《MATLAB潮流計算及短路電流計算案例》2600字

MATLAB潮流計算及短路電流計算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u28210MATLAB潮流計算及短路電流計算案例綜述 1256281.1主變壓器的選擇 1252131.1.1主變型式的選擇 1168121.1.2主變臺數(shù)的選擇 2258791.1.3主變?nèi)萘康倪x擇 220821.2短路電流的計算 2180581.2.1短路電流計算的目的和條件 2262171.2.2短路電流計算過程及結(jié)果 3165051.3配電網(wǎng)潮流計算 6電力系統(tǒng)短路電流計算是配置電氣一次設備、配備繼電保護的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)最基本的計算，這兩者在配電網(wǎng)和變電站設計中起到關(guān)鍵作用。本文首先從變壓器的選擇做起，選擇正確的短路點，計算出系統(tǒng)的最大短路電流，然后基于IEEE33節(jié)點系統(tǒng)完成配電網(wǎng)潮流計算，為第四章繼電保護的配置和第五章設備選型做準備。1.1主變壓器的選擇在配電網(wǎng)中，變電所主變壓器是極為重要的電氣設備，它的主要作用是變換電壓，傳輸和供給電能。因此主變的正確選擇對配電網(wǎng)的設計至關(guān)重要，主變的選擇包括選擇主變的型式、臺數(shù)和容量等。主變的選擇要根據(jù)建設基本要求、連接電網(wǎng)的負荷大小以及主變和系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)程度。主變的選擇對電力系統(tǒng)的安全可靠供電及電網(wǎng)擴建都有很大的影響。如果主變臺數(shù)過少或容量過小，就會無法滿足供電負荷和安全運行的要求；若主變臺數(shù)過多或容量過大，則會造成過度投資、運行效益低、運維工作復雜等?？傊髯兊倪x擇關(guān)系到待建變電站設計的成功與否，所以對主變的選擇我們一定要全方面考慮。既要滿足近期負荷的要求也要考慮到遠期規(guī)劃要求[23]。1.1.1主變型式的選擇相對于單相變壓器，三相變壓器有投資小、運行損耗小、占地面積小等優(yōu)點，因此對于330kV及以下的變電所，在設備運輸不受條件限制時，均采用三相變壓器。500kV變電所，應經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設立備用的單相變壓器。電力變壓器按照電磁結(jié)構(gòu)分為雙繞組、三繞組、自耦及低壓繞組分裂等型式。對于具有三個等級的變電站，通常采用三繞組變壓器，只有兩個等級的變電站用雙繞組為宜。本設計1號節(jié)點處采用110/10兩個等級的電壓，因此宜采用雙繞組三相變壓器。1.1.2主變臺數(shù)的選擇變電所主變壓器臺數(shù)的選擇直接影響變電所的住接線型式、電壓等級、傳輸容量、與系統(tǒng)的聯(lián)系等。在110kV變電所中，為了保持較高的供電可靠性和安全性，保證對一類電氣用戶和大部分二類電氣用戶持續(xù)可靠供電，防止因一臺變壓器損壞或檢修而導致全網(wǎng)停電，變電所應當安裝至少兩臺變壓器。在330kV及以上變電所中，有充足投資和足夠的安裝地點時，可以考慮安裝3臺及以上的主變臺數(shù)，也可考慮安裝備用變壓器[24]。根據(jù)以上確定原則，本設計1號節(jié)點處因采用兩臺主變壓器，可以保證對此10kV電網(wǎng)的可靠供電，提高配電網(wǎng)供電可靠性。1.1.3主變?nèi)萘康倪x擇主變壓器容量的選擇應該綜合考慮變電所供電網(wǎng)絡當下及未來5～10的擴展規(guī)劃來確定，并且應當考慮事故備用及檢修備用等備用容量?！蹲冸娬驹O計規(guī)程》規(guī)定，對于裝設兩臺主變的變電所，應當考慮當一臺主變故障或檢修時，另一臺主變壓器能夠滿足全網(wǎng)總負荷60%的供電要求，同時應能對Ⅰ類和大部分Ⅱ類用戶負荷供電，以免對設備、人身和生產(chǎn)造成重大損失。即：所以，本設計應考慮80%的備用容量，以滿足遠期負荷增加及應對各種突發(fā)情況，所以1號節(jié)點采用的變壓器容量應為：本文設計的10kV配電網(wǎng)節(jié)點1采用SL7-6300/110型變壓器。1.2短路電流的計算1.2.1短路電流計算的目的和條件短路是電力系統(tǒng)中最嚴重的故障，它是指相與相或相與地之間發(fā)生不正常通路的現(xiàn)象。發(fā)生短路的主要原因是電氣絕緣設備的損壞。短路會造成嚴重的后果，發(fā)生短路時電流大幅度增加，并使得電力系統(tǒng)電壓大幅度下降，也會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、損壞電氣設備、干擾通信。因此在選擇電氣一次設備時必須計算電力系統(tǒng)的短路電流，以對它們的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性進行校驗，使之在短路電流經(jīng)過時不受損壞。并且在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)，而且接地裝置的設計，也需要用短路電流[25]。在計算短路電流時，應當按照短路電流能夠發(fā)生的最大值來確定，即按照三相短路計算，短路點應按照發(fā)生最大短路電流來確定，從而完成等效電路。1.2.2短路電流計算過程及結(jié)果1）負荷計算網(wǎng)絡首端電壓為：網(wǎng)絡總負荷為：所以，有功負荷為：無功負荷為：視在功率為：功率因數(shù)為，網(wǎng)絡首端負荷電流：2）變壓器參數(shù)計算本文設計的10kV配電網(wǎng)節(jié)點1采用SL7-6300/110型變壓器，此變壓器參數(shù)如下表：表1.1SL7-6300/100型變壓器參數(shù)表型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）接線組別損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）總質(zhì)量（t）高壓低壓空載負載SL7-6300/1106300110，12110.5，11.0YNd1111.64110.51.120.2變壓器電阻：變壓器短路電抗：變壓器勵磁電導：變壓器勵磁電納：3）短路沖擊電流計算當此配電系統(tǒng)在k點發(fā)生三相短路時，短路沖擊電流最大。圖1.1配電系統(tǒng)短路示意圖（a）(b)圖1.2（a）配電系統(tǒng)短路結(jié)構(gòu)圖；（b）配電系統(tǒng)短路等效電路圖選取基準功率為SB=10MVA，基準電壓為UB=Uav=10kV（1）計算變壓器電抗標幺值（2）計算穩(wěn)態(tài)短路電流有效值Ip短路電流總電抗：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值的標幺值：有名值：（3）計算短路沖擊電流iim根據(jù)短路沖擊系數(shù)的選取原則，當發(fā)電機端部發(fā)生短路時，kim取1.9；發(fā)電廠高壓側(cè)母線上發(fā)生短路時，kim取1.85；其他地點短路時，kim取1.8。因此，此處取kim=1.8。（4）計算短路電流最大有效值1.3配電網(wǎng)潮流計算電力系統(tǒng)潮流計算是針對具體的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)給定的負荷功率和電源分布情況對電網(wǎng)中的各節(jié)點電壓幅值、相位以及各支路中功率、功率損耗的計算。電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)最基本、最重要的計算。對于正在運行的系統(tǒng)，通過潮流計算可以判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流和功率是否越限,確定最佳運行方式和檢修方案；在電網(wǎng)規(guī)劃設計時，潮流計算可為電網(wǎng)選擇導線截面和電氣設備、確定接線方案提供依據(jù)，還可為繼電保護和自動裝置整定計算、電力系統(tǒng)故障計算和穩(wěn)定計算提供原始數(shù)據(jù)。對于本設計的結(jié)構(gòu)，本文利用matlab對IEEE33節(jié)點系統(tǒng)進行潮流計算，利用前推回代法計算出結(jié)果?；静襟E為：1）利用假設的末端電壓和已知的末端功率逐段向首端推算，得出首端功率；2）用給定的首端電壓和計算出的首端功率逐段向后推算，得出末端電壓；3）再利用末端電壓和末端功率逐段向前推算，以此類