燕山大学电力系统课程设计Word下载.docx
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设计题目
电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（六）
设
计
技
术
参
数
某系统原始网络是一个5节点系统，网架结构和各节点功率如图1所示。
未来的电源配置和负荷数据如图2所示。
6号节点为新建的孤立节点。
发电机参数如表1所示。
各节点之间已建线路参数和可扩建的线路参数如表2所示。
基准功率选为100MW，基准电压选为110kV。
要
求
设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。
运用PowerWorld软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。
计算容许误差为10－5。
最后将最终结果列表在报告中。
考
资
料
夏道止，《电力系统分析》，中国电力出版社，2004年
陈珩，《电力系统稳态分析》，中国电力出版社，1995年
李光琦，《电力系统暂态分析》，中国电力出版社，1995年
周次
第一周
应
完
成
内
容
设计系统的接线形式，选择线路参数。
对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。
计算系统潮流分布，分析网络损耗。
计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下对母线电压、线路电流和发电机的影响。
进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间，撰写课程设计报告、答辩。
指导教
师签字
基层教学单位主任签字
电气工程学院教务科
第一章设计说明…………………………………………………………………………4
设计技术参数……………………………………………………………………4
设计要求…………………………………………………………………………5
第二章设计原理及分析…………………………………………………………………6
设计原理…………………………………………………………………………6
应用powerworld设计的原理图………………………………………………6
第三章静态平安分析…………………………………………………………………7
第四章系统潮流散布及网络损耗………………………………………………………8
节点状态和支路参数……………………………………………………………8
网络损耗…………………………………………………………………………9
第五章短路分析…………………………………………………………………………10
节点短路…………………………………………………………………………10
单相接地………………………………………………………………………10
相间短路………………………………………………………………………12
三相对称………………………………………………………………………13
两相接地………………………………………………………………………15
线路短路…………………………………………………………………………16
单相接地………………………………………………………………………16
相间短路………………………………………………………………………18
三相对称………………………………………………………………………19
两相接地………………………………………………………………………21
不同短路类型对照分析…………………………………………………………22
第六章暂态稳固性分析…………………………………………………………………23
系统接入故障后稳固性分析……………………………………………………23
临界切除故障时刻………………………………………………………………32
第七章心得体会………………………………………………………………………34
参考文献…………………………………………………………………………………35
第一章设计说明
设计技术参数
图1原网络结构图2新增发电厂和节点负荷
表1-1各节点之间已有线路和可扩建线路参数
支路
交流电阻（.）
交流电抗（.）
原有线路数（回）
可扩建线路数（回）
交流容量（MW）
长度
（km）
1—2
1
3
90
40
1—3
4
100
38
1—4
80
60
1—5
20
1—6
70
68
2—3
2—4
2—5
31
2—6
30
3—4
82
59
3—5
3—6
48
4—5
75
63
4—6
5—6
78
61
表1-2发电机组参数
发电机型号
额定容量（MW）
电抗
（标幺值）
惯性时间常数H（s）
阻尼系数
QFS-200-2
200
QFS-125-2
125
QFS-50-2
50
QFS-25-2
25
基准功率为100MW，基准电压为110kV。
设计要求
一、设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。
2、运用PowerWorld软件计算出系统潮流散布和各母线短路时不同短路类型情形下的短路电流，并进行暂态稳固性分析。
3、设计系统的接线形式，选择线路参数。
对设计的电网结构进行静态平安分析，判定系统运行的薄弱环节。
计算系统潮流散布，分析网络损耗。
计算某一母线和线路不同短路类型情形下的短路电流，对照分析不同类型短路情形下对母线电压、线路电流和发电机的阻碍。
进行暂态稳固性分析，确信系统在较严峻事故情形下的临界切除故障时刻。
4、计算允许误差为-510，最后将最终结果列表在报告中。
第二章设计原理及分析
设计原理
依照设计要求，需保证任意一条线路显现故障时，每一个负荷均不断电，因此必需保证每一个节点处同时至少连接两条线路，设计采纳环网结构，依照各负荷的功率散布，让发电机自动调整对负荷提供有功和无功功率。
其中，有一个发电机处于平稳节点，对整个电网的功率进行平稳。
第一在符合要求下适当的在各节点间连接少量的线路。
若是线路中的饼图信息变红或不能对负载供电，那么对设计网络再进行修改，先考虑线路连接情形，再看导线选择是不是合理，直到运行时平稳系统功率并保证任一线路显现故障时，其他线路的饼图信息均不变红。
这时，能够进行短路计算和暂态稳固性分析。
应用powerworld软件设计的原理图
第三章静态平安分析
平安分析，是用预想事故的分析方式来预知系统是不是存在平安隐患，以便及早采取相应的方法避免系统发生大的事故。
静态平安分析可判定发生预想事故后系统是不是会过负荷或电压越限。
运用powerworld软件静态平安分析功能，插入事故：
单个线路事故（共17个）后，开始运行，取得结果如下表
表3-1静态平安分析结果
标签
跳过
已处理
已求解
越限
最大支路越限%
最低电压
最高电压
最大断面%
L_000011-000022C1
NO
YES
L_000011-000044C1
L_000055-000011C1
L_000033-000022C4
L_000033-000022C2
L_000033-000022C3
L_000022-000044C1
L_000022-000066C2
110
L_000022-000066C4
L_000055-000033C1
L_000055-000033C2
L_000055-000033C3
L_000033-000066C1
2
L_000044-000066C1
L_000044-000066C2
L_000044-000066C3
L_000055-000066C3
由表可知，6号母线为系统较薄弱环节，当线路发生断路故障时，易发生支路越限。
第四章系统潮流散布及网络损耗
节点状态和支路参数
运用powerworld软件运行实例，查看实例信息等到如下表的节点状态和支路参数，见下各表
表4-1节点状态情形
编号
名称
区域名称
基准电压
标幺电压
实际电压
相角（度）
有功负荷
无功负荷
发电机有功
发电机无功
并联补偿器无功
节点并联补偿实际有功
节点并联补偿实际无功
240
15
10
300
160
5
6
-68
表4-2支路参数情形
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
状态
R
X
B
极限AMVA
极限BMVA
极限CMVA
Closed
网络损耗
计算后，取得网络损耗如下表
表4-3网络损耗情形
首端节点编号
有功首端节点
无功首端节点
视在功率首端节点
视在功率极限
%视在功率极限（最大值）
有功损耗
无功损耗
Open
-48
第五章短路分析
节点短路
运用powerworld软件运行实例，在节点1处设置短路故障，并进行仿真计算。
短路故障别离为单相接地短路、相间短路、三相对称短路和两相接地短路，计算结果如下
单相接地
表5-1各节点相电压、相角情形
相电压A
相电压B
相电压C
相角A
相角B
相角C
表5-2各发电机相电流、相角情形
编号节点
名称节点
相电流A
相电流B
相电流C
表5-3各线路相电流情形
相电流A首端节点
相电流B首端节点
相电流C首端节点
相电流A末端节点
相电流B末端节点
相电流C末端节点
相间短路
表5-4各节点相电压、相角情形
表5-5各线路相电流情形
表5-6各发电机相电流、相角情形
三相对称
表5-7各节点相电流、相角情形
表5-8各发电机相电流、相角情形
表5-9各线路相电流情形
两相接地
表5-10各节点相电压、相角情形
7
表5-11各线路相电流情形
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