電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計(jì)論文

1、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告report on engineering training題 目： 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)科部、系： 信息學(xué)科部自動(dòng)化系 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)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(jì)任務(wù)書(shū)摘要 根據(jù)給定的資料設(shè)計(jì)一個(gè)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主接線形式并且進(jìn)行三相對(duì)稱短路計(jì)算和三相不對(duì)稱短路計(jì)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(jì)算是電力系統(tǒng)最基本最常用的計(jì)算。在本設(shè)

2、計(jì)任務(wù)書(shū)中，三相對(duì)稱短路計(jì)算采用的是輸入阻抗法，三相不對(duì)稱短路計(jì)算采用的是對(duì)稱分量法。這兩種方法在短路計(jì)算中都比較重要。關(guān)鍵詞：電氣主接線，對(duì)稱短路計(jì)算，不對(duì)稱短路計(jì)算，對(duì)稱分量法目錄第1章 設(shè)計(jì)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(duì)地理位置1 1.1.2 發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)1 1.1.3 負(fù)荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求1 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 2第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 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(jì)算 5 3.1 三相對(duì)稱短路計(jì)算 5 3.2 三相不對(duì)稱短路計(jì)算 8 3.2.1 單相短路接地計(jì)算 10

3、 3.2.2 兩相短路計(jì)算 12 3.2.3 兩相短路接地計(jì)算 13第3章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 16參考文獻(xiàn) 17第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1 原始資料 1.1.1 發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置 單位：km 圖1.1 發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置圖1.1.2 發(fā)電廠技術(shù)參數(shù) 裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量：450(mw) 額定電壓(kv)：10.5kv 額定功率因數(shù) 最小運(yùn)行方式為三臺(tái)機(jī)運(yùn)行1.1.3 負(fù)荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求表1.1 負(fù)荷數(shù)據(jù)1.2 設(shè)計(jì)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(jì)：（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(jì)算。（4） 不對(duì)稱短路計(jì)算。第

4、2章 電氣主接線的設(shè)計(jì)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(wú)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(wú)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(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)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(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)是：供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)是：設(shè)備較多，經(jīng)濟(jì)投資多。雙母線分段接線有雙母線接線的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，并且供電可靠性比雙母線更高。缺點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)投資比雙母線接線更高。橋形接線主要

5、適用于只有兩臺(tái)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(zhǎng)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(jì)投資較大。單元接線需要的變壓器比較多，經(jīng)濟(jì)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(shuō)明在這個(gè)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(shí)數(shù)為5500小時(shí)，發(fā)電廠1和變電站a的年利用小時(shí)數(shù)均為5000小時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電廠2承擔(dān)的

6、負(fù)荷主要為基荷，發(fā)電廠1和變電站a承擔(dān)的負(fù)荷主要為腰荷。綜上分析，110kv系統(tǒng)對(duì)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(chǎng)變壓器的型號(hào)規(guī)格及供貨情況，變電所a的主變壓器選擇兩臺(tái)額定容量為，變比為10.5/115kv，短路電壓百分?jǐn)?shù)為的兩臺(tái)變壓器，發(fā)電廠1的主變壓器選擇兩臺(tái)額定容量為，變比為10.5/115kv，

7、短路電壓百分?jǐn)?shù)為的變壓器，發(fā)電廠2的主變壓器選擇兩臺(tái)額定容量為，變比為10.5/115kv，短路電壓百分?jǐn)?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(jì)算3.1 三相對(duì)稱短路計(jì)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(jiǎn)過(guò)程如圖3.2。在f點(diǎn)發(fā)生三相對(duì)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(jiǎn)過(guò)程圖（a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)計(jì)算電流： 在等值電路圖及其化簡(jiǎn)過(guò)程圖中各電抗的標(biāo)幺值如下： 有名值： 短路點(diǎn)電流： 各發(fā)

8、電機(jī)送至短路點(diǎn)的電流： 系統(tǒng)送至短路點(diǎn)的電流： 流過(guò)發(fā)電機(jī)的電流： 3.2 三相不對(duì)稱短路計(jì)算 正序等值電路圖如圖3.1，負(fù)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(jiǎn)過(guò)程如圖3.4。在f點(diǎn)發(fā)生三相不對(duì)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(jiǎn)過(guò)程圖在零序等值電路及其化簡(jiǎn)圖中，各電抗的標(biāo)幺值如下。 所以，正序電抗和負(fù)序電抗為： 零序電抗為：正常運(yùn)行時(shí)f點(diǎn)的相電壓為： 3.2.1 單相短路接地計(jì)算 在f點(diǎn)發(fā)生單相短路接地不對(duì)稱故障時(shí)，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(diǎn)f點(diǎn)的各相分量為： 3.2.2 兩相短路計(jì)算 在f點(diǎn)發(fā)生兩相短路不對(duì)稱故障時(shí)，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(diǎn)f點(diǎn)的各相分量為： 3.2.3 兩相短路接地計(jì)算 在f點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地不對(duì)稱故障時(shí)，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(diǎn)f點(diǎn)的各相分量為：第4章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)主要是根據(jù)給定的資料設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計(jì)的時(shí)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(shí)候，每一種電氣主接線都有其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，我精心對(duì)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(shí)候，主要是根據(jù)變壓器的容量來(lái)選擇，此外還要考慮到國(guó)家對(duì)變壓器規(guī)格的相關(guān)規(guī)定以及變壓器市場(chǎng)的供貨情況。在進(jìn)行三相對(duì)稱短路計(jì)算時(shí)，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(jìn)行三相不對(duì)稱短路計(jì)算時(shí)，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