合理的X/R比值，对于含有多个指数衰减关系的系统，这一合理比值将正确地解释交流和直流电流的衰减率。

一个对于无限源系统理论上正确的模型，对于实际短路条件下的系统可能会不适用。理解这一问题十分重要。目前没有一个完全准确的方法可将不同X/R比值并联组成的电路等效为一个单一X/R比值组成的电路。不同电路的电流将以不同的指数衰减关系进行求和，而理论模型将仅以一种指数衰减关系进行计算。

研究表明，使用单独的还原计算X/R比值，相较于其他的简化方法（包括相量法），其计算得到的X/R比值与实际系统中的值更接近。这一方法产生的误差是保守的。

由于分断容量乘数是通过X/R比值计算得到，因此必须使用正确且保守的比值。当相量表示（未经分离的R还原）用于计算X / R比误差范围从实际断路占空比电流的10-20％是可能的。

解决方案技术只有那些计算瞬时电流，并使用一个短暂的衰减速度不对称的解决方案，完全不顾ANSI标准。因此，它们不应该被用来施加高电压中断职责ANSI标准断路器。这样做的正确性应予以考虑。

这意味着，在实践中，难以将ANSI标准下的断路器与使用其他方法的计算结果进行比较。显而易见的是其他方法的结果将广泛从ANSI标准的结果取决于系统的类型而改变。

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短路分析解释 (ANSI)