电力系统及其自动化专业毕业设计.doc

电力系统及其自动化专业 设 计 人 ： 学 号 ： 指导老师 ： 目录一、 任务书……………………………………………………………………3~4二、 网络参数的计算…………………………………………………………5~9三、 电力系统潮流的计算……………………………………………………10~17附：PQ分解法潮流计算源程序及结果………………………………….18~30四、 短路电流的计算…………………………………………………………31~46附：1、对称短路程序…………………………………………………...36~372、不对称短路程序…………………………………………………43~46五、 线路保护的整定…………………………………………………………..47~64六、 附录：a：对称短路计算的系统接线图………………………………………..65b：零序网络图…………………………………………………………66c：潮流分布图…………………………………………………………67d：线路保护配置图……………………………………………………68某220kv电网潮流计算及输电线路继电保护配置(一) ：已知（1）系统最大运行方式为四台发电机满发和系统投入运行;系统最小运行方式为停两台发电机(F1,F3),各负荷减半.(2)系统各负荷及线路参数如图所示,各变压器及发电机型号分别为:F1~F4:SF-100-40/8540Pe=100MWUe=13.8KVη=98.16%B1~B3:SFP7-150000/220Ud=14%YN,d11B4:SFP7-150000/100Ud=13%YN,d11B5~B8:SFPSZ7-120000/220YN,yn0,d11U12=23.5%U23=13.3U13=7.7%B9:(3) 线路参数如图中所示.(二) ：设计任务(1) 计算各元件阻抗标么值(Sj=100MVA,Vj=VN),并画出正序,负序,零序等效网络图;(2) 对系统进行潮流计算;(用C语言)(3) 对5、6、7、8点进行各种类型的短路电流计算;(QB)(4) 为线路6-7选择保护方式;(5) 对所选保护进行整定计算;(6) 对保护进行选型;(7) 画出保护原理图;(8) 书写设计说明书及准备答辩.(三) ：设计成果（1） 系统潮流分布图一张及短路电流表一份；（2） 线路保护配置图一张；（3） 保护原理图一张；（4） 设计说明书一份。

网 络 参 数 计 算一、双绕组变压器的参数计算变压器的参数一般是指其等值电路中的电阻RT，电抗XT，电导GT和电纳BT ，变压器的变比K根据铭牌上所给的短路损耗△PS，短路电压VS%，空载损耗△PO，空载电流IO%前两个数据由短路试验得到，用以确定RT和XT；后两个数据由空载试验得到，用以确定GT和BT1. 电阻RT：变压器作短路试验时,将一侧绕组短接,在另一侧绕组施加电压,使短路绕组的电流达到额定值.由于此时外加电压较小,相应的铁耗也小,可以认为短路损耗即等于变压器通过额定电流时原、副方绕组电阻的总损耗.在电力系统计算中,常用变压器三相额定容量和额定线电压进行参数计算,则公式为:{RT}Ω={ΔPS}KW{VN2}KV×103/{SN2}KVA 2. 电抗XT: 当变压器通过额定电流时,在电抗上产生的电压降的大小,可以用额定电压的百分数表示,对于大容量变压器,其绕组电阻比电抗小得多,则公式:{XT}Ω=VS%×{VN2}KV×103/100/{SN}KVA3. 电导GT:变压器的电导是用来表示铁芯损耗的.由于空载电流相对额定电流来说是很小的,绕组中的铜耗也很小,所以近似认为变压器的铁耗就等于空载损耗,则公式为:{GT}S={ΔP0}KW×10-3/{VN2}KV 4. 电纳BT: 变压器的电纳代表变压器的励磁功率.变压器空载电流包含有功分量和无功分量,与励磁功率对应的是无功分量.由于有功分量很小,无功分量和空载电流在数值上几乎相等.{BT}S=I0%×{SN}KVA×10-3/100/{VN2}KV 5. 变压比KT: 在三相电力系统计算中,变压器的变压比通常是指两侧绕组空载线电压的比值.对于星形和三角形接法的变压器,变压比与原副方绕组匝数比相等;对于星三角形接法的变压器,变压比为原副方绕组匝数比的倍.根据电力系统运行调节的要求,变压器不一定工作在主抽头上,因此,变压器运行中的实际变比,应是工作时两侧绕组实际抽头的空载线电压之比.二、 三绕组变压器的参数计算 三绕组变压器等值电路中的参数计算原则与双绕组变压器的相同,下面分别确定各参数的计算公式.1. 电阻R1,R2,R3:为了确定三个绕组的等值阻抗,要有三个方程,为此,需要有三种短路试验的数据.三绕组变压器的短路试验是依次让一个绕组开路,按双绕组变压器来作.通过查手册可得短路损耗分别为,则有ΔPS1=1/2(ΔPS(1-2)+ΔPS(3-1)-ΔPS(2-3))ΔPS2=1/2(ΔPS(1-2)+ΔPS(2-3)-ΔPS(3-1))ΔPS3=1/2(ΔPS(2-3)+ΔPS(3-1)-ΔPS(1-2)) 求出各绕组的短路损耗后,便可导出双绕组变压器计算电阻相同形式的算式,即:{Ri}Ω={Psi}KW{VN2}KV×103/{SN2}KVA 2. 电抗X1,X2,X3:和双绕组变压器一样,近似地认为电抗上的电压降就等于短路电压.在给出短路电压力 后,与电阻的计算公式相似,各绕组的短路电压为VS1%=1/2(VS(1-2)%+VS(3-1)%-VS(2-3)%)VS2%=1/2(VS(1-2)%+VS(2-3)%-VS(3-1)%)VS3%=1/2(VS(2-3)%+VS(3-1)%-VS(1-2)%) 各绕组的等值电抗为:{Xi}Ω=Vsi%×{VN2}KV×103/100/{SN}KVA3. 导纳GT-jBT和变比k12、k13、k23:计算与双绕组变压器相同.三. 线路参数的计算.输电线路的参数有四个:反映线路通过电流时产生有功功率损失效应的电阻;反映载流导线周围产生磁场效应的电感;反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损失的电导;反映带电导线周围电场效应的电容.输电线路的这些参数通常可以认为是沿全长均匀分布的,每单位长度的参数为r、x、g 及b.当线路长为l(km)时,R=rl;X=xl;G=gl;B=bl由于沿绝缘子的泄漏很小,可设G=0.四. 标么值的折算.建立电力网络和电力系统的数学模型,需解决标么值的折算问题.进行电力系统计算时,除采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算外,还可采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等的相对值进行运算.前者称有名制,后者称标么制.标么制之所以能在相当宽广的范围内取代有名制,是由于标么制具有计算结果清晰、便于迅速判断计算结果的正确性、可大量简化计算等优点。

标么值=实际有名值（任意单位）/基准值（与有名值同单位）对于直接电气联系的网络,在制订标么值的等值电路时,各元件的参数必须按统一的基准值进行归算.由于各元件的额定值可能不同,因此,必须把不同基准值的标么阻抗换算成统一基准值的标么值.现统一选定的基准电压和基准功率分别为V和S,则电抗的实际有名值换算成标么值,即在工程计算中规定,各个电压等级都以其平均额定电压V作为基准电压.根据我国现行的电压等级,各级平均额定电压规定为3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525KV五.具体计算及结果根据原始数据及资料显示,通过公式计算可得:(选择基准值:SB=100MVA,VB=Vav)1、双绕组变压器:B1,B2,B3（型号SFP7----150000/220 ） （参数ΔP0=140KW,ΔPS=450KW,VS%=14%,I0%=0.8,YN—d11)RT=ΔPS×UN2×103/SN2=450×2202×103/1500002=0.968ΩRT*=RT×SB/VB2=0.968×100/2302=0.0018 XT=VX%×VN2×103/100/SN=14×2202×103/100/150000=45.173Ω XT*=XT×SB/VB2=45.173×100/2302=0.0854 BT=I0%SN×10-3/100/VN2=0.8×150000×10-3/100/2302=0.0227×10-3S BT*=BT×VB2/SB=0.0227×10-3×2302/100=0.012 B4 (型号SFP7----150000/110 ) （ 参数ΔP0=107KW,ΔPS=547KW,VS%=13%,I0%=0.6,YN—d11） RT=547×1102×103/1500002=0.2942Ω RT*=0.2942×100/1152=0.0022 XT=13×1102×103/100/150000=10.487Ω XT*=10.487×100/1152=0.0793 BT=0.6×150000×10-3/100/1102=0.744×10-4S BT*=0.744×10-4×1152/100=0.00982、三绕组变压器:B5~B8 (型号 SFPSZ7-120000/220 220YN,yn0,d11 ){RT}Ω={ΔPS}KW{VN2}KV×103/{SN2}KVA=425×2302×103/1200002=1.5613= 3、联络变压器B9：4、 线路L1~L7:(L1,L5,L6为双回路,L2,L3,L4,L7为单回路)L1: 型号为2×LGJ –400/75km. 参数为:r=0.08Ω/km,x=0.397Ω/km,b=2.92×10-6s/kmR1=1/2L×r=75×0.08/2=3Ω X1=1/2Lx=0.397×75/2=14.888Ω B1=2×Lb=2×2.92×10-6×75=4.38×10-4SR1*=R×SB/VB2=3×100/2302=0.00567 X1*=X1×SB/VB2=14.888×100/2302=0.0281 B1*=B1×VB2/SB=4.38×10-4×2302/100=0.2317 B1*/2=0.1158L2: 型号为LGJ –400/50km. 参数为:r=0.08Ω/km,x=0.397Ω/km,b=2.92×10-6s/kmR2=L×r=50×0.08=4Ω X2=Lx=0.397×50=19.85Ω B2=Lb=2.92×10-6×50=1.46×10-4SR2*=R×SB/VB2=4×100/1152=0.0302 X2*=X2×SB/VB2=19.85×100/1152=0.1501 B2*=B2×VB2/SB=1.46×10-4×1152/100=0.0193 B2*/2=0.00965L3: 型。