高电压技术课程设计报告.docx

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高电压技术课程设计报告

《咼电压技术》课程设计报告

:

基于PowerWorld/Simulator（13.0版）

开式电力网（放射式）防雷仿真设计

所在学院

电气工程学院

专业班级

XX级电气工程及其自动化XX班

学生姓名

XX

学生学号

20113008XXX

同组队员

XXX

指导教师

刘X丹

提交日期

2013年12月xx日

电气工程学院高电压技术课程设计评阅表

学生姓名XX学生学号20113008XX

同组队员£专业班级11级电气工程及其自动化争先班

题目名称基于PowerWorld/Simulator（13.0版）开式电力网（放射式）防雷仿真设计

一、学生自我总结

通过几周时间的课程设计，我锻炼了自己的动手组织能力，加深理解了团队合作的重要性，知

道在困难面前有战胜的信念和决心，学到的东西要运用到实际生活当中才能真正掌握。

虽然途中碰

到了很多困难，一度让我对设计心灰意冷，但是我通过上网查阅资料和与同学们探讨的方法得到了

解决的方案，我还体会到了同学们一起自学讨论的乐趣。

通过对电网的设计，让我了解到一些电力

系统元件的使用方法和功能，还有PowerWorld软件的使用方法，还有一些课本上学不到的知识，

使我收获不少。

高电压课程设计结束了，但是我探索的脚步还未止步。

学生签名：

XX年XX月XX

日

、指导教师评定

评分项目

平时成绩

报告（答辩）

综合成绩

权重

50

50

单项成绩

教师评语：

教师签名

年月日

一、设计背景1

二、设计要求1

三、设计指标及参数2

四、设计内容

4.1-正常运行6

4.2-发电机2跳闸7

4.3-主变压器2跳闸7

4.4-输电线路6跳闸7

4.5-3KV母线负荷跳闸8

4.6-潮流分布9

4.7-短路电流计算9

五、防雷设计12

六、总结（感想与心得）14

一、设计背景

PowerWorld程序是一个大型的电力系统可视化规划、分析与运行控制程序，其设计界面友好，并有高度的交互性。

该程序能够进行专业性的大型工程实践分析，并且由于其良好的交互性和可视化功能，它还可以用于向非专业人员生动逼真地解释电力系统运行的基本原理和操作过程。

它能够有效地计算高达10，0000个节点的电力系统，因此当它作为一个独立的潮流分析包时，实用性非常强大。

PowerWorld程序有2种操作模式：

编辑模式和运行模式。

编辑模式用来创建新模型或修改己存在的工程；而运行模式则用来模拟演示实际系统。

通过点击程序栏的编辑MOD（编辑模式）和RUNMODE运行模式）按钮，可在两者之间随意切换。

下面从基本功能和高级功能两部分说明PowerWorldV13.0版的使用方法。

1、再次学习、巩固发电机、变压器、输电线路、负荷的功能和特点。

2、学习PowerWorld/Simulator（13.0版）软件的使用。

3、锻炼了自己主动思考和动手能力以及团队合作。

二、设计要求

1、设计一个小型开式或闭式电力网。

（2-6台发电机、2-6回输电线路）

2、发电机、变压器、输电线路参数可以改变。

3、验证供电网络的可靠性、节点功率平衡。

4、进行潮流计算、短路计算仿真；进行数据分析。

5、进行发电机、主变压器、输电线路、厂用变压器、断路器、隔离开关、CTPT等电气设备选型（根据个人能力进行选择）。

特别是避雷器、避雷线、防雷装

置的设计，试画出设计简图、原理分析。

三、设计指标及参数

图1115KV主母线节点视图

系统参数见下表1至表4。

表1母线数据

编

名称

区域

基准电标幺电

实际电

相角

有功负

rr-

无功负荷发电机有功

发电机无功

压

压

号

名称

压

（度）

何

1

220KV母线

BUS1

1

220

1

220

0.55

28

1.72

2

BUS2

1

220

1

220

0.55

40

1.72

3

BUS3

1

220

1

220

-1.36

0

2.12

4

BUS4

1

220

1

220

-1.23

20

1.18

5

BUS5

1

220

1

220

-1.23

30

1.18

6

115KV主母

1

115

0.9987

114.853

-2.2

线BUS6

3

7

220KV母线

1

220

0.9991

219.818

-0.63

BUS7

7

8

BUS8

1

220

0.9990

9

219.799

-0.8

9

BUS9

1

220

0.9997

9

219.955

-1.49

10BUS10

1

220

0.9992

9

219.844

-1.75

11BUS11

1

220

0.9998219.956

-1.37

12

37KV母线

BUS12

1

37

0.9979

4

36.924

-3.38

13

6KV母线

BUS13

14

15

16

17

18

19

20

21

6KV母线BUS14115KV母线

BUS1537KV母线

BUS1637KV母线

BUS176KV母线

BUS183KV母线

BUS193KV母线

BUS203KV母线

BUS21

0.9986

6

3

5.992

-2.9

6

0.9986

3

5.992

-2.9416

115

0.9986

7

114.846

-2.3339

37

0.9979

4

36.924

-3.3923

37

0.9979

4

36.924

-3.3915

6

0.9986

3

5.992

-2.9411

3

1.0007

7

3.002

-8.23

3

1.0007

7

3.002

-8.2410

3

1.0007

3.002

-8.244

表2主变压器数据

5

11

7

6

5

4

2

首端节点编号

首

端节

点名

称

末端节点编号

末端节点名称

回路

类型状态

变调节

比误差

最小调节

量

115K

V主7

母线

BUS6

220KV

母线1

BUS7

Close

Fixed1-0.510.51

d

BUS85

BUS⑥

10

BUS1

06

11

BUS&

115KV

主母1

线1

BUS6115KV

主母1

线I

BUS6115KV主母1

线1

BUS6115KV

主母1

Fixed

Close

-0.510.51

FixedClose1-0.510.51d

Close

Fixed1-0.510.51

d

Close

Fixed1-0.510.51

d

最大调

节量

最小变比

最大变比

档距

1.5

0.51

1.5

0.00625

1.5

0.51

1.5

0.00625

1.5

0.51

1.5

0.00625

1.5

0.51

1.5

0.00625

1.5

0.51

1.5

0.00625

线

BUS6

115K

V主12母线12

BUS6

37KV

母线1

BUS12

FixedClose1d

-0.51

0.51

1.5

0.51

1.5

6KV

115KV

母线

主母

Close

6

1

Fixed

1

-0.51

0.51

1.5

0.51

1.5

BUS1

线

d

3

BUS6

3KV

115KV

母线

主母

Close

busF

1

线1

Fixed

d

1

-0.51

0.51

1.5

0.51

1.5

9BUS6

表3负何数据

节点

名称节点

区域名称

Load

t分区名称

Load

ID

有功

6KV母

线

1

1

1

5

BUS14

6KV母

线

1

1

2

3

BUS14

6KV母

线

1

1

3

5

BUS14

6KV母

线

1

1

4

3

BUS14115KV母线

1

1

1

8

BUS15

115KV母线

1

1

2

11

BUS15115KV母线

1

1

3

10

BUS15115KV母线

1

1

4

10

BUS15

Records

无功

视在功率

恒功率有功负荷

1

5.1

5

1

3.16

3

2

5.39

5

1

3.16

3

2

8.25

8

3

11.4

11

3

10.44

10

3

10.44

10

1

1

2

1

2

3

3

3

0.00625

0.00625

0.00625

恒功率无功负荷

6

13

19

Load

编号

14

14

14

14

15

15

15

15

37KV

16

母线1

BUS16

37KV

1

1

5

16

母线1

BUS16

37KV

1

2

5

16

母线1

BUS16

37KV

1

3

5

16

母线1

BUS16

37KV

1

4

8

17

母线1

BUS17

37KV

1

1

5

17

母线1

BUS17

37KV

1

2

5

17

母线1

BUS17

6KV母

1

3

5

18

线1

BUS186KV母

1

1

5

18

线1

BUS186KV母

1

2

3

18

线1

BUS18

3KV母

1

3

3

20

线1

BUS20

3KV母

1

1

3

20

线1

BUS20

3KV母

1

2

2

20

线1

BUS20

3KV母

1

3

2

20

线1

BUS20

3KV母,

1

4

3

21

线1

1

2

1

5.39

5

2

5.39

5

2

5.39

5

2

8.06

8

1

5.39

5

2

5.39

5

2

5.39

5

2

5.39

5

2

3.61

3

2

3.16

3

1

3.16

3

1

2.24

2

1

2.24

2

1

3.16

3

1

1.12

1

0.5

2

2

2

1

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

0.5

21

BUS21

3KV母线1

BUS21

1310.51.121

0.5

表460MW火力发电机-主变-厂变参数

设备名称

发电机

主变压器

高压厂用变压器

额定容量（MVA

80

16

额定电压（KV

121±2X

2.5%/10.5

10.5±2X

2.5%/6.3

额定电流（A）

382/4400

879/1466

联结组号

Ynd11

Ynd11

空载损耗厶P。

（KW）

空载电流1。

%

短路损耗△

Pk（KW）

短路阻抗Uk%

18.1

10.3「

功率（MW

60

定子电压（kV）

10.5

定子电流（A）

4125

频率（Hz）

50

功率因数（cos

©）

0.8

转速（r/min）

3000

四、设计内容

图4-1正常运行

图4-2发电机2跳闸

3-町屮3TH22TH

IM-a-1-t.arla-+»a-

g.:

—iir

-■・哙

j=.mH1

・：

3

4FJ."

XMW

1“41"

图4-3主变压器2跳闸

iNW.1a*-riww

AW-vwl・■*■!

；^-HW

3EW

*1胖*

X

Vvya

3z・u

斗RWiL三

USFTW

3

0仲N

d00

-si寸

2Net

图4-4输电线路6跳闸

jrrw>mwirr/v;wmjM-flr:

SMuarl-

，时SHr.■-二林

/MVMk

IMd-

-3SWW

2Uf

IE

图4-53KV母线负荷跳闸

91*71：

f

xM*i

1P4ar

3W*

12.HIw-.-o-

3I*™

1MW

2昭

I-F

2r*-j«F

A!

*Wi

T—

卫y卜

It

m-

f二啤a

A

2MW

X艸別

CJO如F

1*

:

苗Wr

II

3KV^^BJUS21

>j|*MKV吒爰BJ519

1.15IW主母线日U56

11*^

LI^d

iOW

20M?

・

iiM«-

-L4¥•■暂

I

ZCr&

图4-6潮流分布图

图4-7短路计算结果（节点19发生三相短路）短路电流标幺值1.048

垢号丨容祢

相电压A

相电压E

相电i$c

+gft01

隔u

A

_

.1

"7|22ffiC\e^HUSl

0.&1647

O.il£47

0-81647

5.02

-H4l9S

125.02

2

2BUS2

0.81647

0.B1647

0.81&47

5.02

•11A昶

125.02

3

3BU分

0.30534

0.U5M

0.30534

2.90

-n7am

122.90

斗

46U54

GBOe甜

0„S067&

3.04

-116.96

123.04

\

5BUS5

11越&73

。

赵7fi

0.3067a

3.04

-116.96

⑵,04

5

OL15W哇田妙上

0.73553

5弼

0.735W

2.35

・117-65

122.35

7

7J2TK\gj^HU57

G.8OS10

0.W310

0-^3IG

3,90

・116-10

12X90

目

BBU53

0-W116

0.W1M5

0-W11&

3.74

・116-2&

123.74

9

qhivm

n.m?

fi：

i

O.ftHTHI

n.mpfli

7.fi7

・TTZift

177.fi?

V

计直

it关闭

?

举助

表4-1短路计算结果（节点19发生三相短路）短路电流标幺值1.048

Fault

Data-

Buses编号

名称

相电压A

相电压B

相电压C

相角A

相角B

相角C

1

220KV母线BUS1

0.81647

0.81647

0.81647

5.02

-114.98

125.02

2

BUS2

0.81647

0.81647

0.81647

5.02

-114.98

125.02

3

BUS3

0.80584

0.80584

0.80584

2.9

-117.1

122.9

4

BUS4

0.80678

0.80678

0.80678

3.04

-116.96

123.04

5

BUS5

0.80678

0.80678

0.80678

3.04

-116.96

123.04

6

115KV主「

母线BUS60.78569

0.78569

0.78569

2.35

-117.65

122.35

7

220KV母线BUS7

0.8031

0.8031

0.8031

3.9

-116.1

123.9

8

BUS8

0.80116

0.80116

0.80116

3.74

-116.26

123.74

9

BUS9

0.80281

0.80281

0.80281

2.82

-117.18

122.82

10

BUS10

0.79563

0.79563

0.79563

2.68

-117.32

122.68

11

BUS11

0.80376

0.80376

0.80376

2.94

-117.06

122.94

12

37KV母线

BUS12

0.78508

0.78508

0.78508

1.17

-118.83

121.17

13

6KV母线

BUS13

0.78562

0.78562

0.78562

1.65

-118.35

121.65

14

6KV母线BUS14

0.78562

0.78562

0.78562

1.61

-118.39

121.61

15

115KV母线BUS15

0.78565

0.78565

0.78565

2.22

-117.78

122.22

16

37KV母线

BUS16

0.78507

0.78507

0.78507

1.16

-118.84

121.16

17

37KV母线

BUS17

0.78507

0.78507

0.78507

1.16

-118.84

121.16

18

6KV母线

BUS18

0.78562

0.78562

0.78562

1.61

-118.39

121.61

19

3KV母线BUS19

0

0

0

0

0

0

20

3KV母线

BUS20

0

0

0

0

0

0

21

3KV母线

BUS21

0

0

0

0

0

0

图4-8短路计算结果（节点19发生单相短路）短路电流标幺值1.042

蛾陣数牆故陣送项节臣諭甘覃

逸择短體节点…■-

按宅称排库•摄網排库

I戒□赴用区博悄区过迪罢

‘皿3

短昭位誥

•「哎轴短賂

短路娄型

•单㈱地

tWK

■-■三偸除罔醸地

所昼示的裁据裳型

电庇单位

-按広追O轴

举纯阳耳示

團正童0*10Ot相

C£1g0瑚

漏号丨名秤

*目电压A|

相电压日

相电压u|

侏A

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簡匚

|l|220KVajiBUSl.

0.8157&

1.022^5

0-9S30I

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■115-07

121.48

2

2BUS2

0.S15%

i・D22书

CL鮒301

-LU.07

121.48

3

3BUS3；

0„M142

1.02526

0„«3&4

2.05

421.12

119.79

4

4BUS4

d加出丁

1.02^1

0-®36a

2.1^

-120.^7

113.B9

S

5BUS5

0.M2S7

1.02^1

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2.IS

-120.97

119.89

6

onaevi.瑯®

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H912

7

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皿轻

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1.96

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LV

119.75

计聲

划歸拆-般・删列-霽諏卧平卧曬：

龍i谗肝

20{3C^i^BU520）[3kV]

21（KV^^BUS21J[3kV]

节点融:

isfein.'并联补偿器□騎仆拥绷处婕够〒

建路电淙

幅值：

i1.042

相吊；

4L2S

滴臨关诃

f1

配关厠

?

m

表4-2短路计算结果（节点

Fault

Data-

Buses

19发生单相短路）短路电流标幺值1.042

编号

名称

相电压A

相电压B

1

220KV母

0.81576

1.02245

线BUS1

2

BUS2

0.81576

1.02245

3

BUS3

0.80142

1.02526

4

BUS4

0.80287

1.02491

5

BUS5

115KV主

0.80287

1.02491

6

母线BUS60.77921

220KV母

1.02718

7

线BUS7

0.79643

1.02584

8

BUS8

0.79425

1.02608

9

BUS9

0.79675

1.0262

10

BUS10

0.78842

1.02705

11

BUS1137KV母线

0.79807

1.02592

12

BUS12

6KV母线

0.77848

1.02784

13

BUS13

6KV母线

0.77909

1.02793

14

BUS14

0.77909

1.02798

15

115KV母

0.77916

1.02727

相电压C

相角A

相角B

相角C

0.98301

4.2

-119.07

121.48

0.98301

4.2

-119.07

121.48

0.98384

2.05

-121.12

1