山东交通学院
电力系统自动化
课程设计报告书
院(部)别信息科学与电气工程学院
专业电气工程及其自动化
班级
学号
姓名
指导教师
时间
课程设计任务书
题目电力系统仿真课程设计
学院信息科学与电气工程学院
专业电气工程及其自动化
班级
学生姓名
学号
12 月15 日至12 月26 日共 2 周
指导教师(签字)
院长(主任)(签字)
2014 年12 月26 日
说明：本任务书一式二份，院(部、系)、教务处各一份。
目录
一、绪论 (1)
1.1概述 (1)
1.2 短路的危害及防范措施 (2)
二、电力系统短路故障分析 (4)
2.1 短路故障分析的内容和目的 (4)
2.2 无穷大供电功率电源三相短路介绍 (4)
2.3 对称短路实例 (5)
三、电力系统仿真模型的建立与分析 (7)
3.1 电力系统仿真模型 (7)
3.2 仿真模型模块选择及参数设置 (8)
3.3仿真结果与分析 (10)
四、结论 (12)
五、心得体会 (13)
六、参考文献 (13)
摘要：二十一世纪的到来将把信息技术水平的发展带入一个全新的阶段，就目前而言，计算机仿真技术已经在各领域中得到了广泛的应用，在电力系统的规划、设计、运行、分析、改造及人员培训的各个阶段,仿真技术都可以发挥重要作用。发动机并网是电力系统中常见而重要的一项操作,不恰当的并列操作将导致严重的后果。因此,对同步发电机的并列操作进行研究,提高并列操作的准确度和可靠性,对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。
MATLAB是高性能数值计算和可视化软件产品。它由主包、Simulink 及功能各异的工具箱组成。从版本5.2开始增加了一个专用于电力系统分析的PSB（电力系统模块,Power system blockset ）。PSB中主要有同步机、异步机、变压器、直流机、特殊电机的线性和非线性、有名的和标么值系统的、不同仿真精度的设备模型库单相\三相的分布和集中参数的传输线单相、三相断路器及各种电力系统的负荷模型、电力半导体器件库以及控制和测量环节。再借助其他模块库或工具箱,在Simulink环境下,可以进行电力系统的仿真计算,并可方便地对各种波形进行图形显示。本文以一单机-无穷大系统为模型,在环境下使用GUSimulink、m语言等创建一发电机并网过程分析与仿真系统。该系统可以对多种情况下的发电机并网过程进行仿真分析,并将仿真结果显示于GUI界面。
关键词：电力系统；仿真；短路故障；Matlab
一、绪论
1.1概述
在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地、单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。三相短路电流计算是电力系统规划、设计、运行中必须进行的计算分析工作。目前，三相短路电流超标问题已成为困扰国内许多电网运行的关键问题。然而，在进行三相短路电流计算时，各设计、运行和研究部门采用的计算方法各不相同，这就有可能造成短路电流计算结论的差异和短路电流超标判断的差异，以及短路电流限制措施的不同。为了保证电力系统运行的功能和质量，在设计、分析和研究时必须保证系统的静态和动态特性。由于在实际系统上进行试验和研究比较困难，因此借助各种电力系统动态仿真软件电力系统的设计和研究已成为有效途径之一。
本次课程设计研究的是三相对称短路，根据给定的系统图及各个元件参数，计算短路点的电压和电流。然后依次计算其他各节点的电压和电流。画出系统的等效电路图，根据此等效电路图分别计算各个支路的短路点呀和电流。忽略对地支路，重新计算各短路点的短路电压和电流，其他各个节点及支路的电压和电流。在系统正常运行方式下，对各种不同时刻三相短路进行Matlab仿真，最后将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较。
1.2 短路产生的原因及危害
1短路产生的原因有很多，主要有以下几个方面：
(1)电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。
(2)自然的原因。如：气候恶劣，由于大风、低温导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。
(3)人为事故。如：工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；
违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金屑性短路，人为疏忽接错线造成短路等等。
2短路的危害及防范措施
电力系统在运行中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，由于电源供电回路阻抗的减小以及忽然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流大大增加，可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电流可高达数万安培。短路电流的危害短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏四周设备和伤害四周人员。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低，非凡是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。短路电流的限制措施为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减
少短路电流值；加装限电流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下：（1）做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。
（2）正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置，以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。
（3）在变电站安装避雷针，在变压器四周和线路上安装避雷器，减少雷击损害。
（4）保证架空线路施工质量，加强线路维护，始终保持线路弧垂一致并符合规定。
（5）带电安装和检修电气设备，注重力要集中，防止误接线，误操作，在带电部位距离较近的部位工作，要采取防止短路的措施。
（6）电力系统的运行、维护人员应认真学习规程，严格遵守规章制度，正确操作电气设备，禁止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸。线路施工，维护人员工作完毕，应立即拆除接地线。要经常对线路、设备进行巡视检查，及时发现缺陷，迅速进行检修。
在电力系统和电气设备和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算，这些问题主要是：
（1）在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。
（2）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。
（3）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的点动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。
（4）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。
二、电力系统短路故障分析
2.1 短路故障分析的内容和目的
故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算，开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。
电力系统可能发生的故障类别比较多，一般分为简单故障和复合故障。简单故障指的是电力系统正常运行时某一处发生短路或断相故障，而复合故障则是指两个或两个以上简单故障的组合。考虑到三相短路故障是电力系统中危害最严重的故障，本设计进行了无穷大功率电源供电系统三相短路的仿真分析。
2.2 无穷大供电功率电源三相短路介绍
假设电源电压幅值和频率均是恒定值，这种电源称为无穷大功率电源。实际上真正的无穷大功率电源是不存在的，因而只是一个相对的概念，往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对大小来判断能否看做无穷大功率电源。当供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时，则可以认为供电电源为无穷大功率电源。在这种情况下，外电路发生短路对电源影响很小，可近似认为电源电压幅值和频率保持恒定。
图1 无穷大供电功率电源供电电路三相短路
假设t=0s时刻，f点发生三相短路故障。此时电路被分为两个独立的回路。
由无限大供电的三相电路，其阻抗由原来的''(R R )jw(L L)+++突然减小为
jw R L +。由于短路后的电路仍然是三相对称的，依据对称关系可以得到a 、b 、c 短路全电流的表达式
a
a
a t/T |0||0|
b |0||0|t/T |0||0|t/T sin(wt )[I sin()I sin()]e sin(wt 120)[I sin(120)I sin(120)]e sin(wt 120)[I sin(120)
I sin(120)]e a m m m m m m c m m m
i I i I i I α?α?α?α?α?α?α?α?α?---?=+-+---?=+--+--??---??=++-++-??-+-?
式中，m I =为短路电流的稳态分量的幅值。
一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，即L R ω>>，故可近似认为90?≈。因此，非周期电流有最大值的条件为：短路前电路空载（00m I =),并且短路发生时，电源电势过零。
短路电流最大可能的瞬时值称为短路电流冲击值，以im i 表示。冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值，即所谓的动
稳定度。由此可得冲击电流的计算式为
0.01/a T im m m im m i I I e k I ≈+=，式中，im k 称为冲击系数，即冲击电流值对于短路电流周期性分量幅值的倍数；a T 为时间常数。短路电流的最大有效值im I 是以最大瞬时值发生的时刻（即发生短路经历约半个
周期）为中心的短路电流有效值。在发生最大冲击电流的情况下，有
im I == ，短路电流的最大有效值主要用
于检验开关电器等设备切断短路电流的能力。
2.3 对称短路实例
假设无穷大功率电源供电系统如图2所示，在0.02s 时刻变压器低压母线发生三相短路故障，计算其短路电流周期分量幅值，和冲击电流的大小，并进行仿真。线路参数为50L km =，1x =0.4/km Ω，1r =0.17/km Ω；变压器的额定容量
=20N S MV A ?，线路电压%10.5S U =，短路损耗s =135kW P ?，空载损耗022k P W ?=，空载电流0%0.8I =，变比110/11T k =，高低压绕组均为Y 型联结；并设供电点电压为110kV 。
图2 无穷大电源供电系统三相短路
根据给定的的数据，计算折算到110kV 侧的参数如下： 变压器的电阻为22
33221351101010 4.0820000
S N t N P U R S ??=?=?Ω=Ω 变压器的电抗为22
33%10.5110x 1010=63.5310010020000
s N T N U U S ?=??=?Ω? 则变压器的漏感为63.53/(2)0.2022 3.1450
T T L X f H H π===?? 变压器的励磁电阻22
33501101010 5.51022
N m U R P =?=?Ω=?Ω? 变压器的励磁电抗为22
330100100110x 1010=75625I %0.820000
N m N U S ?=?=?ΩΩ? 变压器的励磁电感为75625/(2)240.82 3.1450m m L X f H H π==
=?? 输电线路10.175L R r l =?=?Ω，10.45020L X X l =?=?Ω=Ω,20/20.0642 3.1450L L L X f H H π==
=??
短路电流的周期分量的幅值为
10.63m I A KA === 时间常数0.2020.064(L )/(R )0.02114.088.5a T L T L T L R s s +=++=
=+
则短路冲击电流为0.01/0.0211 1.622517.3im m m m i I I e I kA -≈+==
三、电力系统仿真模型的建立与分析
3.1 电力系统仿真模型
（1）Matlab 仿真介绍
MATLAB 产品家族是美国 MathWorks 公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。由于其完整的专业体系和先进的设计开发思路，使得 MATLAB 在多种领域都有广阔的应用空间，特别是在 MATLAB 的主要应用方向 — 科学计算、建模仿真以及信息工程系统的设计开发上已经成为行业内的首选设计工具，全球现有超过五十万的企业用户和上千万的个人用户，广泛的分布在航空航天，金融财务，机械化工，电信，教育等各个行业。
MatLab 控制系统仿真软件是当今国际控制界公认的标准计算软件，1999年MatLab5.3版问世，使MATLAB 拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。特别是SIMULINK 这一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境的出现，使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素，从而即使学生没有对非线性动态系统进行分析研究的数学基础，仍可通过仿真来认知非线性对系统动态的影响。
针对上述实例建立仿真模型如图3所示。
图3 电力系统仿真模型
3.2 仿真模型模块选择及参数设置
仿真模型所使用模块及提取路径如表1所示。
表1 仿真模型所使用模块及提取路径
电源模块参数设置如图4所示，变压器模块参数如图5所示。其中变压器模块模块中的参数采用有名值设置。
图4 电源模块的参数设置 图5 变压器模块参数设置
输电线路模块参数如图6所示，三相电压电流模块测量模块将在变压器低压侧测量到的电压电流信号转变成Simulink信号，相当于电压电流互感器的作用，其参数设置如图7所示。
图6 输电线路模块的参数设置图7 三相电压电流测量模块
模块参数选项说明
1）Phase A Fault、Phase B Fault和Phase C Fault用来选择短路故障相。
2）Fault resistances用来设置短路点的电阻，此值不能为零。
3）Ground Fault选项用来选择短路故障是否为短路接地故障。
4）Ground resistances 当故障类型是短路接地故障时显示该项，用来设置接地故障时的大地电阻。
5）External control of fault timing可以添加控制信号来控制该模块故障的启动和停止。
6）Transition status和Transition times用来设置转换状态和转换时间；其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭合，“0”表示断开；Transition times表示故障开关的动作时间；并且每个选项都有两个数值，而且它们是一一对应的。
7）Snubbers resistance和snubbers Capacitance用来设置并联缓冲电路中的过
渡电阻和过渡电容。
8）Measurements用来选择测量。
三相线路故障模块参数设置如图8所示。
图8 三相线路故障模块参数设置
3.3仿真结果与分析
通过模型窗口菜单中的“Simulation”--“configuration parameters”命令打开仿真参数的对话框，选择可变步长的ode23t算法，仿真起始时间设置为0，终止时间设置为0.2s，其他参数采用默认设置。在三相线路故障模块中设置在0.02s 时刻变压器低压母线发生三相短路故障。
运行仿真，可得变压器低压侧的三相短路电压、电流的波形图如图9、图10所示。
由图所示，无限大功率供电系统在0.02s时刻时发生三相短路，电压变为零，而电流短路前未接负载电流为零，发生三相短路后电流突然增大，如不切断故障而后会渐渐进入稳态状态。
由仿真结果可知，当电力系统发生三相短路是冲击电流很大，故需马上切断故障，以免对系统内其他设备造成大的破坏。
图9 三相短路电压波形
图10 三相短路电流波形
为了得到仿真结果图中的准确数值，可将仿真图中示波器模块的“Data History”栏设置为如图11所示。
这样就可以在Matlab的命令窗口中输入以下命令来显示A相电流的数据。
>> ScopeDATA.signals.values(:,1)
图11 示波器模块的“Data History”设置
短路电流周期分量的幅值为10.64kA，冲击电流为17.39kA，与理论计算相比稍有差别，这是由于电源模块的内阻设置不同而造成的。
四、结论
通过自选实例，在电力系统中f处选取了对称三相短路进行故障分析与计算，同时进行MATLAB仿真，对比理论计算和仿真，结果表明运用MATLAB对电力系统故障进行分析与仿真，能够准确直观地考察电力系统故障的动态特性，验证了MATLAB在电力系统仿真中的强大功能。使在现实中难以实现的试验通过软件得以直观展现，运用MATLAB 语言对电网并联运行操作进行仿真试验，可以起到事半功倍的效果。
五、心得体会
通过两周的课程设计，学会了如何跟队员的合作和协调能力，同时也学到了更多的关于MATLAB的知识，终于在组员们的相互配合之下完成了本次关于电力系统仿真的课程设计，使自己收益颇丰。使自己的各方面能力得到了极大的提高。在这里，我非常感谢队友的帮助，如果没有他们我很难完成这次课程设计，同时我也十分感谢老师，当我最需要帮助的时候给予我最大的帮助。
通过这次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关matlab方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了我在这方面的知识欠缺和经验不足。这次课程设计不仅培养了独立思考、操作的能力，在其它能力上也都有了提高。更重要的是，我们学会了很多学习的方法，真的是受益匪浅。
六、参考文献
[1] 于永源杨绮雯.《电力系统稳态分析》[M].中国电力出版社.2007.
机电工程学院 《电力系统规划》课程设计 第二组 题目：某地区电网规划初步设计 专业：电气工程及其自动化 年级： 学号： 姓名： 指导教师： 日期： 云南农业大学机电工程学院
目录 摘要 (2) 课程设计任务书 (3) 第一章原始资料的分析 (5) 1.1发电厂技术参数 (5) 1.2发电厂和变电所负荷资料 (5) 1.3 负荷合理性校验 (5) 第二章电力网电压的确定和电网接线的初步选择 (7) 2.1电网电压等级的选择 (7) 2.2 电网接线方式的初步比较 (9) 2.2.1电网接线方式 (9) 2.2.2 方案初步比较的指标 (11) 第三章方案的详细技术经济比较 (12) 3.1导线截面参考数据 (12) 3.2方案（B）中的详细技术经济计算 (12) 3.2.1先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算 (13) 3.2.2导线截面面积的选择 (13) 3.2.3根据查阅的导线截面面积，计算线路的阻抗 (15) 3.2.4计算正常运行时的电压损失 (15) 3.2.5投资费用（K） (15) 3.3方案（C）中的详细技术经济计算 (17) 3.3.1先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算 (17) 3.3.2 导线截面的选择 (19) 3.3.3、线路阻抗计算 (20) 3.3.4正常运行时的电压损失 (20) 3.3.5投资（K） (21) 3.3.6、年运行费用（万元）年运行费用包括折旧费和损耗费 (21) 第四章最终方案的选定 (23) 第五章课程设计总结 (25) 参考资料 (26) 课程设计指导教师评审标准及成绩评定 (27)
摘要 该课程设计是进行地方电网规划设计。规划设计一个容量为5×25MW+1×50MW的发电厂和4个变电站的地方电力网。 本设计根据地方电力网规划的要求，在对原始资料系统负荷、电量平衡分析的基础上，运用传统的规划方法，并结合优化规划的思想，从拟定的五种可行方案中，通过技术和经济的比较，选择出两个较优的方案作进一步的深入分析：先对电网进行潮流计算，然后根据潮流计算结果，从最大电压损耗、网络电能损耗、线路和变电站的一次投资及电力网的年运行费用等角度，详细的分析两个较优方案，以此确定最优规划设计。 【关键词】方案拟定潮流计算导线截面选择投资年运行费用
重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表 说明：1、学院、专业、年级均填全称。 2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。 重庆大学本科学生课程设计任务书
2、本表除签名外均可采用计算机打印。本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。 摘要 本次主要涉及了低通滤波器，功分器，带通滤波器和放大器，用到了AWR，MATHCAD和ADS 软件。
在低通滤波器的设计中，采用了两种方法：第一种是根据设计要求，选择了合适的低通原型，利用了RICHARDS法则用传输线替代电感和电容，然后用Kuroda规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，组后在AWR软件中用Txline算出微带线的长宽，画出原理图并仿真，其中包括S参数仿真，Smith圆图仿真和EM板仿真。第二种是利用低通原型，设计了高低阻抗低通滤波器，高低阻抗的长度均由公式算得出。 在功分器的设计中，首先根据要求的工作频率和功率分配比K，利用公式求得各段微带线的特性阻抗1，2，3端口所接电阻的阻抗值，再用AWR软件确定各段微带线的长度和宽度，设计出原理图，然后仿真，为了节省材料，又在原来的基础上设计了弯曲的功分器。同时通过对老师所给论文的学习，掌握到一种大功率比的分配器的设计，其较书上的简单威尔金森功分器有着优越的性能。 对于带通滤波器，首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶模阻抗，再选定基板，用ADS的LineCalc计算耦合微带线的长和宽，组图后画出原理图并进行仿真。 设计放大器时，一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增益，噪声放大系数等要求。二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器设计两种方法。具体是用ADS中的Smith圆图工具SmitChaitUtility来辅助设计，得到了微带显得电长度，再选定基板，用ADS中的LineCalc计算微带线的长和宽。最后在ADS中画出原理图并进行仿真，主要是对S参数的仿真。为了达到所要求的增益，采用两级放大。其中第一级放大为低噪声放大，第二级放大为双共轭匹配放大。 由于在微波领域，很多时候要用经验值，而不是理论值，来达到所要求的元件特性，因此在算出理论值之后，常常需要进行一些调整来达到设计要求。 关键词：低通原型Kuroda规则功率分配比匹配网络微带线 课程设计正文 1.切比雪夫低通滤波器的设计 1.1 设计要求： 五阶微带低通滤波器： 截止频率2.5GHZ 止带频率：5GHZ 通带波纹：0.5dB 止带衰减大于42dB
新能源与动力工程学院课程设计报告 远程监控技术课程设计 专业电力工程与管理 班级电力1201 姓名周勇 学号201211321 指导教师王书平 2015年7月
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书 课程名称：远程监控技术课程设计指导教师（签名）： 班级：电力工程与管理1201 姓名：周勇学号：201211321 一、课程设计题目 电力系统远动变电站综合自动化的设计。 二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 初步掌握变电站监控设计步骤和方法；了解变电站监控系统的整体构成。 三、课程设计的目的 主要目的是通过该课程设计使学生了解变电站监控系统的整体构成及关 键性技术，进一步巩固所学知识并能够合理利用。 四、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等） 1. 主要设计原则和主要设计标准； 2. 根据原始资料确定系统应实现的功能，包括调度中心及RTU应实现的功能。 3. 变电站监控系统的系统构成及配置； 4. 调度中心：系统构成、系统网络结构、软硬件配置等； 五、工作进度安排 7月 9 日熟悉课程设计内容及要求制定方案。 7月10日设计电路及软件测试。 7月11日采购数字电压表组件按照设计电路进行焊接。 7月12日产品整理并完成设计报告及答辩。 六、主要参考文献 [1] 柳永智，刘晓川主编．电力系统远动中国电力出版社，2006年7月。 [2]刘功，合肥供电公司，变电站综合自动化系统的发展。 审核批准意见 系主任（签字）年月日
指导教师评语及成绩指 导 教 师 评 语 成绩设计过程 （40） 设计报告 （50） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 指导教师签字： 年月
数字电路课程设计总结报告题目：交通灯控制器 班级：08通信工程1班 学号：0810618125 姓名：廖小梅 指导老师：张红燕 日期：2010年12月
目录 1、设计背景 2、设计任务书 3、设计框图及总体描述 4、各单元设计电路设计方案与原理说明 5、测试过程及结果分析 6、设计、安装、调试中的体会 7、对本次课程设计的意见及建议 8、附录 9、参考文献 10、成绩评定表格
一、设计背景 随着经济的快速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，极其容易发生交通问题，为了保证交通秩序和人们的安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。 二、设计任务书 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（即 A车道）和东西方向（即B车道）两条交叉道路上的车辆 交替运行，每次通行时间都为30秒； 2、在绿灯转红灯时，先由绿灯转为黄灯，黄灯亮6秒后，再 由黄灯转为红灯，此时另一方向才由红灯转为绿灯，车辆 才开始通行。 三、设计框图及总体描述 1、分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图1交通灯控制系统原理框图 在图中， T30: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为30秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，T30 =1，否则，T30 =0。 T6：表示黄灯亮的时间间隔为6秒。定时时间到，T6=1，否则，T6=0。 S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。 由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 交通系统的车道信号灯的工作状态转换如下所述： 状态1：A车道绿灯亮，B车道红灯亮。表示A车道上的车辆允许通行,B车道禁止通行。绿灯亮满规定的时间隔T30时， 控制器发出状态信号S T，转到下一工作状态。 状态2：A车道黄灯亮，B车道红灯亮。表示A车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，B车 道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发 出状态转换信号S T，转到下一工作状态。 状态3：A车道红灯亮，B车道黄灯亮。表示A A车道禁止通行，B车道上的车辆允许通行绿灯亮满规定的时间间隔T30 时，控制器发出状态转换信号S T，转到下一工作状态。
《 电力系统课程设计《三相短路故障分析计算机算法设计》 一． 基础资料 1. 电力系统简单结构图如图 25MW cos 0.8N ?=cos 0.85 N ?=''0.13 d X =火电厂 110MW 负载 图1 电力系统简单结构图 '' 0.264 d X = 2．电力系统参数 如图1所示的系统中K （3） 点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流 和功率。 （1）发电机参数如下： 发电机G1：额定的有功功率110MW ，额定电压N U =；次暂态电抗标幺值'' d X =，功率因数N ?cos = 。 … 发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW ；额定电压U N =； 次暂态电抗标幺值'' d X =；额定功率因数N ?cos =。 （2）变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 变压器T1：型号SF7-10/，变压器额定容量10MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗59kW ，
空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T2：型号，变压器额定容量·A ，一次电压110kV ，短路损耗148kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T3：型号SFL7-16/，变压器额定容量16MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗86kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 （3）线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 对下标的说明 X 0(1)=X 单位长度（正序）；X 0（2）=X 单位长度（负序）。 / 线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 （4）负载L ：容量为8＋j6（MV ·A ），负载的电抗标幺值为=* L X ** 22 *L L Q S U ；电动机为2MW ，起动系数为，额定功率因数为。 3．参数数据 设基准容量S B =100MV ·A ；基准电压U B =U av kV 。 （1）S B 的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取S B -100MV ·A ，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。 （2）U B 的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV 、6kV 、10kV ，而平均额定电压分别为115、、。平均电压U av 与线路额定电压相差5%的原则，故取U B =U av 。 / （3）'' I 为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t 等于初值（零）时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。 （4）M i 为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值（满足产生最大短路电流的三个条件 及时间K t =）。一般取冲击电流M i =2×M K ×''I ='' I 。 （5）M K 为短路电流冲击系数，主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其范围为1≤M K ≤2，高压网络一般冲击系数M K =。 二．设计任务及设计大纲 1.各元件参数标幺值的计算，并画电力系统短路时的等值电路。 （1）发电机电抗标幺值 N B G G P S 100%X X ?= N ?cos 公式①
电力系统监控技术课程设计 题目：牵引供电系统的遥信数据采集系统 班级：电气084班 姓名：戚懋 学号：200809320 指导教师：李亚宁 设计时间：2012年3月10日 评语： 成绩
1 设计原始资料 1.1 具体题目说明 远动系统的核心是SCADA系统，即数据采集与监视控制系统。在电力系统中，远动系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。针对图1.1提供的开闭所主接线电路图，进行远动系统模块的设计，设计出牵引供电系统的遥信数据采集系统。 图1.1 纽结型开闭所主接线电路图 1.2 要完成的内容 (1) 计算机绘制开闭所通用系统结构框图； (2) 设计一个具体的MCS－51单片机数据采集最小系统，开关量输入数据，路数为16路，开关量输入数据类型为各断路器、隔离开关的状态信息； (3) 选用问答式传输规约，以16路开关量为例，编写上传调度中心的遥信数据报文的帧结构； (4) 计算机绘制相应的遥信数据采集程序流程图。
2 硬件设计 2.1 各开关原件及数据采集点编号 2.1.1 各开关元件编号 如图2.1所示，对纽结型开闭所主接线电路中的开关元件进行编号，其中QS1—QS10为隔离开关编号，QF1—QF6为断路器编号。 TV1TV2 TV3TV4 QS1 QS4 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 QS3 QS6 QS2 QS7 QS8 QS9 QS5 QS10 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA7 TA6 TA8 TA9 TA10 TA11 TA12 图2.1 各开关元件编号图 2.1.2 数据采集点定义 根据图2.1中各开关元件的编号，对需要进行数据采集的开关元件进行十六制定义，数据定义如表2.1所示。
目录 一.课程设计题目 二.设计的任务和要求 三.设计与调试 四.系统总体设计方案及系统框图 五.设计思路 六.电路连接步骤 七.电路组装中发生的问题及解决方案 八.所选方案的总电路图 九.实验结果 十.心得体会
一、课程设计题目 交通灯控制系统设计 二、设计的任务和要求 1）在严格具有主、支干道的十字路口，设计一个交通灯自动控制装置。要求：在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯；顺序无要求； 2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间。红（主：R,支：r）绿（主：G，支：g）黄（主：Y，支：y）三种颜色灯，由四种状态自动循环构成（Gr→Yr→Rg→Ry）;并要求不同状态历时分别为：Gr:30秒，Rg:20秒，Yr,Ry:5秒 三、设计与调试 1、按照任务要求，设计电路，计算相关参数，选择电子元器件 2、根据所设计的电路和所选择的器件搭接安装电路 3、接步骤进行调试电路 4、排除故障，最终达到设计要求 四、系统总体设计方案及系统框图 方案一：芯片设计 （1）芯片功能及分配 交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器、数码管和秒脉冲信号发生器等器件组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 1）系统的计时器是由74LS161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，所以绿灯定时器由两块74LS161级联组成.74LS161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能。 2）系统的主控制电路是由74LS74组成，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。 3)系统的译码器部分是由一块74LS48组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6个信号灯的工作状态。整个设计共由以上三部分组成。 2）各单元电路的设计： 1. 秒脉冲信号发生器
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
广东工业大学华立学院课程设计（论文） 课程名称电力系统分析 题目名称复杂网络N-R法潮流分析与计算设计学生学部（系）电气工程系 专业班级08电气2班 学号12030802020 学生姓名 指导教师罗洪霞
2011 年 6 月12 日 目录 一. 基础资料 (3) 1.1 系统图的确定 (3) 1.2 各节点的初值及阴抗参数 (4) 二. 基本公式和变量分类 (5) 三. 设计步骤 (7) 3.4基本步骤 (8) 3.4方案选择及说明 (8) 四. 程序设计 (9) 4.1 MATLAB编程说明及元件描述 (9) 4.2源程序 (10) 4.3结果显示 (11) 五. 实验结论 (12) 六．参考文献 (13)
复杂网络N-R 法潮流分析与计算设计 一. 基础资料 1. 系统图的确定 选择六节点、环网、两电源和多引出的电力系统，简化电力系统图如图（1）所示，等值阻抗图如图（2）所示。运用以直角坐标表示的牛顿—拉夫逊计算如图（1）系统中的潮流分布。计算精度要求各节点电压的误差与修正量不大于510ε-=。
2.各节点的初值及阻抗参数 该系统中，节点①为平衡节点，保持 11.050 U j =+为定值，节点⑥为PV节点，其他四个节点都是PQ节点。给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值分别为表a、表b、表c中的数据。 线路对地导纳标幺值一半 00.25 Y j =及线路阻抗标幺值、输出功率标幺值和变压器变比标幺值如图（2）所示的注释。 表a 各节点电压标幺值参数
二. 基本公式和变量分类 本例所需公式有以下几类： （1）.节点电压U 和节点导纳矩阵Y 。 （2）.变量分类。在潮流问题中，任何复杂的电力网和电力系统都可以归结为以下元件（参数）组成。 1）.发电机（注入电流或功率）。 2）.负载（负的注入电流或功率）。 3）.输电线支路（电抗、电阻）。 4）.变压器支路（电阻、电抗、变化）。 5）.变压器对地支路（导纳和感纳，本例中忽略）。 6）.母线上的对地支路（阻抗或导纳，本例中忽略）。 7）.线路上的对地支路（一般为线路电容导纳）。 （3）.功率方程。电力系统的潮流方程的一般形式为： 1 n i ij i i i i i j j S P jQ U I U Y U * * * ==+=?=?∑ 1 ()(123n i i i ij j j i P jQ I Y U i U * ** =+===∑、、、...、n) （1-1） 潮流方程具有的特点是：①他能表征电力系统稳态运行特性； ②其为一组非线性方程，只能用迭代方法求其数值解；③方程中的电压U 和导纳Y 即可表示为直角坐标，又可表示为极坐标。因而潮流方
模拟电路课程设计报告 设计课题：程控放大器设计 班级：电子科学与技术 姓名：1111111 学号：1111111 指导老师：杨 设计时间：2015年6月24日~26日 学院：物理与信息工程学院
目录 一、摘要及其设计目的 (3) 二、设计任务和要求 (4) 三、方案论证及设计方案 (5) 四、单元电路的设计、元器件选择和参数计算 (8) 五、总体电路图，电路的工作原理 (10) 六、组装与调试，波形电路实际图及数据 (12) 七、所用元器件及其介绍 (16) 八、课程设计心得与体会 (18)
一、摘要 本次课程设计的目的是通过设计与实验，了解实现程控放大器的方法，进一步理解设计方案与设计理念，扩展设计思路与视野。程控放大器的组成结构：1.利用3个运放OP07构成的耳机放大电路；2.芯片CD4051八位的选择器通过片选端的控制调节R1电阻值的大小，从而改变放大倍数。实现最大放大60db的目的。 A summary The purpose of this course design is to design and experiment, to understand the method of program control amplifier, to further understand the design scheme and design concept, to expand the design idea and the visual field. The structure of programmable amplifier: 1. The three operational amplifier OP07 constitute the headset amplifier circuit; chip CD4051 eight selector through the chip selection terminal control regulating resistor R1 value of size, thus changing the magnification. The purpose of achieving maximum amplification of 60db.
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;
目录 摘要................................................. - 1 - 1.设计意义与要求..................................... - 2 - 1.1设计意义 ...................................... - 2 - 1.2设计要求（具体题目）........................... - 2 - 2.题目解析........................................... - 3 - 2.1设计思路 ...................................... - 3 - 2.2详细设计 ...................................... - 4 - 2.2.1节点类型.................................. - 4 - 2.2.2待求量 ................................... - 4 - 2.2.3导纳矩阵.................................. - 4 - 2.2.4潮流方程.................................. - 5 - 2.2.5牛顿—拉夫逊算法.......................... - 6 - 2.2.5.1牛顿算法数学原理：................... - 6 - 2.2.5.2修正方程............................. - 7 - 2.2.5.3收敛条件............................. - 9 - 3.结果分析.......................................... - 10 - 4.小结.............................................. - 11 - 参考文献............................................ - 12 -
河南城建学院 《电力系统分析》课程设计任务书 班级0912141-2 专业电气工程及其自动化 课程名称电力系统分析 指导教师朱更辉、何国锋、芦明 电气与信息工程学院 2015年12月
《电力系统分析》课程设计任务书 一、设计时间及地点 1、设计时间：2015年12月 2、设计地点：2号教学楼 二、设计目的和要求 1、设计目的 通过课程设计，使学生加强对电力体统分析课程的了解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算、分析等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。 2、设计要求 （1）培养学生认真执行国家法规、标准和规范及使用技术资料解决实际问题的能力； （2）培养学生理论联系实际，努力思考问题的能力； （3）进一步理解所学知识，使其巩固和深化，拓宽知识视野，提高学生的综合能力； （4）懂得电力系统分析设计的基本方法，为毕业设计和步入社会奠定良好的基础。 三、设计课题和内容 课题一：110KV 电网的潮流计算 （一）基础资料 导线型号：LGJ-95，km x /429.01Ω=，km S b /1065.261-?=； 线段AB 段为40km ，AC 段为30km ，BC 段为30km ； 若假定A 端电压U A =115kV ，变电所负荷S B =(20+j15)MVA ，S C =(10+j10)MVA 。 某110KV 电网 （二）设计任务 1、不计功率损耗，试求网络的功率分布，和节点电压； 2、若计及功率损耗，试求网络的功率分布，和节点电压，并将结果与1比较。 课题二：某电力系统的对称短路计算 （一）基础资料 如图所示的网络中，系统视为无限大功率电源，元件参数如图所示，忽略变压器励磁支路和线路导纳。
模拟电路课程设计报告设计课题：立方根运算电路 专业班级： 10电气技术教育 学生姓名：李俊 学号：100805006 指导教师：刘玲丽老师 设计时间： 2011.12.15
立方根运算电路 一.设计任务与要求 1、用模拟乘法器设计一个立方根运算电路； 2、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源 （±12ⅴ）。 二、方案设计与论证 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（± 12V），为运算电路提供偏置电源。实验分为两个测试部分，为直流电源电路和功能电路的测试。直流电源整流部分要求采用桥式整流电路设计，输出端直流电压分别为+12ⅴ和-12ⅴ，功能部分要求用模拟乘法器设计一个立方根运算电路。 方案一：分别用1个Ua741实现对数运算电路，指数运算电路和集成运放电路；再用四个Ua741接成一个乘法器，将对数运算电路，指数运算电路和乘法器接成一个N次幂运算电路；最后将N次幂运算电路作为集成运放的反向通路，就可以实现立方根运算电路。 缺点：开关线路太多，易产生接触电阻，增大误差。此运算电路结构复 杂，所需元器件多，制作难度大，成本较高。并且由于用同一个信号源且所用频率不一样，因此难以调节。 电路图如下
图6 图7 令 () 2 1 3 2K k k+ = ，y x v v=1=a，得 2 1 x o v v= 可得:对数运算电路如图所示：
R T I R U R R 31520U n 1 u I ????? ?+= 指数运算电路如图所示： R I S T 1u u 0 e -u = 图8 方案二：用两个ID6332接成一个三次方电路，然后用一片Ua741接一个集成运算电路，再将三次方电路作为结成运放的反馈通路，就可以实现立方根运算电路。 优点：只需用到三个芯片，电路简单，相对误差较小。 流程图如下： 电路图如下
信息工程系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计 电力系统短路故障的计算机 算法程序设计 姓名 学号 班级K0309414 指导教师钟建伟
信息工程学院课程设计任务书
电力系统短路故障的计算机算法程序设计 目录 1前言 (4) 1.1短路的原因 (4) 1.2短路的类型 (4) 1.3 短路计算的目的 (4) 1.4 短路的后果 (5) 2电力系统三相短路电流计算 (6) 2.1电力系统网络的原始参数 (6) 2.2制定等值网络及参数计算 (6) 2.2.1标幺制的概念 (6) 2.2.2有三级电压的的网络中各元件参数标幺值的计算 (7) 2.2.3计算各元件的电抗标幺值 (7) 2.2.4系统的等值网络图 (10) 3程序设计 (11) 3.1主流程图 (11) 3.2详细流程图 (12) 3.2.1创建系统流程图 (12) 3.2.2加载系统函数流程图 (13) 3.2.3计算子函数流程图 (14) 3.2.4改变短路点流程图 (15) 3.3数据及变量说明 (15) 3.4程序代码及注释 (16) 3.5测试例子 (17) 4结论 (23) 5参考文献 (24)
1前言 因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生命财产产生威胁。从在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。 短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 1.1 短路的原因 产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏，例如绝缘材料的自然老化、设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶劣，例如雷击造成的网络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 1.2 短路的类型 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的的研究是具有重要意义的。 1.3 短路计算的目的 在电力系统的设计和电气设备的运行中，短路计算是解决一系列问题的不可缺少的基本计算，这些问题主要是： （1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。 （2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。 （3）在设计和选择发电厂和电力系统主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。 （4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也含有一部分短路计算的内容
随着科学技术的发展，远动技术的内容和实现的技术手段也在不断发展、更新,大体可分为3个阶段。 第一阶段 （20世纪30年代）：以继电器和电子管为主要部件构成远动设备。这些设备中用继电器、磁心构成遥信、遥调、遥控设备；用电子管和磁放大器构成脉冲频率式遥测；调制解调采用脉冲调幅式。这些设备的运行是可靠的，在电力系统的调度管理中发挥过一定的作用。 第二阶段 （50～60年代初）：以半导体器件为主体，采用模数转换技术和脉冲编码技术、信息论中抗干扰编码，与计算机技术相结合的综合远动设备；将遥信、遥测、遥调、遥控综合为循环式点对点远动设备；调制解调器采用调频制为主。 第三阶段 （60年代以后）：采用微型计算机构成远动系统，其主要特征是在主站端(调度端)形成前置机接收、处理远动信息，可以接收多个远方站的信息，前置机并可以向上级转发信息和驱动模拟盘。前置机应能接收处理符合标准的远动信息，还要能接入各类已在使用的远动设备的信息。后台机完成数据处理、驱动屏幕显示和打印制表等安全监控功能。后台机可采用超小型机、小型机或高档微型计算机。远方站的远动设备也采用微型机。这种系统除了传统的远动功能、模拟转换、遥信扫描、遥控之外，还扩展了事故顺序记录、全系统时钟对时、事故追忆、发（耗）电量统计和传送，增加当地功能，如电容器投切、接地检查，当地屏幕显示和打印制表以及其他需要的功能，远方站扩大功能时要发展成多机系统或采用高功能微型机。为了保证整个安全监控系统的可靠性，在远方站和主站端分别采用不停电电源，以及主站端采用双机备用切换系统。为保证信息传输的可靠性，需采用双通道备用。为适应电力系统调度管理中采用分层控制的方式，远动信息网也采用分层式结构，以保证有效地传输信息，减少设备和通道投资。 远动规约 由于电力生产的特点，发电厂、变电所和调度所之间的信息交换只能经过通道实现。信息传送只能是串行方式。因此，要使发送出去的信息到对方后，能够识别、接收和处理，就要对传送的信息的格式作严格的规定，这就是远动规约的一个内容。这些规定包括传送的方式是同步传送还是异步传送，帧同步字，抗干扰的措施，位同步方式，帧结构，信息传输过程。远动规约的另一方面内容，是规定实现数据收集、监视、控制的信息传输的具体步骤。例如，将信息按其重要性程度和更新周期，分成不同类别或不同循环周期传送；确定实现遥信变位传送、实现遥控返送校核以提高遥控的可靠性的方式，实现发（耗）电量的冻结、传送,实现系统对时、实现全部数据或某个数据的收集,以及远方站远动设备本身的状态监视的方式等。远动规约的制定，有助于各个制造厂制造的远方终端设备可以接入同一个安全监控系统。尤其在调度端(主站端) 采用微型机或小型机作为安全监控系统的前置机的情况下，更需要统一规约，使不同型号的设备能接入同一个安全监控系统。它还有助于制造设备的工厂提高工艺质量，提高设备的可靠性，因而提高整个安全监控系统的可靠性。远动规约分为循环式远动规约和问答式远动规约。在中国这两种规约并存。
电网规划课程设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
摘要 电力工业是国家的基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重 要的地位。电能是一种无形的，不能大量储存的二次能源。电能的发、变、 送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持有功功率和无功率的 平衡。电力工业发展的经验告诉我们，电力系统愈大，调度运行就愈合理， 经济效益愈好，应变事故的能力就俞强，这也是我国电力工业必然的发展趋 势。然而联合电网也是由地方电力网相互联接而成的。要满足国民经济发展 的要求，电力工业必须超前发展，因此，做好电力规划，加强电网的建设十 分重要。电力规划是根据社会经济发展的需求，能源资源和负荷的分布，确 定合理的电源结构和战略布局。确立电压等级，输电方式和合理的网架结构 等，电力规划合理与否，事关国民经济的发展，直接影响电力系统今后的运 行的稳定性，经济性，电能质量的好坏和未来的发展。 关键词:地区力电网规划设计技术比较调压计算分接头 引言 根据电能生产、输送、消费的连续性，瞬时性，重要性的特点，对电力 系统的运行也必须保证对第一类负荷的不间断供电，对第二类负荷的供电可 靠性，同时，保证良好的电能质量，除此之外降低变换、输送、分配时的损 耗，保证系统虑供电的可靠性、灵活性和经济性的基础上，使方案达到最合 理化。保证良好的电能质量和较好的经济效益运行的经济性也极为重要。于 是在规划电力网时应该根据各个负荷点对电能要求的不同和保证运行的灵活 和操作时的安全来选择合适的接线方式和合理的电压等级。在选择电网设计 方案时，首先考虑系统对负荷供电的可靠性，在保证供电可靠性的基础上， 对供电的灵活性和经济性进行设计和规划。为保证供电的可靠性，对有一类 负荷的负荷点采用双回或环网供电。对于灵活性，系统主要通过变电所的接 线来实现。在本电网设计中，电压中枢点是变电所，故通过调节变电所的电 压来实现电压调整。 总之：进行电网规划设计时，要根据当地地理条件，合理选泽方案，综 合考虑。 目录
课程设计报告书题目：电力系统分析课程设计 院（系）电气工程学院 专业电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师 课程名称电力系统课程设计 课程学分 1 起始日期 2020.1.2—2020.1.6
电力系统分析课程设计任务书
一、设计目的和要求 1、设计目的 通过课程设计，使学生加强对电力体统分析课程的了解，学会查寻资料、以及分析计算等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。 2、设计要求 （1）培养学生认真执行国家法规、标准和规范及使用技术资料解决实际问题的能力； （2）培养学生理论联系实际，努力思考问题的能力； （3）进一步理解所学知识，使其巩固和深化，拓宽知识视野，提高学生的综合能力； （4）懂得电力系统分析设计的基本方法，为毕业设计和步入社会奠定良好的基础。 二、设计课题和内容 各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）： 接线，非标准变比侧Δ接T1：电阻0，电抗0.2，k=1.1，标准变比侧Y N 线； 接线，非标准变比侧ΔT2：电阻0，电抗0.15，k=1.05，标准变比侧Y N 接线； L24: 电阻0.03，电抗0.08，对地容纳0.04； L23: 电阻0.023，电抗0.068，对地容纳0.03； L34: 电阻0.02，电抗0.06，对地容纳0.032；
G1和 G2：电阻0，电抗0.15，电压1.1；负荷功率：S1=0.5+j0.2； 任务要求：当节点2发生B、C两相金属性接地短路时， 1 计算短路点的A、B和C三相电压和电流； 2 计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流； 3 计算各条支路的电压和电流。 三、设计工作要求 1、理解设计任务书，原始设计资料。 3、掌握以下设计内容及方法：电力系统组成、标幺制的原理、短路类型、短路原因、短路危害与短路计算的目的；同步发电机暂态过程、系统元件各序（正、负和零）参数计算、对称分量法原理、电力系统各序网络、不对称故障边界条件确定以及正序等效定理。最后撰写设计报告，绘图工程图，考核。 4、认真独立完成课程设计，若有抄袭他人设计课程设计或找他人代画设计图纸、代做等行为的弄虚作假者一律按不及格记成绩，并依据学校有关规定进行处理。 5、在设计周内完成所规定的设计任务，提交《课程设计报告书》一份。 四、成绩评定 1、考核办法：提交课程设计报告；回答教师所提出的问题；考勤情况。 2、成绩构成：平时考核20%，口试考核占40%，设计报告书占40%。 3、成绩评定： 成绩评定采取五级记分制，分为优、良、中、及格和不及格。由指导教师根据学生在设计中的综合情况和评分标准确定成绩。 4、评分标准 （1）优秀：遵守纪律，设计报告详实、内容认真，报告内容条理清晰，认识深刻、具体； （2）良好：遵守纪律，设计报告完整，内容完整无缺，报告充实，分析较具体； （3）中等：遵守纪律，设计报告较完整，内容比较详细，分析较具体；（4）及格：遵守纪律，设计报告完整，内容简单，分析粗浅；