電力系統(tǒng)潮流短路計算課程設計

1、一、 設計題目：圖1 潮流計算用圖變壓器T1、T2：SFL1-16000/110，（121±2×2.5）/6.3，Pk=110kW，P0=18.5kW，uk=10.5，I0=0.9；變壓器T3：SFL1-8000/110，（110±5）/6.6，Pk=52kW，P0=9.76kW,uk=10.5，I0=1.1；變壓器T4：2×SFL1-16000/110，（110±2×2.5）/10.5，Pk=62kW，P0=11.6kW，uk=10.5，I0=1.1。導線型號均為LGJ-150，參數(shù)r0=0.21/km，x0=0.4/km，b0=2

2、.8×10-6S/km。電網(wǎng)潮流計算（1）計算各元件參數(shù)，畫出等值電路；（2）進行網(wǎng)絡潮流計算；（3）不滿足供電要求，進行調(diào)壓計算。二、 題目分析：這是一道潮流計算題，按照一般潮流計算的步驟將元件轉(zhuǎn)換為等值參數(shù)，這里我們進行真實值的直接計算，并用近似計算計算。由于負載給出，線路長度已知，我們可以將如圖閉環(huán)的潮流計算分解成4個開環(huán)單電源的潮流問題進行計算，并計算是否有調(diào)壓的必要。三、 潮流計算過程：(一) 各元件參數(shù)計算： 120Km線路 R1=r0 l1=0.21×120=25.2 X1=x0 l1=0.4×120=48B1=b0 l1=2.8×10-6

3、×120S=3.36×10-4S 100Km線路 R2=r0 l2=0.21×100=21 X2=x0 l2=0.4×100=40B2=b0 l2=2.8×10-6×100S=2.8×10-4S 70Km線路 R3=r0 l3=0.21×70=14.7 X3=x0 l3=0.4×70=28B3=b0 l3=2.8×10-6×70S=1.96×10-4S 變壓器 T1，T2RT1=RT2=PkUN2SN2×103=110×1212160002×10

4、3=6.188XT1=XT2=UK%UN2100SN×103=10.5×1212100×16000×103=96.082S1=P0+jI0%100SN=18.5+j0.9×16000100KVA=0.0185+j0.144MVA 變壓器 T3RT3=PkUN2SN2×103=52×110280002×103=9.831XT3=UK%UN2100SN×103=10.5×1102100×8000×103=158.813S3=P0+jI0%100SN=9.76+j1.1×

5、8000100KVA=0.00976+j0.0088MVA 變壓器 T4 RT4=PkUN2SN2×103=62×1102160002×103=2.93XT4=UK%UN2100SN×103=10.5×1102100×16000×103=79.406S4=P0+jI0%100SN=11.6+j1.1×16000100KVA=0.0116+j0.176MVA(二) 繪制等效電路：(三) 功率分布計算：1、各元件功率損耗： 兩臺T4變壓器并聯(lián)損耗：So'=2S0=0.232+j0.352ST4=S2UN212R

6、T4+12XT4=10.22+6.2211021.465+j34.705=0.0173+j0.468MVA T3變壓器損耗：ST3=S2UN2RT3+XT3=5.62+4.4211029.831+j158.813=0.0412+j0.666MVA 100Km與70Km線路交點4 末端功率損耗S4=ST4+SLD4+So'=0.0173+10.2+0.0232+j0.468+6.2+0.352MVA=10.2405+7.02MVA 120Km與100Km線路交點3末端功率損耗S3=ST3+SLD3+S0=0.0412+0.00976+5.6+j0.666+0.088+4.4MVA=5.6

7、51+j5.154MVA 1.4間100Km線路損耗SLD14=717S4=71710.2405+j7.02=4.217+j2.891MVASLD14'=SLD14-jB22UN2=4.217+j1.197MVAS11=SLD14'+SLD14'2UN2R2+X2-jB22UN2=4.217+j1.197+0.0333-j1.6305MVA=4.2503-j0.433MVA 1.3間120Km線路損耗SLD13=1022S3=10225.651+j5.154=2.569+j2.343MVASLD13'=SLD13-jB12UN2=2.569+j0.3102MVA

8、S12=SLD13'+SLD13'2UN2R1+X1-jB12UN2=2.596+j0.3102+0.0139+j0.0266-j2.0328MVA=2.61-j1.696MVA 2.4間70Km線路損耗SLD24=1017S4=101710.2405+j7.02=6.0238+j4.1294MVASLD24'=SLD24-jB42UN2=6.0238+j2.9436MVAS21=SLD24'+SLD24'2UN2R4+X4-jB42UN2=6.0238+j2.9436+0.0546+j0.104-j1.1856MVA=6.0784+j1.862MVA

9、2.3間100Km線路損耗SLD24=1222S4=12225.651+j5.154=3.082+j2.811MVASLD23'=SLD23-jB32UN2=3.082+j1.1172MVAS22=SLD23'+SLD23'2UN2R3+X3-jB32UN2=3.082+j1.1172+0.0187+j0.0355-j1.694MVA=3.101-j0.5413MVA位置1點總損耗S1=S11+S12=4.2503-j0.433+2.61-j1.696=6.8603-j2.129MVA位置2點總損耗S2=S21+S22=6.0784+j1.862+3.101-j0.54

10、13=9.1794+j1.3207MVA(四) 調(diào)壓計算1. 計算1.4線路上的電壓值：S11'=S11+jB22UN2=SLD14'+SLD14'2UN2R2+X2=4.2503+j1.261MVA位置4由G1提供的電壓為：U41=U1-U1=U1-P11'R2+Q11'X2U1=121-4.2503×21+1.261×40121=121-1.155=119.84KV由于119.84的輸入電壓大于110額定值，所以調(diào)壓關(guān)系不滿足。（經(jīng)驗證其他3路均不滿足關(guān)系） 所以需要降低121KV端的輸出電壓 和提高110的輸入額定值T1 121

11、±2×2.5%/6.3 的變壓器取輸出 121×1-5%=114.95KvT4 110±2×2.5%/10.5 的變壓器取輸入 110×1+5%=115.5Kv調(diào)壓后：U41=U1-U1=U1-P11'R2+Q11'X2U1=114.95-4.2503×21+1.261×40114.95=114.95-1.155=113.73KV<115.5Kv所以滿足調(diào)壓關(guān)系。經(jīng)驗證其他三路均滿足，調(diào)壓成功。結(jié)論：將變壓器 T1，T2 置于121-2×2.5%和將變壓器 T3，T4 置于110+2

12、×2.5%調(diào)壓檔可滿足條件。一、 設計題目：（1）繪出等值網(wǎng)絡并化簡；（2）計算各元件的標幺值，求出計算電抗；（3）計算短路后0s、0.2s、0.5s時刻的短路電流。二、 題目分析：題中要求最終進行短路電流的計算，三道小題目已經(jīng)給出了計算短路電流的思路，考慮到有兩個短路點同時作用，需進行分解分析，F(xiàn)1發(fā)生三相短路，只有火電廠的發(fā)電機對其有作用。F2點發(fā)生短路，水電廠的所有發(fā)電機，火電廠單臺發(fā)電機還有無窮大電源對其產(chǎn)生影響，由于無窮大系統(tǒng)距離短路點較遠，所以產(chǎn)生的影響在下面計算忽略不計。二、短路計算過程：取Sd=100MVA Ud=Uav (一) 各元件電抗的標幺值： 發(fā)電機G1，G2

13、: X1=X2=0.141×10080=0.176G3，G4: X3=X4=0.14×10060=0.233G5，G6: X5=X6=0.142×100100=0.142 變壓器T1，T2: X7=X8=10.5100×10090=0.117T3，T4: X9=X10=10.5100×10063=0.167T5，T6: X11=X12=10.5100×100120=0.0875 線路L1 : X13=0.44×160×1001152=0.532L2 : X14=0.44×80×1001152=0

14、.266L3 : X15=0.44×110×1001152=0.366 電抗器X16=XL%100×UN3IN×SdUd2=0.07×103×1.5×1006.32=0.679(二) 繪制等效電路圖(三) 化簡等效電路圖X17=12X1+X8+X14=120.176+0.117+0.266=0.413X18=12X5+X11+X15=120.0875+0.142+0.366=0.481X19=X9+X3=0.167+0.233=0.4X20=X3+X16=0.912X21=X4=0.233(四) 計算各電源電抗：f2 G1.

15、2: Xc1=0.413×80×2100=0.661 G3 : Xc2=0.4×60100=0.24 G5.6 : Xc3=0.481×100×2100=0.961f1 G3 : Xc4=0.912×60100=0.547 G4 : Xc5=0.233×60100=0.140(五) 查計算曲線數(shù)字表，求電流周期分量的標幺值f2點短路計算結(jié)果：短路計算時間電流值提供短路電流的機組短路點總電流KAG1.20.661G30.24G5.60.9670標幺值1.6334.5261.1054.006有名值1.3121.3631.3310

16、.2標幺值1.5303.2861.0903.532有名值1.2290.9901.3130.5標幺值1.6322.8161.1453.539有名值1.3110.8481.380(六) 計算短路電流的有名值歸算至短路點電壓級的各等值電源的額定電流和基準電流IN12=IN1+IN2=2×803×115=0.833KAIN3=603×115=0.3012KAIN56=IN5+I6=2×1203×115=1.2049KA基準電流：Id115=1003×115=0.3012KAf1點短路計算結(jié)果：短路計算時間電流值提供短路電流的機組短路點總電流G

17、30.547G40.140標幺值1.9137.7182.901有名值0.5762.3250.2標幺值1.6654.8781.910有名值0.5011.4690.5標幺值1.5813.8291.629有名值0.4761.153歸算至短路點電壓級的各等值電源的額定電流IN3=IN3=603×115=0.3012KA四、 結(jié)論（期間工作）ü 對兩道題目分別進行分析，在演草紙上進行演算。與同學探討做題思路、方法，初步得出幾輪。ü 計算機運用Word輸入公式，計算結(jié)果，應用AutoCad繪制等值電路圖，輸出圖文文件，插入Word文檔。ü 增加文字敘述，排版校對，打

18、印出稿。參考資料1、熊信銀、張步涵編.電力系統(tǒng)工程基礎.華中科技大學出版社,2008.22、水利電力部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊.中國電力出版社，1989.123、韓學山、張文編.電力系統(tǒng)工程基礎.機械工業(yè)出版社,2003.2五、 內(nèi)容擴展n 系統(tǒng)的發(fā)展過程4 輸電技術(shù)全部發(fā)展史的特征便是不斷地提高線路電壓。4 早期的電力系統(tǒng)線損很大，為了降低線損，必須增加導線截面積和提高線電壓，增加導線截面積勢必增加導線材料及成本，而提高線路電壓相對較為經(jīng)濟4 提高線路電壓與線路的絕緣有著密切的關(guān)系。隨后線路的絕緣成為輸電發(fā)展的制約因素4 針式絕緣子所能達到的極限電壓為80kV，1906年懸式絕緣子的發(fā)明使線路電壓提高到110120kV。這樣高的電壓當導線截面不夠大時會劇烈增加電暈損耗，從而導致鋼芯鋁線的應用。此時線電壓可以提高到150kVn 我國電壓等級的標準4 除我國規(guī)定的交流額定電壓等級外，現(xiàn)在正在研究增設1000kV特高壓電壓等級4 直流輸電目前還無標準電壓等級，我國已投入運行的直流電壓為±500kV，正在建設的有±800kV，正在研究中的有直流±1000kV4 所有連接于電力網(wǎng)中的用電設備均用交流電源n 直流輸電4 我國負荷與能源分布的矛盾造成了電