電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計-三相短路故障分析計算機算法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上成績 課程設(shè)計報告 題 目 三相短路故障分析計算機算法 課 程 名 稱 電力系統(tǒng)分析 院 部 名 稱 龍蟠學院 專 業(yè) 08電氣工程及其自動化 班 級 M08電氣工程及其自動化 學 生 姓 名 顧辰蛟 學 號 課程設(shè)計地點 C314 課程設(shè)計學時 一周 指 導(dǎo) 教 師 朱一綸 金陵科技學院教務(wù)處制電力系統(tǒng)課程設(shè)計三相短路故障分析計算機算法設(shè)計一 基礎(chǔ)資料1. 電力系統(tǒng)簡單結(jié)構(gòu)圖如圖2電力系統(tǒng)參數(shù)如圖1所示的系統(tǒng)中K（3）點發(fā)生三相短路故障，分析與計算產(chǎn)生最大可能的故障電流和功率。（1）發(fā)電機參數(shù)如下： 發(fā)電機G1：額定的有功功率110MW，額定電壓=10.5kV；次暫

2、態(tài)電抗標幺值=0.264，功率因數(shù)=0.85 。發(fā)電機G2：火電廠共兩臺機組，每臺機組參數(shù)為額定的有功功率25MW；額定電壓UN=10.5kV；次暫態(tài)電抗標幺值=0.130；額定功率因數(shù)=0.80。（2）變壓器銘牌參數(shù)由參考文獻新編工廠電氣設(shè)備手冊中查得。變壓器T1：型號SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，變壓器額定容量10MV·A，一次電壓110kV，短路損耗59kW，空載損耗16.5kW，阻抗電壓百分值UK%=10.5，空載電流百分值I0%=1.0。變壓器T2：型號SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5MV

3、83;A，一次電壓110kV，短路損耗148kW，空載損耗38.5kW，阻抗電壓百分值UK%=10.5，空載電流百分值I0%=0.8。變壓器T3：型號SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16MV·A，一次電壓110kV，短路損耗86kW，空載損耗23.5kW，阻抗電壓百分值UK%=10.5，空載電流百分值I0%=0.9。（3）線路參數(shù)由參考文獻新編工廠電氣設(shè)備手冊中查得。線路1：鋼芯鋁絞線LGJ-120，截面積1202，長度為100，每條線路單位長度的正序電抗X0（1）=0.408；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.79×106S

4、。對下標的說明 X0(1)=X單位長度（正序）；X0（2）=X單位長度（負序）。線路2：鋼芯鋁絞線LGJ-150，截面積1502，長度為100，每條線路單位長度的正序電抗X0（1）=0.401；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.85×106S。線路3：鋼芯鋁絞線LGJ-185，截面積1852，長度為100，每條線路單位長度的正序電抗X0（1）=0.394；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.90×106S。（4）負載L：容量為8j6（MV·A），負載的電抗標幺值為；電動機為2MW，起動系數(shù)為6.5，額定功率因數(shù)為0.86。3參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)基準容量SB=1

5、00MV·A；基準電壓UB=UavkV。（1）SB的選取是為了計算元件參數(shù)標幺值計算方便，取SB-100MV·A，可任意設(shè)值但必須唯一值進行分析與計算。（2）UB的選取是根據(jù)所設(shè)計的題目可知系統(tǒng)電壓有110kV、6kV、10kV，而平均額定電壓分別為115、6.3、10.5kV。平均電壓Uav與線路額定電壓相差5%的原則，故取UB=Uav。（3）為次暫態(tài)短路電流有效值，短路電流周期分量的時間t等于初值（零）時的有效值。滿足產(chǎn)生最大短路電流的三個條件下的最大次暫態(tài)短路電流作為計算依據(jù)。（4）為沖擊電流，即為短路電流的最大瞬時值（滿足產(chǎn)生最大短路電流的三個條件及時間=0.01s

6、）。一般取沖擊電流=××=2.55。（5）為短路電流沖擊系數(shù)，主要取決于電路衰減時間常數(shù)和短路故障的時刻。其范圍為12，高壓網(wǎng)絡(luò)一般沖擊系數(shù)=1.8。二設(shè)計任務(wù)及設(shè)計大綱1.各元件參數(shù)標幺值的計算，并畫電力系統(tǒng)短路時的等值電路。（1）發(fā)電機電抗標幺值 公式式中 發(fā)電機電抗百分數(shù)，由發(fā)電機銘牌參數(shù)的； 已設(shè)定的基準容量（基值功率），； 發(fā)電機的額定有功功率，MW發(fā)電機額定有功功率因數(shù)。（2）負載電抗標幺值 公式式中 U元件所在網(wǎng)絡(luò)的電壓標幺值； 負載容量標幺值； 負載無功功率標幺值。（3）變壓器電抗標幺值 公式變壓器中主要指電抗，因其電抗，即可忽略，由變壓器電抗有名值推出變壓

7、器電抗標幺值為 公式式中 %變壓器阻抗電壓百分數(shù)； 基準容量，MVA 、變壓器銘牌參數(shù)給定額定容量，MVA、額定電壓，kV； 基準電壓取平均電壓，kV。（4）線路電抗標幺值 公式式中 線路單位長度電抗； 線路長度，km； 基準容量，MVA； 輸電線路額定平均電壓，基準電壓，kV。輸電線路的等值電路中有四個參數(shù)，一般電抗，故0。由于不做特殊說明，故電導(dǎo)、電納一般不計，故而只求電抗標幺值。（5）電動機電抗標幺值（近似值） cos 公式式中 設(shè)定的基準容量，MVA； 電動機額定的有功功率，MW； cos電動機額定有功功率因數(shù)。（6）短路次暫態(tài)電流標幺值（） （?。?（kA） 公式基準容量；基準電壓(

8、kV)。（7）沖擊電流（）的計算（kA） 公式（8）短路容量的計算（） 公式 2設(shè)基準容量； 基準電壓。（1）發(fā)電機電抗標幺值由公式得;（2）變壓器電抗值標幺值由公式得；（3）線路電抗標幺值由公式得； 負載電抗標幺值由公式得電動機電抗標幺值由公式得 2.導(dǎo)納矩陣的形成與計算對地電納3.求出阻抗矩陣并對用計算機分析短路電流的原理加以說明。 4.求出短路點的次暫態(tài)短路電流和流過發(fā)電機G1的故障電流。短路點的電抗標幺值為短路點次暫態(tài)短路電流為流過發(fā)電機G1的故障電流。=0.397A5.求出短路點的沖擊電流，短路功率。 (kA)沖擊電流 短路功率 6：提高：用估算法求三相短路分析，并對兩種算法的結(jié)果進

9、行比較分析。（結(jié)果列表比較，優(yōu)缺點比較）。估算法：短路點的等值電抗為短路次暫態(tài)電流標幺值短路次暫態(tài)電流有名值沖擊電流短路功率比較：（1）估算法誤差大，每一短路處需要逐一分析與計算。（2）Y矩陣計算時考慮對地電容，變壓器實際變比，則誤差??；Y矩陣對角元素將各節(jié)點的等值短路電抗（阻抗）均求出；使分析其他點的短路故障提供了更容易更直觀的參數(shù)值；Y矩陣程序通用性強等特點。IkIImY短路點1.110.0823.510.9091IkIImX短路點0.76888.136120.74711.3006三設(shè)計小結(jié)本設(shè)計通過對三相短路故障分析的分析，提出導(dǎo)納矩陣算法和阻抗矩陣算法設(shè)計方案，并對計算機算法進行了分析比較，從簡便方面考慮，最終選擇了導(dǎo)納矩陣設(shè)計方案，它具有運算方便，節(jié)省時間等優(yōu)點，但還有分析短路電流不太全面的不足。設(shè)計體會：本次課程設(shè)計中在計算導(dǎo)納矩陣和阻抗矩陣時輸入不太仔細導(dǎo)致無運算結(jié)果，浪費了點時間，在計算流過G1的故障電流時不太清楚怎么計算，通過