電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)-三相短路故障分析計(jì)算機(jī)算法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上成績(jī) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 三相短路故障分析計(jì)算機(jī)算法 課 程 名 稱 電力系統(tǒng)分析 院 部 名 稱 龍?bào)磳W(xué)院 專 業(yè) 08電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) M08電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 顧辰蛟 學(xué) 號(hào) 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn) C314 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí) 一周 指 導(dǎo) 教 師 朱一綸 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)三相短路故障分析計(jì)算機(jī)算法設(shè)計(jì)一 基礎(chǔ)資料1. 電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖如圖2電力系統(tǒng)參數(shù)如圖1所示的系統(tǒng)中K（3）點(diǎn)發(fā)生三相短路故障，分析與計(jì)算產(chǎn)生最大可能的故障電流和功率。（1）發(fā)電機(jī)參數(shù)如下： 發(fā)電機(jī)G1：額定的有功功率110MW，額定電壓=10.5kV；次暫

2、態(tài)電抗標(biāo)幺值=0.264，功率因數(shù)=0.85 。發(fā)電機(jī)G2：火電廠共兩臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組參數(shù)為額定的有功功率25MW；額定電壓UN=10.5kV；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值=0.130；額定功率因數(shù)=0.80。（2）變壓器銘牌參數(shù)由參考文獻(xiàn)新編工廠電氣設(shè)備手冊(cè)中查得。變壓器T1：型號(hào)SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，變壓器額定容量10MV·A，一次電壓110kV，短路損耗59kW，空載損耗16.5kW，阻抗電壓百分值UK%=10.5，空載電流百分值I0%=1.0。變壓器T2：型號(hào)SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5MV

3、83;A，一次電壓110kV，短路損耗148kW，空載損耗38.5kW，阻抗電壓百分值UK%=10.5，空載電流百分值I0%=0.8。變壓器T3：型號(hào)SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16MV·A，一次電壓110kV，短路損耗86kW，空載損耗23.5kW，阻抗電壓百分值UK%=10.5，空載電流百分值I0%=0.9。（3）線路參數(shù)由參考文獻(xiàn)新編工廠電氣設(shè)備手冊(cè)中查得。線路1：鋼芯鋁絞線LGJ-120，截面積1202，長(zhǎng)度為100，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗X0（1）=0.408；每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.79×106S

4、。對(duì)下標(biāo)的說(shuō)明 X0(1)=X單位長(zhǎng)度（正序）；X0（2）=X單位長(zhǎng)度（負(fù)序）。線路2：鋼芯鋁絞線LGJ-150，截面積1502，長(zhǎng)度為100，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗X0（1）=0.401；每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.85×106S。線路3：鋼芯鋁絞線LGJ-185，截面積1852，長(zhǎng)度為100，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗X0（1）=0.394；每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.90×106S。（4）負(fù)載L：容量為8j6（MV·A），負(fù)載的電抗標(biāo)幺值為；電動(dòng)機(jī)為2MW，起動(dòng)系數(shù)為6.5，額定功率因數(shù)為0.86。3參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)基準(zhǔn)容量SB=1

5、00MV·A；基準(zhǔn)電壓UB=UavkV。（1）SB的選取是為了計(jì)算元件參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算方便，取SB-100MV·A，可任意設(shè)值但必須唯一值進(jìn)行分析與計(jì)算。（2）UB的選取是根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目可知系統(tǒng)電壓有110kV、6kV、10kV，而平均額定電壓分別為115、6.3、10.5kV。平均電壓Uav與線路額定電壓相差5%的原則，故取UB=Uav。（3）為次暫態(tài)短路電流有效值，短路電流周期分量的時(shí)間t等于初值（零）時(shí)的有效值。滿足產(chǎn)生最大短路電流的三個(gè)條件下的最大次暫態(tài)短路電流作為計(jì)算依據(jù)。（4）為沖擊電流，即為短路電流的最大瞬時(shí)值（滿足產(chǎn)生最大短路電流的三個(gè)條件及時(shí)間=0.01s

6、）。一般取沖擊電流=××=2.55。（5）為短路電流沖擊系數(shù)，主要取決于電路衰減時(shí)間常數(shù)和短路故障的時(shí)刻。其范圍為12，高壓網(wǎng)絡(luò)一般沖擊系數(shù)=1.8。二設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)大綱1.各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算，并畫電力系統(tǒng)短路時(shí)的等值電路。（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值 公式式中 發(fā)電機(jī)電抗百分?jǐn)?shù)，由發(fā)電機(jī)銘牌參數(shù)的； 已設(shè)定的基準(zhǔn)容量（基值功率），； 發(fā)電機(jī)的額定有功功率，MW發(fā)電機(jī)額定有功功率因數(shù)。（2）負(fù)載電抗標(biāo)幺值 公式式中 U元件所在網(wǎng)絡(luò)的電壓標(biāo)幺值； 負(fù)載容量標(biāo)幺值； 負(fù)載無(wú)功功率標(biāo)幺值。（3）變壓器電抗標(biāo)幺值 公式變壓器中主要指電抗，因其電抗，即可忽略，由變壓器電抗有名值推出變壓

7、器電抗標(biāo)幺值為 公式式中 %變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)； 基準(zhǔn)容量，MVA 、變壓器銘牌參數(shù)給定額定容量，MVA、額定電壓，kV； 基準(zhǔn)電壓取平均電壓，kV。（4）線路電抗標(biāo)幺值 公式式中 線路單位長(zhǎng)度電抗； 線路長(zhǎng)度，km； 基準(zhǔn)容量，MVA； 輸電線路額定平均電壓，基準(zhǔn)電壓，kV。輸電線路的等值電路中有四個(gè)參數(shù)，一般電抗，故0。由于不做特殊說(shuō)明，故電導(dǎo)、電納一般不計(jì)，故而只求電抗標(biāo)幺值。（5）電動(dòng)機(jī)電抗標(biāo)幺值（近似值） cos 公式式中 設(shè)定的基準(zhǔn)容量，MVA； 電動(dòng)機(jī)額定的有功功率，MW； cos電動(dòng)機(jī)額定有功功率因數(shù)。（6）短路次暫態(tài)電流標(biāo)幺值（） （?。?（kA） 公式基準(zhǔn)容量；基準(zhǔn)電壓(

8、kV)。（7）沖擊電流（）的計(jì)算（kA） 公式（8）短路容量的計(jì)算（） 公式 2設(shè)基準(zhǔn)容量； 基準(zhǔn)電壓。（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值由公式得;（2）變壓器電抗值標(biāo)幺值由公式得；（3）線路電抗標(biāo)幺值由公式得； 負(fù)載電抗標(biāo)幺值由公式得電動(dòng)機(jī)電抗標(biāo)幺值由公式得 2.導(dǎo)納矩陣的形成與計(jì)算對(duì)地電納3.求出阻抗矩陣并對(duì)用計(jì)算機(jī)分析短路電流的原理加以說(shuō)明。 4.求出短路點(diǎn)的次暫態(tài)短路電流和流過(guò)發(fā)電機(jī)G1的故障電流。短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為短路點(diǎn)次暫態(tài)短路電流為流過(guò)發(fā)電機(jī)G1的故障電流。=0.397A5.求出短路點(diǎn)的沖擊電流，短路功率。 (kA)沖擊電流 短路功率 6：提高：用估算法求三相短路分析，并對(duì)兩種算法的結(jié)果進(jìn)

9、行比較分析。（結(jié)果列表比較，優(yōu)缺點(diǎn)比較）。估算法：短路點(diǎn)的等值電抗為短路次暫態(tài)電流標(biāo)幺值短路次暫態(tài)電流有名值沖擊電流短路功率比較：（1）估算法誤差大，每一短路處需要逐一分析與計(jì)算。（2）Y矩陣計(jì)算時(shí)考慮對(duì)地電容，變壓器實(shí)際變比，則誤差?。籝矩陣對(duì)角元素將各節(jié)點(diǎn)的等值短路電抗（阻抗）均求出；使分析其他點(diǎn)的短路故障提供了更容易更直觀的參數(shù)值；Y矩陣程序通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。IkIImY短路點(diǎn)1.110.0823.510.9091IkIImX短路點(diǎn)0.76888.136120.74711.3006三設(shè)計(jì)小結(jié)本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)三相短路故障分析的分析，提出導(dǎo)納矩陣算法和阻抗矩陣算法設(shè)計(jì)方案，并對(duì)計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行了分析比較，從簡(jiǎn)便方面考慮，最終選擇了導(dǎo)納矩陣設(shè)計(jì)方案，它具有運(yùn)算方便，節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，但還有分析短路電流不太全面的不足。設(shè)計(jì)體會(huì)：本次課程設(shè)計(jì)中在計(jì)算導(dǎo)納矩陣和阻抗矩陣時(shí)輸入不太仔細(xì)導(dǎo)致無(wú)運(yùn)算結(jié)果，浪費(fèi)了點(diǎn)時(shí)間，在計(jì)算流過(guò)G1的故障電流時(shí)不太清楚怎么計(jì)算，通過(guò)