电力系统自动化课程设计任务书

西安交通大学电力系统自动化课程设计报告院(部)别信息科学与电气工程学院姓名学号指导教师课程设计任务书题目电力系统自动化课程设计院(部) 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)负责人(签字)年月日目录第一章电力系统故障分析 (6)1.1电力系统故障分析作用及意义 (6)1.2电力系统故障概率 (6)1.3 电力系统故障计算的基本原则和规定 (7)1.4不对称故障分析概述 (8)1.5不对称故障分析 (8)1.6 不对称故障分析计算步骤 (9)第二章纵向不对称故障分析 (10)2.1纵向不对称故障分析 (10)2.2断路故障的简略记号 (10)2.3一相断相故障分析 (11)第三章电力系统纵向故障分析实例计算分析 (13)3.1电力系统纵向故障分析实例要求 (13)3.2理论计算 (13)3.3 Matlab计算过程 (15)3.4.电力系统故障实例仿真模型及各模块参数设置 (17)3.5仿真波形结果 (18)课程总结 (22)课程设计心得 (23)附录 (24)参考文献 (26)摘要在电力系统故障中，仅在一处发生不对称短路或断线的故障，称为简单不对称故障。

它通常分为两类：①一类叫横向不对称故障，包括两相短路、单相接地短路以及两相接地短路三种类型。

这种故障发生在系统中某一点的各相间或相与地之间，是处于网络三相支路的横向，故称为横向不对称故障。

②另一类是发生在网络三相支路的纵向，叫纵向不对称故障，包括一相和两相断相两种基本类型。

不对称故障的分析计算是故障分析的基本内容之一。

在电力系统设计和运行中，不对称故障时出现时各序对称分量以及各相电流、电压的分析计算，是选择电气设备、确定运行方式、整定继电保护、选用自动化设备和事故分析的重要依据。

在电力系统各种故障中，不对称故障所占的比例很大。

当电力系统某点发生故障时，求出故障点处电流、电压的大小和特征，以及网络中其他位置（如继电保护安装处）电流、电压的大小和特征。

电力系统自动化课程设计任务书《电力系统自动化课程设计》使命宣言设计选题（二选一）标题一：10kV配电网开关站自动切换装置及其远程监控系统原理介绍：“备自投装置”全称为“备用电源自动投切装置”的简称，它是10kv配网中常见的自动化装置。

为提高供电可靠性，10kV配电网开关站也开始设置两条互供能力的配电线路，形成电网框架，并在线路上设置备用自动切换装置和分段开关。

一旦发生事故，备用自动切换装置能快速有效地隔离故障点。

备自投装置在故障发生时具有自动“断开”功能，保障用户用电连续性。

故障排除后，备自投装置分段开关仍保持“断开”状态，无法自动复位，需巡检人员手动复位。

若在巡检人员来开闭所之前再次出现故障，则无备用电源投入使用，用户断电。

基于上述不利因素，备用自动切换装置应配备状态监测模块。

备用自动切换装置动作时，其状态监测模块获取信息并发送至远程监控中心。

远程监控中心收到信息后，立即派巡检人员到相应的开关站进行巡检复位操作。

为了更好地分析判别故障，远端控制中心在获取备自投装置动作信息的同时，还应获得开闭所电力系统状态信息，此信息也通过状态监控模块获得。

设计要求：（1）调查研究10kV配电网开关站自动切换装置的特点和功能；绘制10kV配电网开关站自动切换装置接线图。

(2)设计备自投装置状态监控模块，确定以下功能：1、操作方式2、数据采集（自行设计若干遥信量、遥测量）；3、数据通信；4、执行命令；5、其他。

(3)画出位于开闭所内的远方终端（rtu）结构框图，说明图内各模块功能。

(4)结合“执行命令”，选择数据通信规约，详细说明通信报文格式。

专题二：分励直流电机励磁控制系统仿真原理介绍：在电力系统正常运行或事故运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，优良的控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且可以有效地提高系统的技术指标。

直流励磁机的励磁系统是一种常见的励磁方式。

它依靠与发电机组同轴的直流发电机来提供励磁电流。

电力系统短路故障的计算机算法程序设计一、课程设计的目的根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完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。

二、课程设计的内容电力系统故障的计算机程序设计、编制和调试。

三、课程设计的要求1、在对称短路计算、简单不对称短路计算中任选一种进行计算；2、自选计算机语言；3、设计、编制、调试出相关的通用计算程序；4、输入/输出数据一律以文件格式形成。

（1）对称短路计算的输入/输出数据输入数据包括：节点数、支路数、故障节点、支路参数（支路首端号、支路末端号和支路电抗值）输出数据包括：节点导纳矩阵或阻抗矩阵、故障点电流、各支路电流、各节点电压（2）不对称短路计算的输入/输出数据输入数据包括：节点数、支路数、故障节点、支路参数（支路首端号、支路末端号和支路正序电抗值、支路负序电抗值、支路零序电抗值）输出数据包括：故障点电流、各支路电流、各节点电压的序分量和相分量四、考核方式1、课程设计按五级评分标准进行考核；2、课程设计成绩由三部分组成，平时成绩占据40%，课程设计报告占用30%，最后考试成绩占30%；3、平时成绩由指导教师根据学生平时完成设计的表现及能力给定。

4、设计报告成绩由指导教师根据学生完成报告的质量和学术水平给定。

5、考试成绩是当课程设计结束时，进行口试考核中，根据学生回答的水平给定。

五、参考资料1、何仰赞.电力系统分析（上）.华中科技大学出版社2、米麟书.电力系统故障的计算机辅助分析.重庆大学出版社3、短路电流实用计算方法.电力工业出版社4、周作仁.电网计算与程序设计.湖南科学技术出版社数字式准同期自动并列装置的设计一、课程设计的目的通过本次课程设计，使学生能过对数字式准同期自动并列装置有一个全面的认识，通过查阅资料，掌握准同期并列的基本原理，了解并列误差的国家标准，掌握数字式自动并列装置的硬件电路和软件，进一步锻炼学生的编程能力。

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。

电力系统分析课程设计任务书及说明书格式第一篇：电力系统分析课程设计任务书及说明书格式《电力系统分析》课程设计任务书一．设计原则1．必须遵守国家有关电气的标准规范。

2．必须严格遵守国家的有关法律、法规、标准。

3．满足电力系统的基本要求（电能质量、可靠性、经济性、负荷等级）4．必须从整个地区的电能分配、规划出发，确定整体设计方案。

二．设计目的通过课程设计进一步提高学生的收集资料、专业制图、综述撰写的能力，培养理论与实际应用结合的能力，开发独立思考的能力，寻找并解决工程实际问题的能力，为以后的毕业设计与实际工作打下坚实的基础。

三．时间安排总学时（2周）1．分析设计题目，明确设计要求，收集资料，参考文献，拟定系统方案。

（1-2天）2．独立完成初步设计方案（一般选取两个方案，并加以比较）（1-2天）3．独立完成系统方案设计及计算，如系统中所有设备的选择与校验，故障分析编程，环网分解等类型的设计等。

（1-3天）4．各阶段设计的叙述，纠正和新知识更新能力的应用（1-2天）5．编写说明书，完成最终方案。

（1-2天）6．答辩，验收。

（半天）四．课程设计基本要求 1．要求学生初步掌握工程设计的程序和方法，特别是工程中用到的电气制图标准，常用符号，计算公式和编程技巧。

2．通过独立设计一个工程技术课题，设计应用软件，充分提高运用新技术、新信息、新技术成果和装置的能力。

具体要求见各课题。

3．在设计过程中，要多思考，多分析，对设计计算内容和结果进行整理和总结。

4．完成《课程设计说明书》及相关的图，可以手写，可以计算机打印。

5．准备答辨。

课程设计说明书的格式1.封面：（请学习委统一领取并发给大家）2.标题：电力系统课程设计《……》（各人的课题标题）一．基础资料（四号黑体）1.（小标题用小四黑体）（正文用五号宋体）2.二．设计内容某部分（按设计大纲）三．六．设计内容某部分七．设计小结（总结整个设计内容）八．设计体会（总结个人在设计过程中碰到的问题及解决方法，体会，建议等）九．参考文献附录说明：一．基础资料（课题要求，相关的条例，规范等）二．～六.见各课题的要求七．设计小结（本设计通过对……的分析，提出了……设计方案，并对……进行了分析比较，从……方面考虑，最终选择了……设计方案，它具有……优点，还有……不足）从技术方面总结你的设计。

上海电机学院课程设计任务书课程名称电力系统自动化课程设计课程代码013056P1设计题目(1)同步发电机励磁系统试验研究(2)同步发电机准同期并列试验研究设计时间2016年1月11日——2016 年 1 月20 日院（系）电气学院专业电气工程及其自动化班级BG1203 一、课程设计任务汇总目的：通过理论与实践教学，使学生了解电力系统自动化的基本过程及相关问题，训练和培养学生独立思考、解决实际工程问题的能力。

任务：掌握所试验装置的结构及工作原理，能按照规范安全地进行电力系统自动化设备的操作。

能独立分析并获得试验数据。

能按照要求完成课程设计说明书的撰写。

二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求）（1）撰写课程设计说明书（说明书需包括试验装置的工作原理、试验数据、原理图、及结论）。

（2）画出一次系统原理接线图。

（3）说明书中列出试验有关的波形、数据、图表。

三、课程设计工作进度计划：第一天：分组、明确课程设计的任务、查找有关资料、书籍。

第二天：掌握试验系统的结构、原理及试验系统的使用规范。

第三天：进行系统的试验研究。

第四-六天：进行总结并撰写课程设计说明书。

第七天-第七天半：进行课程设计交流讨论并答辩。

四、主要参考资料[1] WDT-III C 电力系统综合自动化试验台使用说明书，华中科技大学.[2] 电力系统及自动化综合实验指导书，华中科技大学.[3] 孙莹, 王葵. 电力系统自动化（第1版）. 中国电力出版社, 2004.[4] 李先彬. 电力系统自动化（第3版）. 中国电力出版社, 1995.2015～2016学年第1学期《电力系统自动化》课程设计题目：同步发电机准同期并列实验院系：电气学院班级：BG1203姓名：寇明锋指导老师：郑翔2016.1目录摘要 (1)第一章实验目的与原理说明 (2)一、实验目的 (2)二、原理与说明 (2)第二章实验过程与数据记录 (3)一、机组启动与建压 (3)二、观察与分析 (3)三、手动准同期 (5)四、半自动准同期 (7)五、全自动准同期 (8)六、准同期条件的整定 (8)七、停机 (9)第三章心得体会.................................................................. 错误！未定义书签。

电力系统分析课程设计任务书（1）——高压配电网的设计一、设计内容1．潮流计算，进行变电所接入系统及用户供电线路设计：（1）根据待建变电所所供用电用户总负荷、用电用户对变电所供电可靠性要求、与系统接入点的距离，确定待建变电所接入系统方案：线路电压等级、回路数、导线规格。

（2）分析各用电用户对供电不中断可靠性的要求,确定各用电用户供电线路方案、回路数、导线规格.（3）输、供电线路，按经济电流密度选择，并应满足电晕（〉110kV 线路）、发热和电压损耗等技术要求.2．变电所电气主接线和所用电设计：（1）拟定满足供电可靠性、运行灵活性要求的主变比较方案(类型、台数、容量、型号). （2）对技术上满足要求的主变方案通过经济比较，确定待建变电所的主变方案.（3）根据所确定的主变方案和进出线回路数,通过技术分析、论证,确定待建变电所各电压等级的电气主接线型式.（4）根据待建变电所所用电方案——所用变压器台数、容量、型号和所用电接线型式。

（所用电负荷按0。

1％变电所容量计)。

3．短路电流计算：（1）为保证变电所选用的设备,在短路故障状态时的安全，采用三相短路时的电流近行校验.（2）三相短路电流的计算，采用标么制和运算曲线，计算0”、0.1” 、4”时的值。

进而计算短路电流最大值i、0.1”短路容量S和4”短路电流热容量Q，作为电气设备动稳定、开断容量、热稳定的校验。

4. 选择变电所电气设备:选择变电所的断路器、隔离开关、母线、电缆、电流互感器、电压互感器、避雷器及中性点接地设备。

二、设计成果1.设计说明书一份（1）说明要求书写整齐，条理分明、表达正确、语言简洁。

（2）扼要阐明设计内容、论证各设计内容的最终成果并附必要图表。

2.计算书一份（1）计算书内容：为各设计内容最终成果的确定提供依据所进行的技术分析、论证和定量计算，如供电线路导线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配置继电保护装置的设想等。

（2）计算书要求：计算无误，分析论证过程简单明了，各设计内容结果列表汇总。

《电力系统自动化》课程设计报告书 题目名称:无功补偿设计 学院: 专业: 机电工程学院 电气工程及其自动化 班级: 2013 级2班 学号:姓名: 指导教师:2016年12月课程设计报告书设计内容得一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。

在电力系统中，由于无功功率不足，会使系统电压及功率因素降低，从而损坏用电设备，严重时会造成电压崩溃，使系统瓦解，造成大面积停电。

另外，功率因素与电压得降低，还会使电气设备得不到充分利用，造成电能损耗增加，效率降低，限制了线路得送电能力，影响电网得安全运行及用户得正常用电。

无功补偿设备得作用：(1) 改善功率因数；⑵改善电压调节；(3)调节负载得平衡性。

三、投切开关得选取对于无功功率补偿装置来说，选择何种电容器投切执行机构，对整套装置得安全运行就是至关重要得。

目前用于电容器投切得执行元件主要有：(1) 电容器专用接触器，此类产品就是在普通接触器得基础上增加限流电阻或限流线圈得方案来限制合闸涌流。

安装接线方便，运行费用低且价格低廉。

但会产生投切涌流与关断时得过电压，仅适用于负载无功功率变化不大且不频繁操作、系统工作较平稳得场合。

(2) 晶闸管电子开关，此类产品具有电压过零投入、电流过零切除、反应速度快等特性，可实现电容器得投入无涌流、切除无过压、投切无电弧得快速动态补偿功能，该装置特别适用于电容器需要频繁投切得无功补偿场合。

但晶闸管也存在损耗大、散热差等不足，影响了无功补偿装置得可靠性，且成本相对过高。

(3) 复合开关，复合开关得工作原理就是将晶闸管与交流接触器并接,电容器投切瞬间，晶闸管工作，正常接通期间接触器可靠闭合，既有可控硅开关过零投切得优点，又有接触器无功耗得优点。

投电容器时，保证电压过零合闸；切电容时，保证电流为零关断，在保证快速投切情况下，避免了涌流、谐波注入及触点烧损现象。

而在正常工作时，利用接触在这个方面，串联电容器能自我调节。

串联电容器主要用于补偿线路得部分串联感抗，从而降低输送功率时得无功功率损耗，也就是得到较早应用得一种无功功率补偿装置。