课程设计任务书

科学技术学院

SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF

NANCHANG UNIVERSITY

《电力系统暂态分析》课程设计报告

REPORT ON ENGINEERING TRAINING

题 目： 电力系统暂态分析课程设计任务书

学科部、系： 信息学科部自动化系

专业班级：电气工程及其自动化111班

学 号： 7022811002

学生姓名： 章松松

指导教师： 黄灿英 吴敏

起讫日期： 2013.12.23——2013.12.27

题目：电力系统暂态分析课程设计任务书

专业班级：电气111班 学号：7022811002 姓名：章松松 指导老师：黄灿英 吴敏

摘要

根据给定的资料设计一个电力系统网络的主接线形式并且进行三相对称短路计算和三相不对称短路计算。变电站A的电气主接线形式采用的是双母线接线形式，发电厂2的电气主接线形式采用的是双母线接线形式，110kV系统的电气主接线形式采用的是双母分段接线形式，发电厂1的电气主接线形式采用的是单母线接线形式。短路计算是电力系统最基本最常用的计算。在本设计任务书中，三相对称短路计算采用的是输入阻抗法，三相不对称短路计算采用的是对称分量法。这两种方法在短路计算中都比较重要。

关键词：电气主接线，对称短路计算，不对称短路计算，对称分量法

目录

第一章 设计任务与要求 ……………………………………………………………………1

1.1 原始资料 …………………………………………………………………………1

1.1.1 发电厂、变电所相对地理位置………………………………………………1

1.1.2 发电厂技术参数………………………………………………………………1

1.1.3 负荷数据及有关要求…………………………………………………………1

1.2 设计任务 …………………………………………………………………………2

第二章 电气主接线的设计 …………………………………………………………………3

2.1 主接线方案的拟定与选择 ………………………………………………………3

2.2 主变压器的选择 …………………………………………………………………3

2.3 绘制电气主接线图 ………………………………………………………………3

第三章 短路计算 ……………………………………………………………………………5

3.1 三相对称短路计算 ………………………………………………………………5

3.2 三相不对称短路计算 ……………………………………………………………8

3.2.1 单相短路接地计算 …………………………………………………………10

3.2.2 两相短路计算 ………………………………………………………………12

3.2.3 两相短路接地计算 …………………………………………………………13

第三章 课程设计心得体会 ………………………………………………………………16

参考文献 ……………………………………………………………………………………17

- 1 -

第一章 设计任务与要求

1.1 原始资料

1.1.1 发电厂、变电所相对地理位置

单位：km

图1.1 发电厂、变电所相对地理位置图

1.1.2 发电厂技术参数

装机台数、容量：4×50(MW)

额定电压(KV)：10.5KV

额定功率因数cos0.8e

最小运行方式为三台机运行

1.1.3 负荷数据及有关要求

- 2 -

表1.1 负荷数据

1.2 设计任务

根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计：

（1） 拟定电力网初步接线方案。

（2） 发电厂、变电所主变压器选择。

（3） 三相短路计算。

（4） 不对称短路计算。

- 3 - 第二章 电气主接线的设计

2.1 主接线方案的拟定与选择

电气主接线形式主要有有汇流母线接线和无汇流母线接线，有汇流母线的接线形式又可分为单母线接线和双母线接线两大类，无汇流母线接线形式主要有桥形接线、角形接线、和单元接线。单母线接线的优点是：接线简单，操作方便，设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点是：可靠性差，调度不方便。单母线接线一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。双母线接线的优点是：供电可靠，调度灵活，扩建方便。缺点是：设备较多，经济投资多。双母线分段接线有双母线接线的全部优点，并且供电可靠性比双母线更高。缺点是：经济投资比双母线接线更高。桥形接线主要适用于只有两台变压器和两条线路的情况，桥形接线又可分为内桥接线和外桥接线。内桥接线一般适用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。外桥接线一般适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。角形接线需要的断路器比较多，经济投资较大。单元接线需要的变压器比较多，经济投资比较大。

由表1.1可得，变电所A能输出的最大功率为max45015217.650.85ASMVA，发电厂1能输出的最大功率为1max45035183.330.9SMVA，发电厂2能输出的最大功率为2max45015205.560.9SMVA。说明在这个110kV电力系统中变电所A、发电厂2和发电厂1的最大容量与系统总容量的比值依次减小，故其重要性也依次降低。发电厂2的年利用小时数为5500小时，发电厂1和变电站A的年利用小时数均为5000小时，一般来说，发电厂2承担的负荷主要为基荷，发电厂1和变电站A承担的负荷主要为腰荷。

综上分析，110kV系统对变电站A和发电厂1的供电可靠性的要求比发电厂2的供电可靠性的要求高。故变电站A和发电厂2可选择双母线接线的接线形式，发电厂1可选择单母线接线的接线形式，110kV系统可选择双母线分段接线形式。

2.2 主变压器的选择

变电所A的主变压器最小额定容量为minmax0.7152.36NASSMVA，发电厂1的主变压器最小额定容量为1min1max0.7128.33SSMVA，发电厂2的主变压器最小额定容量为2min2max0.7143.89SSMVA。考虑到市场变压器的型号规格及供货情况，变电所A的主变压器选择两台额定容量为180ANSMVA，变比为10.5/115kV，短路电压百分数为%10.5sU的两台变压器，发电厂1的主变压器选择两台额定容量为1150NSMVA，变比为10.5/115kV，短路电压百分数为%10.5sU的变压器，发电厂2的主变压器选择两台额定容量为2150NSMVA，变比为10.5/115kV，短路电压百分数为%10.5sU的变压器。

2.3 绘制电气主接线图

根据主接线形式和变压器的选择，可绘制电气主接线图如图2.1。

- 4 -

图2.1 电气主接线图

- 5 - 第三章 短路计算

3.1 三相对称短路计算

电气主接线如图2.1，等值电路图如图3.1，等值电路图的化简过程如图3.2。在f点发生三相对称短路。

图3.1 等值电路图

- 6 - （a）

（b）

（c）

(d) (e)

(f)

图3.2 等值电路图的化简过程图（a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)

计算电流：

在等值电路图及其化简过程图中各电抗的标幺值如下：

- 7 - 110000.16826.8850/0.8x 210.510000.583100180x 310.510000.7100150x

421000420.41.27115x 521000600.41.81115x 621000400.41.21115x

721000650.41.97115x 8116.724xx 9210.2922xx

10310.352xx 11897.01xxx 128107.07xxx

130.403x 140.269x 150.403x

160.403x 1712147.34xxx 1811157.413xxx

19131718////0.337xxxx 2016190.74xxx 1120//0.669xxx

11.49fIx 201~4f201110.03564GxIIxx

1317115~8f2011131718//10.01654//GxxxIIxxxxx

1813119~12f2011131718131710.0167//4GxxxIIxxxxxxx181711f201113171813171.21//xxxIIxxxxxxx系统

有名值：

短路点电流： 10001.497.483115fIkA

各发电机送至短路点的电流：1~410000.03560.1793115GfIkA

5~810000.01650.08283115GfIkA

9~1210000.01670.08383115GfIkA

系统送至短路点的电流： 1000=1.21=6.073115IkA系统