電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計論文

1、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計報告report on engineering training題 目： 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計任務(wù)書 學科部、系： 信息學科部自動化系 專業(yè)班級： 學 號： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 起訖日期： 題目：電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計任務(wù)書摘要 根據(jù)給定的資料設(shè)計一個電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主接線形式并且進行三相對稱短路計算和三相不對稱短路計算。變電站a的電氣主接線形式采用的是雙母線接線形式，發(fā)電廠2的電氣主接線形式采用的是雙母線接線形式，110kv系統(tǒng)的電氣主接線形式采用的是雙母分段接線形式，發(fā)電廠1的電氣主接線形式采用的是單母線接線形式。短路計算是電力系統(tǒng)最基本最常用的計算。在本設(shè)

2、計任務(wù)書中，三相對稱短路計算采用的是輸入阻抗法，三相不對稱短路計算采用的是對稱分量法。這兩種方法在短路計算中都比較重要。關(guān)鍵詞：電氣主接線，對稱短路計算，不對稱短路計算，對稱分量法目錄第1章 設(shè)計任務(wù)與要求 1 1.1 原始資料 1 1.1.1 發(fā)電廠、變電所相對地理位置1 1.1.2 發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)1 1.1.3 負荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求1 1.2 設(shè)計任務(wù) 2第2章 電氣主接線的設(shè)計 3 2.1 主接線方案的擬定與選擇 3 2.2 主變壓器的選擇 3 2.3 繪制電氣主接線圖 3第三章 短路計算 5 3.1 三相對稱短路計算 5 3.2 三相不對稱短路計算 8 3.2.1 單相短路接地計算 10

3、 3.2.2 兩相短路計算 12 3.2.3 兩相短路接地計算 13第3章 課程設(shè)計心得體會 16參考文獻 17第一章 設(shè)計任務(wù)與要求1.1 原始資料 1.1.1 發(fā)電廠、變電所相對地理位置 單位：km 圖1.1 發(fā)電廠、變電所相對地理位置圖1.1.2 發(fā)電廠技術(shù)參數(shù) 裝機臺數(shù)、容量：450(mw) 額定電壓(kv)：10.5kv 額定功率因數(shù) 最小運行方式為三臺機運行1.1.3 負荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求表1.1 負荷數(shù)據(jù)1.2 設(shè)計任務(wù) 根據(jù)給定的發(fā)電廠、變電所原始資料完成如下設(shè)計：（1） 擬定電力網(wǎng)初步接線方案。（2） 發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇。（3） 三相短路計算。（4） 不對稱短路計算。第

4、2章 電氣主接線的設(shè)計2.1 主接線方案的擬定與選擇電氣主接線形式主要有有匯流母線接線和無匯流母線接線，有匯流母線的接線形式又可分為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線接線形式主要有橋形接線、角形接線、和單元接線。單母線接線的優(yōu)點是：接線簡單，操作方便，設(shè)備少、經(jīng)濟性好，并且母線便于向兩端延伸，擴建方便。缺點是：可靠性差，調(diào)度不方便。單母線接線一般只用在出線回路少，并且沒有重要負荷的發(fā)電廠和變電站中。雙母線接線的優(yōu)點是：供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便。缺點是：設(shè)備較多，經(jīng)濟投資多。雙母線分段接線有雙母線接線的全部優(yōu)點，并且供電可靠性比雙母線更高。缺點是：經(jīng)濟投資比雙母線接線更高。橋形接線主要

5、適用于只有兩臺變壓器和兩條線路的情況，橋形接線又可分為內(nèi)橋接線和外橋接線。內(nèi)橋接線一般適用于線路較長和變壓器不需要經(jīng)常切換的情況。外橋接線一般適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。角形接線需要的斷路器比較多，經(jīng)濟投資較大。單元接線需要的變壓器比較多，經(jīng)濟投資比較大。由表1.1可得，變電所a能輸出的最大功率為，發(fā)電廠1能輸出的最大功率為，發(fā)電廠2能輸出的最大功率為。說明在這個110kv電力系統(tǒng)中變電所a、發(fā)電廠2和發(fā)電廠1的最大容量與系統(tǒng)總?cè)萘康谋戎狄来螠p小，故其重要性也依次降低。發(fā)電廠2的年利用小時數(shù)為5500小時，發(fā)電廠1和變電站a的年利用小時數(shù)均為5000小時，一般來說，發(fā)電廠2承擔的

6、負荷主要為基荷，發(fā)電廠1和變電站a承擔的負荷主要為腰荷。綜上分析，110kv系統(tǒng)對變電站a和發(fā)電廠1的供電可靠性的要求比發(fā)電廠2的供電可靠性的要求高。故變電站a和發(fā)電廠2可選擇雙母線接線的接線形式，發(fā)電廠1可選擇單母線接線的接線形式，110kv系統(tǒng)可選擇雙母線分段接線形式。2.2 主變壓器的選擇 變電所a的主變壓器最小額定容量為，發(fā)電廠1的主變壓器最小額定容量為，發(fā)電廠2的主變壓器最小額定容量為?？紤]到市場變壓器的型號規(guī)格及供貨情況，變電所a的主變壓器選擇兩臺額定容量為，變比為10.5/115kv，短路電壓百分數(shù)為的兩臺變壓器，發(fā)電廠1的主變壓器選擇兩臺額定容量為，變比為10.5/115kv，

7、短路電壓百分數(shù)為的變壓器，發(fā)電廠2的主變壓器選擇兩臺額定容量為，變比為10.5/115kv，短路電壓百分數(shù)為的變壓器。2.3 繪制電氣主接線圖 根據(jù)主接線形式和變壓器的選擇，可繪制電氣主接線圖如圖2.1。圖2.1 電氣主接線圖第3章 短路計算3.1 三相對稱短路計算 電氣主接線如圖2.1，等值電路圖如圖3.1，等值電路圖的化簡過程如圖3.2。在f點發(fā)生三相對稱短路。圖3.1 等值電路圖（a）（b） （c） (d) (e) (f)圖3.2 等值電路圖的化簡過程圖（a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)計算電流： 在等值電路圖及其化簡過程圖中各電抗的標幺值如下： 有名值： 短路點電流： 各發(fā)

8、電機送至短路點的電流： 系統(tǒng)送至短路點的電流： 流過發(fā)電機的電流： 3.2 三相不對稱短路計算 正序等值電路圖如圖3.1，負序等值電路圖和正序等值電路圖一樣，零序等值電路圖3.3。零序等值電路圖的化簡過程如圖3.4。在f點發(fā)生三相不對稱短路。圖3.3 零序等值電路圖（a)(b)(c) (d) (e)(f)圖3.4 零序等值電路圖的化簡過程圖在零序等值電路及其化簡圖中，各電抗的標幺值如下。 所以，正序電抗和負序電抗為： 零序電抗為：正常運行時f點的相電壓為： 3.2.1 單相短路接地計算 在f點發(fā)生單相短路接地不對稱故障時，邊界條件為：，轉(zhuǎn)換為序分量關(guān)系為：。根據(jù)序分量關(guān)系畫出復(fù)合序網(wǎng)圖如圖3.

9、5。圖3.5 單相短路接地復(fù)合序網(wǎng)圖 根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)圖，求解各序分量。由公式，式中，可得短路點f點的各相分量為： 3.2.2 兩相短路計算 在f點發(fā)生兩相短路不對稱故障時，邊界條件為：，轉(zhuǎn)換為序分量關(guān)系為。根據(jù)序分量關(guān)系畫出兩相短路復(fù)合序網(wǎng)圖如圖3.6。圖3.6 兩相短路復(fù)合序網(wǎng)圖 根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)圖求解各序分量。 由公式，式中，可得短路點f點的各相分量為： 3.2.3 兩相短路接地計算 在f點發(fā)生兩相短路接地不對稱故障時，邊界條件為：，轉(zhuǎn)換為序分量關(guān)系為：，根據(jù)序分量畫出兩相短路接地復(fù)合序網(wǎng)圖如圖3.7。圖3.7 兩相短路接地復(fù)合序網(wǎng)圖 根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)圖求解各序分量。由公式，式中，可得短路點f點的各相分量為：第4章 課程設(shè)計心得體會 本次課程設(shè)計主要是根據(jù)給定的資料設(shè)計一個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計的時候主要的是考慮電氣主接線形式的選擇以及主變壓器的選擇。在選擇電氣主接線的時候，每一種電氣主接線都有其優(yōu)點與缺點，我精心對比了幾種電氣主接線形式，最后才確定了電氣主接線圖中的電氣主接線方案。在選擇主變壓器的時候，主要是根據(jù)變壓器的容量來選擇，此外還要考慮到國家對變壓器規(guī)格的相關(guān)規(guī)定以及變壓器市場的供貨情況。在進行三相對稱短路計算時，關(guān)鍵是畫出電氣主接線圖的等值電路圖，然后根據(jù)等值電路圖算出等值電抗，最后算出短路電流。在進行三相不對稱短路計算時，關(guān)鍵是根據(jù)邊界條件畫出三序序網(wǎng)圖以及復(fù)合序網(wǎng)圖