电力系统综合课程设计
电力综合课程设计

电力综合课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握电力系统的基本概念,包括发电、输电、变电、配电等环节。
2. 学习并掌握电力设备的工作原理及其在电力系统中的应用。
3. 了解我国电力工业的发展现状及趋势,认识新能源发电技术。
技能目标:1. 能够运用所学的电力知识,分析和解决实际问题,如电力故障排查、节能降耗措施等。
2. 学会使用相关工具和设备,进行简单的电力实验和实际操作。
3. 提高团队协作能力,通过小组讨论、研究,共同完成电力综合课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力学科的兴趣,激发学习热情,形成积极探索的学习态度。
2. 增强学生的环保意识,了解节能减排的重要性,培养绿色能源观念。
3. 培养学生的社会责任感,认识到电力工程对社会发展的重要作用,激发为我国电力事业作贡献的愿望。
课程性质:本课程为电力学科的综合实践课程,旨在通过理论学习和实践操作,提高学生对电力知识的理解和应用能力。
学生特点:学生已具备一定的电力基础知识,具有较强的求知欲和动手能力,但缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践,提高学生的综合运用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电力系统基础知识回顾:包括电力系统的基本组成部分,发电、输电、变电、配电等环节的工作原理及相互关系。
参考教材第二章内容。
2. 电力设备结构与原理:重点学习变压器、断路器、隔离开关、电缆等设备的工作原理及在电力系统中的应用。
参考教材第三章内容。
3. 新能源发电技术:介绍太阳能、风能、水能等新能源发电技术,分析其优缺点及在我国的应用现状。
参考教材第四章内容。
4. 电力系统分析与计算:学习电力系统稳态分析、暂态分析的基本方法,掌握电力潮流计算和短路计算。
参考教材第五章内容。
5. 电力系统故障分析:分析常见的电力系统故障类型,如短路、过电压等,了解故障处理方法及预防措施。
电力系统综合课程设计

电力系统分析综合课程设计报告电力系统的潮流计算和故障分析学院:电子信息与电气工程学院专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:2014年 10月 29 日目录一、设计目的 (1)二、设计要求和设计指标 (1)2.1设计要求 (1)2.2设计指标 (2)2.2.1网络参数及运行参数计算 (2)2.2.2各元件参数归算后的标么值: (2)2.2.3 运算参数的计算结果: (2)三、设计内容 (2)3.1电力系统潮流计算和故障分析的原理 (2)3.1.1电力系统潮流计算的原理 (2)3.1.2 电力系统故障分析的原理 (3)3.2潮流计算与分析 (4)3.2.1潮流计算 (4)3.2.2计算结果分析 (8)3.2.3暂态稳定定性分析 (8)3.2.4暂态稳定定量分析 (11)3.3运行结果与分析 (16)3.3.1构建系统仿真模型 (16)3.3.2设置各模块参数 (17)3.3.3仿真结果与分析 (21)四、本设计改进建议 (22)五、心得总结 (22)六、主要参考文献 (23)一、设计目的学会使用电力系统分析软件。
通过电力系统分析软件对电力系统的运行进行实例分析,加深和巩固课堂教学内容。
根据所给的电力系统,绘制短路电流计算程序,通过计算机进行调试,最后成一个切实可行的电力系统计算应用程序,通过自己设计电力系统计算程序不仅可以加深学生对短路计算的理解,还可以锻炼学生的计算机实际应用能力。
熟悉电力系统分析综合这门课程,复习电力系统潮流计算和故障分析的方法。
了解Simulink 在进行潮流、故障分析时电力系统各元件所用的不同的数学模型并在进行不同的计算时加以正确选用。
学会用Simulink ,通过图形编辑建模,并对特定网络进行计算分析。
二、设计要求和设计指标2.1设计要求系统的暂态稳定性是系统受到大干扰后如短路等,系统能否恢复到同步运行状态。
图1为一单机无穷大系统,分析在f 点发生短路故障,通过线路两侧开关同时断开切除线路后,分析系统的暂态稳定性。
电力系统课设案例

电力系统课设案例电力系统课程设计案例一、设计题目设计一个简单的电力系统,包括发电机、变压器、输电线路和负荷。
根据给定的参数,进行电力系统的稳态分析和暂态分析。
二、设计要求1. 电力系统应包括至少一台发电机、一台变压器、一条输电线路和若干负荷。
2. 根据给定的参数,进行电力系统的稳态分析和暂态分析。
3. 稳态分析应包括潮流计算、无功平衡和电压稳定性分析。
4. 暂态分析应包括短路计算、过电压计算和继电保护整定。
5. 使用合适的软件进行计算和分析,并提交完整的报告。
三、参数设置1. 发电机参数:额定功率为100MW,额定电压为11kV。
2. 变压器参数:额定功率为200MVA,额定电压为11kV/10kV。
3. 输电线路参数:线路长度为50km,导线截面积为300mm²,电抗为Ω/km。
4. 负荷参数:总功率为80MW,功率因数为。
四、设计步骤1. 根据题目要求,构建电力系统的模型。
可以使用图形化的建模软件,如MATLAB的Simulink或PSS/E等。
2. 根据模型,设置相应的参数。
参数应根据实际情况进行合理设置,也可以参考相关文献或教科书。
3. 进行稳态分析。
首先进行潮流计算,确定各节点的电压和电流;然后进行无功平衡分析,确保系统无功平衡;最后进行电压稳定性分析,评估系统在正常工作条件下的电压稳定性。
4. 进行暂态分析。
首先进行短路计算,确定短路电流的大小和分布;然后进行过电压计算,评估系统在故障情况下的过电压水平;最后进行继电保护整定,确定保护装置的整定值和动作时限。
5. 根据分析结果,对电力系统的设计和运行提出建议和改进措施。
6. 整理设计报告,将整个设计过程、分析方法和结果整理成完整的报告,并提交给指导老师或评审专家进行评审。
电力系统工程综合课程设计任务书

5)、短路电流持续时间最大值的确定。
(7)、防雷规划.
2.绘制本课题设计的电气图(手工绘制,A3绘图纸)
五、进程安排
1.下达设计任务书,学习课程设计指导书,讲解设计要求、进度安排、指导时间、注意事项等,提供参考资料、课程设计指导书。(0.5天)
2.分析题意,查阅参考文献,提出设计方案。(1天)
3.具体计算、选型、系统设计、设计接线方式、绘制图纸等。(6.5天)
4.撰写课程设计报告。(1.5天)
5.答辩。(0.5天)
六、主要参考资料
1.熊信银,张步涵主编.电力系统工程基础.武汉:华中科技大学出版社,2002.
2.陈跃主编.电气工程专业毕业设计指南.电力系统分册.北京:中国水利水电出版社,2003.
四、要求的设计(调查/论文)成果
1.编写详细的设计说明书(手写,附上本次设计心得体会)
说明书中要有以下内容的详细分析依据,计算过程、比较结果等:
(1)、待设变电所在电力系统中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ地位、作用等分析;
(2)、主变压器台数、类型、容量分析及确定、过负荷能力校验;
(3)、220KV、110KV、10KV侧主接线接线方式的确定;
电力系统工程综合课程设计任务书
一、设计(调查报告/论文)题目
220kV降压变电所电气一次部分初步设计
二、设计(调查报告/论文)主要内容
1.选择本变电所主变的台数、容量和类型;
2.设计本变电所的电气主接线,选出两种电气主接线方案比较,确定一个较佳方案;
3.进行所需的短路电流计算,明确短路电流计算目的;
4.选择220KV侧和110KV侧的高压断路器和隔离开关;
5.进行继电保护的规划设计;
电力系统综合课程设计任务书

09电气C 电力系统课程设计要求:1、设计书要有封面;2、要有原始资料——即每个同学拿到手中的题目要附上;3、电子版,手写版都可以,最后都要打印出来;4、6月1日交;2013年4月18日 下面是往年的电力系统综合课程设计任务书,大家可以参考一下怎么写。
电力系统综合课程设计任务书本次课程设计供分为二题(其中线路部分1题,发电机-变压器保护部分1题),要求每位同学任选一题,按照课题要求独立完成,于本学期十五周之前提交设计报告书。
第一章 电力系统继电保护课程作业指导书第一节 课程作业进行步骤一、短路电流及残余电压计算考虑到35~1l0千伏单电源环形网络的相间短路保护有可能采用带方向或不带方向的电流电压保护,因此在决定保护方式前,必须较详细地计算各短路点短路时,流过有关断路器的短路电流足和保护安装处的残余电压res U 。
然后根据计算结果,在满足“继电保护和安全自动装置技术规程”和题目给定的要求的条件下,尽可能采用最简单的保护方式。
计算K I 及res U 的步骤及注意事项如下。
(1) 系统运行方式的考虑除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外,还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下,发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式,以便计算保护的整定值和保护的灵敏度。
在需采用电流电压联锁遮断保护时,还必须考虑介于最大和最小之间的系统运行方式。
(2) 短路点的考虑为了绘制()K I f l =和()res U f l =的曲线,每一线路上的短路点至少要取三点,即线路的始端、中点和末端三点。
一般为了简化计算取此三点即可。
短路点确定之后,即标上123K K K 、、等符号。
(3) 短路类型的考虑由于本作业相间短路保护的整定计算,因此在最大系统运行方式下,应计算三相短路电流()3K I ,以作整定动作电流pu I 之用;而在最小系统运行方式下,则计算两相短路电流()2K I ,以作计算灵敏系数esn K 之用。
电力系统课程设计参考

电力系统课程设计参考一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电力系统的基本概念、原理和运行方式,培养学生分析和解决电力系统问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:•掌握电力系统的基本组成部分,包括发电、输电、变电、配电和用电。
•理解电力系统的运行原理,包括电压调节、无功补偿、短路计算等。
•熟悉电力市场的运作机制,包括发电市场竞争、输电定价、电力交易等。
2.技能目标:•能够运用电力系统的基本原理分析实际问题,如电力系统稳定性分析、电力系统优化等。
•具备电力系统设计和运行的基本能力,如电力系统网络设计、设备选型、运行调度等。
•能够使用电力系统相关软件工具,如电力系统仿真软件、电力系统绘图软件等。
3.情感态度价值观目标:•培养学生的团队合作精神,能够与他人合作完成电力系统项目。
•培养学生的创新意识,能够提出新的电力系统解决方案。
•培养学生的责任感,对电力系统的安全、环保和可持续发展负责。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力系统的基本概念、原理和运行方式。
具体内容包括:1.电力系统的组成和运行原理:介绍电力系统的发电、输电、变电、配电和用电的基本环节,以及电力系统的运行原理和运行方式。
2.电力系统稳定性分析:讲解电力系统的稳定性概念,分析电力系统稳定性的影响因素,以及稳定性分析和控制的方法。
3.电力系统优化:介绍电力系统的优化目标和优化方法,分析电力系统的经济性、可靠性和环境效益,以及电力系统优化的应用实例。
4.电力市场运作机制:讲解电力市场的结构、市场规则和交易方式,分析电力市场的运行效果和存在的问题,以及电力市场的未来发展。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、案例分析法和实验法。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握电力系统的基本概念、原理和运行方式。
2.案例分析法:通过分析实际电力系统案例,使学生理解和应用电力系统的分析和解决问题的方法。
3.实验法:通过实验操作,使学生熟悉电力系统的设备和运行方式,培养学生的实际操作能力。
电力糸统分析课程设计
电力糸统分析课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力系统的基本概念、组成及运行原理,理解电力系统中各元件的功能和相互关系。
2. 帮助学生了解电力系统的分析方法,包括潮流计算、短路计算和稳定性分析等,并能运用相关公式进行简单计算。
3. 使学生了解电力系统的优化与控制方法,提高电力系统的运行效率。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际电力系统问题的能力,如进行电力系统的故障分析、运行优化等。
2. 提高学生的计算能力,能熟练使用相关软件进行电力系统的模拟和计算。
3. 培养学生的团队合作能力,通过小组讨论、项目实践等形式,提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电力系统的兴趣,培养其探索精神和求知欲。
2. 培养学生的安全意识,使其认识到电力系统安全运行的重要性。
3. 引导学生关注电力系统的可持续发展,培养其环保意识和责任感。
本课程旨在帮助学生全面了解电力系统的基本知识和分析方法,培养其解决实际问题的能力。
针对学生的年级特点,课程内容将注重理论与实践相结合,通过实例分析、项目实践等方式,使学生更好地掌握电力系统的相关知识。
在教学过程中,注重启发式教学,鼓励学生主动思考、提问,提高其学习兴趣和积极性。
课程目标的设定旨在使学生达到知识、技能和情感态度价值观的全面发展,为我国电力行业培养高素质的专业人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 电力系统基本概念与组成- 电力系统的定义、分类及发展概况- 电力系统的基本组成元件及其功能- 电力系统的运行特点及要求2. 电力系统运行原理- 输电线路的参数及其等效电路- 变压器、发电机和负载的模型及参数- 电力系统的潮流计算原理3. 电力系统分析方法- 短路计算方法及其应用- 稳定性分析原理及方法- 电力系统优化与控制方法4. 电力系统案例分析- 典型电力系统故障案例分析- 电力系统运行优化案例分析- 电力系统稳定性分析案例5. 电力系统软件应用- 常用电力系统分析软件介绍- 软件在电力系统分析中的应用实例- 学生实际操作练习教学内容按照教学大纲安排,共分为五个部分,每个部分对应课本的相应章节。
电力系统设计课程设计
电力系统设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力系统的基本组成部分,包括发电、输电、变电、配电等环节。
2. 掌握电力系统的基本参数和运行原理,如电压、电流、功率、效率等。
3. 了解电力系统的设计原则和标准,包括安全性、可靠性和经济性。
技能目标:1. 能够运用电力系统相关知识,进行简单电力系统的设计和分析。
2. 掌握使用相关软件或工具,模拟电力系统的运行状态,并提出优化方案。
3. 能够撰写电力系统设计报告,清晰表达设计思路和结果。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力系统的兴趣,激发他们探索电力科技的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在设计过程中分工合作、共同解决问题的能力。
3. 强化学生的安全意识,让他们认识到电力系统设计中的责任和重要性。
课程性质分析:本课程为电力系统设计相关课程,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高解决实际问题的能力。
学生特点分析:学生已具备一定的电力系统基础知识,具有较强的学习能力和探究精神。
他们对电力系统设计感兴趣,但可能缺乏实际操作经验。
教学要求:1. 结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 注重启发式教学,引导学生主动思考、分析问题,培养学生的创新能力。
3. 强化团队合作,提高学生的沟通与协作能力,培养具备综合素质的人才。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下三个部分:1. 电力系统基本理论- 研究电力系统的基本概念、组成部分和运行原理。
- 教材章节:第一章至第三章,包括电力系统概述、电力系统元件和电力系统运行原理。
2. 电力系统设计方法- 探讨电力系统设计的原则、流程和标准。
- 教材章节:第四章至第六章,涵盖电力系统设计基本要求、电力系统设计流程和电力系统设计标准。
3. 电力系统设计实践- 结合实际案例,运用所学知识进行电力系统设计。
- 教材章节:第七章至第九章,涉及电力系统设计软件应用、电力系统设计实例和电力系统优化。
电力系统课程设计
电力系统课程设计课程名称:电力系统课程性质:本科专业必修课程学时:48学时课程目标:1.了解电力系统的基本概念、组成和运行原理2.掌握电力系统的稳态分析和动态分析方法3.了解电力系统的保护和控制技术4.了解电力系统的运行和调度管理课程内容:第一章电力系统基础知识1.电力系统的定义和组成2.电力系统的运行原理3.电力系统的稳态和动态特性第二章电力系统稳态分析1.电力系统节点电压和电流的计算2.电力系统功率平衡计算3.电力系统短路电流计算第三章电力系统动态分析1.电力系统暂态过程2.电力系统稳定分析3.电力系统暂态稳定分析第四章电力系统保护和控制技术1.电力系统保护原理和保护装置2.电力系统控制技术3.电力系统自动化技术第五章电力系统运行和调度管理1.电力系统的运行管理2.电力系统的调度管理3.电力市场和电力交易课程教学方法:1.理论讲授2.案例分析3.计算实验4.现场考察5.互动讨论课程教学手段:1.多媒体课件2.电力系统仿真软件3.实验室设备4.现场考察5.互动讨论课程教学评估:1.平时表现评估2.课堂测试评估3.实验报告评估4.综合评估课程教学资源:1.教材和参考书籍2.多媒体设备3.计算机和电力系统仿真软件4.实验室设备5.现场考察场所6.相关网络资源课程教学反思:1.加强案例分析和实验教学2.提高互动讨论和现场考察的频率3.引入新的教学资源和技术4.及时进行教学评估和反馈,不断优化课程设计。
电力系统综合课程设计
电力系统综合课程设计第一章绪论1.1.引言电力系统综合设计课程是电气工程及其自动化专业的实践教学环节,,满足学生专业课程知识综合应用,使用现代工具分析、设计、预测、解决复杂的工程问题等培养目标的要求,培养学生熟悉电力系统设计的规范、电力行业的法律法规以及团队合作的精神。
1.2.不对称故障分析的意义电力系统所发生的各类故障中,以不对称故障最为常见。
电力系统发生不对称故障后有可能会使系统由于失去稳定性而丧失对大量用户的供电服务,而且由于现代社会生产和生活对电力的高度依赖,即使是局部地区的供电异常或者非计划中断也将对该地区的社会生产和生活带来不利影响,有时甚至会产生严重的社会经济和政治损失,故分析理解不对称故障对于整个电力系统安全运行有着极为重大的意义。
1.3.不对称故障分析的基本方法电力系统所发生的各类故障中,以不对称故障最为常见,不对称故障的分析主要采用对称分量法。
本文通过Matlab/Simulink中的电力系统元件库SimPowerSystems构建电力系统仿真模型,设置模型中各元件参数并对此系统发生不对称短路故障进行仿真分析。
结果表明,仿真结果与实际理论相符。
由此说明,应用Matlab对电力系统故障仿真分析是切实可行的。
1.4.同步电机三相短路分析的意义同步电机三相短路分析是电力系统中一项重要的任务,它对于系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
同步电机三相短路分析可以帮助确保电力系统的安全、稳定和可靠运行。
它在故障诊断、设备保护、系统调度等方面具有重要作用,为电力系统运维和管理提供关键信息和决策依据。
1.5.同步电机三相短路分析的基本方法1.5.1定子绕组电流:同步频交流分量:按指数规律以时间常数Td"、Td′衰减至稳态值;直流分量:按指数规律以时间常数Ta衰减至零;二倍频交流分量:按指数规律以时间常数Ta 衰减至零;1.5.2转子绕组电流:励磁绕组:直流分量:按指数规律以时间常数Td′衰减至稳态值;同步频交流分量:按指数规律以时间常数Ta衰减至零;交直轴阻尼绕组:直流分量:按指数规律以时间常数Td"衰减至稳态值;同步频交流分量:按指数规律以时间常数Ta衰减至零;第二章基本方法2.1 MATLAB/SIMULINK简介Simulink是美国Mathworks公司推出的MATLAB中的一种可视化仿真工具。
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电力系统分析综合课程设计报告电力系统的潮流计算和故障分析学院:电子信息与电气工程学院专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:2014年 10月 29 日目录一、设计目的 (1)二、设计要求和设计指标 (1)2.1设计要求 (1)2.2设计指标 (2)2.2.1网络参数及运行参数计算 (2)2.2.2各元件参数归算后的标么值: (2)2.2.3 运算参数的计算结果: (2)三、设计内容 (2)3.1电力系统潮流计算和故障分析的原理 (2)3.1.1电力系统潮流计算的原理 (2)3.1.2 电力系统故障分析的原理 (3)3.2潮流计算与分析 (4)3.2.1潮流计算 (4)3.2.2计算结果分析 (8)3.2.3暂态稳定定性分析 (8)3.2.4暂态稳定定量分析 (11)3.3运行结果与分析 (16)3.3.1构建系统仿真模型 (16)3.3.2设置各模块参数 (17)3.3.3仿真结果与分析 (21)四、本设计改进建议 (22)五、心得总结 (22)六、主要参考文献 (23)一、设计目的学会使用电力系统分析软件。
通过电力系统分析软件对电力系统的运行进行实例分析,加深和巩固课堂教学内容。
根据所给的电力系统,绘制短路电流计算程序,通过计算机进行调试,最后成一个切实可行的电力系统计算应用程序,通过自己设计电力系统计算程序不仅可以加深学生对短路计算的理解,还可以锻炼学生的计算机实际应用能力。
熟悉电力系统分析综合这门课程,复习电力系统潮流计算和故障分析的方法。
了解Simulink 在进行潮流、故障分析时电力系统各元件所用的不同的数学模型并在进行不同的计算时加以正确选用。
学会用Simulink ,通过图形编辑建模,并对特定网络进行计算分析。
二、设计要求和设计指标2.1设计要求系统的暂态稳定性是系统受到大干扰后如短路等,系统能否恢复到同步运行状态。
图1为一单机无穷大系统,分析在f 点发生短路故障,通过线路两侧开关同时断开切除线路后,分析系统的暂态稳定性。
若切除及时,则发电机的功角保持稳定,转速也将趋于稳定。
若故障切除晚,则转速曲线发散。
图1 单机无穷大系统 发电机的参数:SGN=352.5MWA,PGN=300MW,UGN=10.5Kv,1=d x ,25.0'=d x ,252.0''=x x ,6.0=q x ,18.0=l x ,01.1'=d T ,053.0"=d T ,1.0"0=q T ,Rs=0.0028,H(s)=4s;TJN=8s,负序电抗:2.02=x 。
变压器T-1的参数:STN1=360MVA,UST1%=14%,KT1=10.5/242; 变压器T-2的参数:STN2=360MVA,UST2%=14%,KT2=220/121;线路的参数:l=279km,UN=220K,XL=0.41欧/km ,07.0=L r 欧/km ,线路的零序电抗为正序电抗的5倍。
运行条件如下:0U =115KV ,0P =250W ,功率因数为0.95。
当0.029s 发生单相故障时,断路器0.29s 动作切除故障,判定发电机转速是否达到稳定?系统是否稳定?2.2设计指标2.2.1网络参数及运行参数计算取A MV S B ∙=250,kV U B 115Ⅲ=。
为使变压器不出现非标准变比,各段基准电压为kV kV k U U T B B 1.2091212201152ⅢⅡ=⨯=⨯=, kV k U U T B B 07.91ⅡⅠ=⨯= 2.2.2各元件参数归算后的标么值如下:95.0=d X ,57.0=q X ,238.0'=dX ,1.0=L R ,586.0=L X ,93.250==L L X X s T X X X J T T 28.11,19.0,108.0,13.0221====531.0108.0586.02113.02121=+⨯+=++=T L T TL X X X X 481.1531.095.0=+=+=∑TL d d X X X 101.1531.057.0=+=+=∑TL q q X X X769.0531.0238.0''=+=+=∑TL d d X X X2.2.3 运算参数的计算结果如下:1115115Ⅲ00===B U U U ;125025000===B S P P ;329.0tan 000==ϕP Q ()()47.1769.01769.0329.012220'020'000=++⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑∑U X P U X Q U E d d ︒=⨯+⨯=54.31769.0329.01769.01arctan 0δ三、设计内容3.1电力系统潮流计算和故障分析的原理3.1.1电力系统潮流计算的原理电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算,是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算,即节点电压和功率分布,用以检查系统各元件是否过负荷。
各点电压是否满足要求,功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
对现有的电力系统的运行和扩建,对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和稳态分析都是以潮流计算为基础。
潮流计算结果可用如电力系统稳态研究,安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿—拉夫逊法。
运行方式管理中,潮流是确定电网运行方式的基本出发点;在规划领域,需要进行潮流分析验证规划方案的合理性;在实时运行环境,调度员潮流提供了多个在预想操作情况下电网的潮流分布以及校验运行可靠性。
在电力系统调度运行的多个领域问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。
潮流计算是电力系统分析最基本的计算。
除它自身的重要作用之外,潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。
电力系统潮流计算也分为离线计算和在线计算两种,前者主要用于系统规划设计和安排系统的运行方式,后者则用于正在运行系统的经常监视及实时控制。
近20多年来,潮流算法的研究非常活跃,但是大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的。
此外,随着人工智能理论的发展,遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。
但是,到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。
由于电力系统规模的不断扩大,对计算速度的要求不断提高,计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛的应用,成为重要的研究领域。
3.1.2 电力系统故障分析的原理电力系统稳定性是指当系统在某一正常运行状态下受到某种扰动后,能否经过一定的时间后恢复到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳定运行状态。
如果能够回到原来的运行状态或者建立一个新的稳定运行状态,则认为系统在该运行状态下是稳定的。
反之,若系统不能够回到原来运行状态或者不能建立一个新的稳定运行状态,则说明系统的状态变量没有一个稳态值,而是随时间不断增大或振荡,系统是不稳定的。
电力系统稳定性被破坏后,将造成大量用户供电中断,甚至导致整个系统的瓦解,后果极为严重。
因此,保持电力系统的稳定性,对于电力系统安全可靠运行,具有非常重要的意义。
电力系统稳定性可分为静态稳定、暂态稳定和动态稳定:(1)电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性的失步,自动恢复到起始运行状态的能力。
(2)电力系统暂态稳定指的是电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢得到原来稳定运行状态的能力,通常指第一或第二摆不失步。
(3)电力系统动态稳定是指系统受到干扰后,不发生振幅不断增大的振荡而失步。
在电力系统运行过程中,时常会发生故障,其中大多数是短路故障(简称短路)。
所谓短路,是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。
在三相供电系统中,可能发生的主要短路类型有三相短路、二相短路、两相接地短路和单相接地短路,三相短路属对称短路,其余三种为不对称短路。
在四种短路故障中,出现单相短路故障的机率最大,三相短路故障的机率最小。
发生短路时,由于系统中总阻抗大大减少,因而短路电流可能达到很大数值(几万安至十几万安)。
这样大的电流所产生的热效应和机械效应会使电气设备受到破坏;同时短路点的电压降到零,短路点附近的电压也相应地显著降低,使此处的供电系统受到严重影响或被迫中断;若在发电厂附近发生短路,还可能使整个电力系统运行解列,引起严重后果。
3.2潮流计算与分析3.2.1潮流计算上述单机无穷大系统在发电机保持不变的条件下的潮流计算如下:()()752.1101.11101.1329.012220020000=⨯+⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑∑U X P U X Q U E q q Q︒=⨯+⨯=95.38101.1329.01101.11arctan 0δ088.295.38cos 1101.1481.11101.1481.1752.1cos 10000=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒∑∑∑∑δU X X X X E E q d q d Q q 458.195.38cos 1101.1769.01101.1769.0752.1cos 100''0'=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒∑∑∑∑δU X X X X E E q d q d Q q ()()29.1531.01531.0329.0122202000=⨯+⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=U X P U X Q U U TLTL G︒=⨯+⨯=32.24531.0329.01531.01arctan0TL δ①当保持常数==0q q E E 时δδδδδδ2sin 117.0sin 41.12sin 101.1481.1101.1481.121sin 481.1088.22sin 2sin 2000+=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∑∑∑∑∑q d q d d q Eq X X X X U X U E P 02cos 117.02cos 41.1=⨯+=δδδd dP Eq()0234.0cos 41.1cos 468.01cos 2234.0cos 41.122=-+=-+δδδδ468.02234.0468.0441.141.1cos 2⨯⨯⨯+±-=δ取正号得︒=93.80Eqm δ()429.193.802sin 117.093.80sin 41.12sin 117.0sin 41.1=⨯+=+=︒︒Eqm Eqm Eqm P δδ792.02cos 117.0cos 41.1101.1481.1101.1481.1212cos 101.1481.1101.1481.121cos 481.1088.222cos 2cos 20200'0-+=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∑∑∑∑∑∑∑∑∑δδδδδδq d q d q d q d d q U X X X X U X X X X U X U E Q δδδcos 481.0084.1cos 481.1769.01481.1769.0088.2cos 10''0'+=⎪⎭⎫⎝⎛-+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∑∑∑∑U X X X X E E d d d d q q()δδ2cos 2cos 21111121212120'20''C A C A B C B A U X P U X Q U E d U d U G +++++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑∑391.0211'01=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∑∑∑∑∑q d q d d X X X X X U A 084.10'1==∑∑d q d X E X B 09.021'01=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∑∑∑∑q d q d d X X X X XU C ()δδ2cos 2cos 22222222222220200C A C A B C B A UX P U X Q U U TLU TLU G +++++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=579.021102=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=∑∑∑∑q d q d TL X X X X X U A 749.002==∑d q TL X E X B 062.02102=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∑∑∑q d q d TLX X X X X U C②当保持常数=='0'q q E E 时δδδδδδ2sin 196.0sin 896.12sin 101.1769.0101.1769.021sin 769.0458.12sin 2sin ''20'0'0'-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∑∑∑∑∑q d q d d q E X X X X U X U E P q02cos 196.02cos 896.1'=⨯-=δδδd dP q E ︒=05.101'qm E δ()935.105.1012sin 196.005.101sin 896.1'=⨯-=︒︒qm E Pδδδcos 925.0808.2cos 769.0481.11769.0481.1458.1cos 10'''-=⎪⎭⎫⎝⎛-+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=∑∑∑∑U X X X X E E d d d d q q()δδ2cos 2cos 233333232323'C A C A B C B A E +++++=151.0211'''03=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∑∑∑∑∑q d q d d X X X X X U A 458.1''0'3==∑∑d q d X E X B 151.021'''03=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∑∑∑∑q d q d d X X X X XU C ()δδ2cos 2cos 244444242424C A C A B C B A U G +++++=414.0211''04=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∑∑∑∑q d q d TL X X X X X U A 007.1'04==∑d q TL X E X B 104.021''04-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∑∑∑q d q d TLX X X X X U C ③当保持常数=='0'E E 时[]{}δδδδ+-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∑∑sin 250.0arcsin sin 912.1sin 1arcsin sin ''00'0''q d d E X X E U X U E P0'=δd dP E []︒=+-90sin 205.0arcsin δδ ︒=5.101'm E δ912.190sin 912.1'==︒m E P()[]δδδδcos 926.0sin 205.0arcsin cos 831.2cos 1sin 1arcsin cos 0''''00'0-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑∑∑∑∑∑U X X X X X X E U E E d d d d q d q ()[]δδsin 205.0arcsin cos 47.1sin 1arcsin cos ''00'0'=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑∑q d qX X E U E E ()δδδδδ+-=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∑sin 205.0arcsin sin 1arcsin ''00'q d X X E U⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=∑∑δδsin 1arcsin cos 2''0055252525q d G X X E U C A C B A U 309.011'05=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=∑d TL X X U A 015.1''05==∑d TL X E X B④当保持常数==00U U G 时[]{}δδδδ+-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑sin 402.0arcsin sin 427.2sin 1arcsin sin 0000q TLG TL G U X X U U X U U P G0=δd dP G U []︒=+-90sin 402.0arcsin δδ ︒=112Gm U δ 427.2=Gm U P()[]δδδδcos 789.1sin 402.0arcsin cos 595.3cos 1sin 1arcsin cos 0000-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑∑∑U X X X X X X U U U E TL d TL d q TL G G q ()()[]δδδδcos 448.0sin 402.0arcsin cos 867.1cos 1sin 1arcsin cos 0'000''-=-+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑∑∑U X X X X U U U E TL d X X TLd q TL G G q⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=∑δδsin 1arcsin cos 200662626'q TL G X X U U B A B A E 448.011'06-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑TL d X X U A 868.10'6==∑TL G d X U X B3.2.2计算结果分析由上述计算结果可作出图2功率特性图和图3电势变化特性图。