C++語言程序在KBSG型變壓器二次側兩相短路電流計算中的應用

河南省 焦作市方莊二礦 董文非

C++語言程序在KBSG型變壓器二次側兩相短路電流計算中的應用

河南省 焦作市方莊二礦 董文非

一、煤礦井下供電設計現狀及兩相短路電流計算方法

礦井低壓供電設計中，常常需要根據工作地點的裝機容量計算每臺低壓饋電開關的過載整定及短路整定，并以此調整每臺開關的保護整定值。整定值計算后，需要計算低壓饋電開關控制側電纜最遠點的最小兩相短路電流值，計算低壓電纜兩相短路電流通常有兩種方法，一是根據電纜長度及截面通過公式計算，計算時需要知道變壓器二次側的額定電壓，電纜從電源側到短路點的一相的電阻和電抗；二是根據變壓器的容量、短路點至變壓器的電纜換算長度查表計算，在實際采掘工作面及各生產地點的供電設計中查表方法應用得較多，但查表計算短路電流過程較為繁瑣，需要先把電纜折算為50 mm2電纜后，再與電工手冊表格中數據一一對照，最終獲得電纜的兩相短路電流。

二、基于C++語言設計的兩相短路電流計算軟件

因采掘工作面的供電設計中需計算出變壓器低壓側及饋電開關出線側最遠點的兩相短路電流，通過公式Id2/ Id≥1.5來校驗饋電開關的短路保護的靈敏度。但采掘、巷修等地點供電線路變化頻繁，饋電開關較多，兩相短路電流計算量大，需要做大量重復性工作，并且通過手工查表計算容易出錯，不利于工作的順利開展。本文，筆者根據手工查表計算電纜兩相短路電流過程，模擬寫出計算機相應算法，利用C++語言寫出相應的程序，并作出圖形界面，界面如圖1所示。

圖1 KBSG型變壓器二次側690 V兩相短路電流計算

三、兩相短路電流計算算法的分析及設計

首先通過手工把兩相短路電流表中每種變壓器二次側的兩相短路電流錄入二維數組Data[i]中保存，程序中用分支語句對各種容量變壓器進行選擇，變壓器容量確定后映射相應變壓器兩相短路電流的二維數組備用。

根據輸入的每種截面的電纜長度折算為50 mm2電纜長度，因為短路電流表中1 000 m以內的增量為20 m，大于1 000 m的增量為50 m，所以需要判斷電纜長度是否大于1 000 m。當電纜長度小于1 000 m時，程序中使用循環的逐次逼近方法從0～1 000 m判斷該電纜在哪個區間，找到最近的區間后根據如下公式計算即可。即

式（1）中，Id2為電纜的兩相短路電流，L1為區間中上一行較短的電纜長度對應的兩相短路電流，L2為區間中下一行較長的電纜長度對應的兩相短路電流如，Lal為電纜的總長度。

計算時，首先通過點擊對話框上的單選按鈕來選擇變壓的的容量，程序獲得單選按鈕信息后自動選擇變壓器容量，然后再通過手動方式把每段截面電纜的電纜長度輸入對應編輯欄后，單擊計算按鈕，每種截面的電纜長度自動根據需要乘的相應的系數折算為截面為50 mm2的電纜長度，折算后得到的數值累加，得出的累加數值通過相應的程序語句判斷是在短路電流表的哪個區間，最終獲得短路電流值。短路電流表區間判斷程序如下：

if（m_n_kVA==0） /*當前變壓器的選項為0，定義為100 kVA*/

{ for（i=0；i<71；i++）/*模擬查表從第一行開始遞增，到表的末尾一共71個數字*/

{ if（i<51）/*遞增為20的區間表中最多有51個數*/

{

x=all_length–20*i；/*截取區間獲取余數*/

if（（x>=0）&&（x<20）） /*判斷余數是否在20以內*/

I_2=Data_100[i]-（（（Data_100[i]–Data_100[i+1]）/20）*x）;

/*得到最終查表數值*/

}

else/*當電纜長度超過1 000 m時，表中電纜長度每次遞增50 m */

{

x=all_length–1000； /*截取區間獲取余下的數*/

x=x–50*（i–50）；/*1000以后的倍數為50*/

if（（x>=0）&&（x<50））/*判斷余下的數是否在50以內*/

I_2=Data_100[i]–（（（Data_100[i]–Data_100[i+1]）/50）*x）;

/*得到最終查表數值*/

}}}

四、結論

利用本算法法設計出的軟件經測試后表明，計算結果準確，在采掘工作面供電設計及井下供電系統圖的繪制計算中發揮了重要作用，通過此軟件能快速準確計算出KBSG型變壓器的二次側兩相短路電流，大大簡化了計算過程并且節省計算工時，簡單易用。

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