4級(jí)電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)學(xué)院：電氣工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣F1401-F1406班指導(dǎo)教師：邵銳起止日期：2016.12.26~2016.12.31年月日

一、設(shè)計(jì)目的根據(jù)所給的電力系統(tǒng)，編制計(jì)算程序，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)試，最后完成一個(gè)切實(shí)可行的電力系統(tǒng)計(jì)算應(yīng)用程序。通過自己設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)計(jì)算程序，使同學(xué)們對(duì)電力系統(tǒng)分析有進(jìn)一步的理解，學(xué)會(huì)自主查詢資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、分析結(jié)果等技巧，從而進(jìn)一步提高學(xué)生們分析、解決實(shí)際問題的能力。二、設(shè)計(jì)要求1、根據(jù)給定的運(yùn)行條件，確定系統(tǒng)潮流計(jì)算時(shí)各節(jié)點(diǎn)的類型、待求量；2、求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；3、給出潮流方程或功率方程；4、列出程序框圖、并對(duì)算例進(jìn)行計(jì)算；5、分析計(jì)算結(jié)果三、設(shè)計(jì)內(nèi)容課題一：（一）原始資料某六節(jié)點(diǎn)、環(huán)網(wǎng)、兩電源和多引出的電力系統(tǒng)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖如圖1所示，其等值阻抗圖如圖2所示。請(qǐng)運(yùn)用以直角坐標(biāo)表示的牛頓-拉夫遜計(jì)算系統(tǒng)的潮流分布。計(jì)算精度要求各節(jié)點(diǎn)電壓的誤差或修正量不大于圖1電力系統(tǒng)圖圖2系統(tǒng)等值電抗圖（二）設(shè)計(jì)任務(wù)：1、寫出計(jì)算基本步驟；2、畫出牛頓法程序框圖，運(yùn)用matlab編程計(jì)算并分析；3、繪制系統(tǒng)功率分布圖；

課題二：（一）原始資料某電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖如圖3所示圖3電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖圖3所示的系統(tǒng)中點(diǎn)發(fā)生三相短路故障，分析與計(jì)算產(chǎn)生最大可能的故障電流和功率。（1）發(fā)電機(jī)參數(shù)由表1查得。發(fā)電機(jī)G1：額定的有功功率110MW，額定電壓UN=10.5kv；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值，功率因數(shù)。發(fā)電機(jī)G2：火電廠共兩臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組參數(shù)為額定的有功功率25MW；額定電壓UN=10.5kv；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值，功率因數(shù)。表1發(fā)電廠主要參數(shù)（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）（2）變壓器銘牌參數(shù)由表2查得表2變壓器銘牌參數(shù)表（3）線路參數(shù)由表3和表4查得表3表4（二）設(shè)計(jì)任務(wù)：1、根據(jù)原始數(shù)據(jù)，計(jì)算元件基本參數(shù)；2、由短路點(diǎn)位置及短路類型，繪制等值電路；3、化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)，手算短路電流；4、用計(jì)算機(jī)算法，matlab，求短路電流及相關(guān)參數(shù)；5、分析計(jì)算結(jié)果；

題目三：（一）原始資料電力系統(tǒng)圖如圖4所示，輸電線路、電力變壓器、系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及負(fù)載的參數(shù)均標(biāo)注在圖中，系統(tǒng)圖K3點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路（兩相短路、單相短路）和三相短路故障，編程分析與計(jì)算各種故障狀態(tài)的短路電流與短路功率。圖4電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖（1）發(fā)電機(jī)參數(shù)由表1查得。（2）變壓器銘牌參數(shù)從表2查得。（3）線路參數(shù)由表3和表4查得。（二）設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)原始數(shù)據(jù)，計(jì)算元件基本參數(shù)；2、由短路點(diǎn)位置及短路類型，繪制等值電路；3、化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)，手算短路電流；4、編程分析與計(jì)算各種故障狀態(tài)的短路電流與短路功率；5、分析計(jì)算結(jié)果；

題目四：原始資料電力系統(tǒng)接線如下圖5所示。S1，S2為無窮大電源系統(tǒng)，電抗為零。發(fā)電機(jī)G1-G2為汽輪發(fā)電機(jī)，每臺(tái)400MVA，xd‘’=0.285，負(fù)序電抗x2=0.29；發(fā)電機(jī)G3為水輪發(fā)電機(jī)，280MVA，xd‘’=0.203，負(fù)序電抗x2=0.22；變壓器T1、T2，每臺(tái)410MVA，Vs%=14.6，x0≈x1；T3變壓器，260MVA，Vs%=14.1，x0≈x1；T4變壓器，360MVA，Vs%=8.3，x0≈x1；L1線路，180km，x1=0.405Ω/km，x0≈3x1；L2線路，220km，x1=0.33Ω/km，x0≈3x1；L3線路，95km，x1=0.405Ω/km，x0≈3x1；圖5電力系統(tǒng)接線圖（二）設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的原始參數(shù)1、進(jìn)行三相短路電流計(jì)算：包含制定等值網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)計(jì)算；短路電流計(jì)算曲線的應(yīng)用；故障點(diǎn)短路電流計(jì)算；2、電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路電流計(jì)算：包含對(duì)稱分量法的應(yīng)用，各序網(wǎng)絡(luò)的制定，不對(duì)稱短路的分析；3、結(jié)論并分析；4、寫出設(shè)計(jì)心得；

題目五：原始資料1、系統(tǒng)接線如圖6所示。圖6系統(tǒng)接線圖2、500kV變電站以外的系統(tǒng)以一個(gè)等值發(fā)電機(jī)代替。系統(tǒng)中包含發(fā)電廠、變電站、及其間的聯(lián)絡(luò)線路。變壓器：兩個(gè)220kV變電站均采用參數(shù)一致的三繞組變壓器，具體參數(shù)如表5所示。表5220kV變電站參數(shù)表高壓側(cè)繞組中壓側(cè)繞組低壓側(cè)繞組容量12012060（120）電壓220110(121)10.5110kV及以下的變電站的變壓器省略，即可將負(fù)荷直接掛在110kV母線上。而110kV升壓變只計(jì)所給參數(shù)。參數(shù)如表6所示。表6110kV變電站參數(shù)表序號(hào)變電站名容量X1X01A16\\2B28\\3C120\\5D63\\6E20\\7G31.5\\8F12.5+31.5\\9水電站130MW、2*20MVA0.822500.5250010水電站272MW、3*31.5MVA0.344440.3333311水電站324MW、31.5MVA1.033330.3333312水電站54*7.5MW、2*20MVA1.033330.3333313水電站418MW、30MVA1.283331.0500014火電廠50MW、31.5+40MVA0.482850.26250線路：具體參數(shù)如表7和表8所示。表7220kV線路參數(shù)表序號(hào)線路名稱導(dǎo)線牌號(hào)線路長(zhǎng)度km1ML2x240102ML2x240103MH2x3005表8110kV線路參數(shù)表序號(hào)線路名稱導(dǎo)線牌號(hào)線路長(zhǎng)度km1水電站1水電站2150302AB95803BC9514水電站4C150655BD95636CD240607水電站2C240758ED24014.79水電站3D15010.510水電站5T節(jié)點(diǎn)705.511T節(jié)點(diǎn)D70512T節(jié)點(diǎn)G240513HF1503.914HD185715水電站2L240/213016LG2401017DF150418火電廠D2401（3）發(fā)電機(jī):各發(fā)電機(jī)的參數(shù)如表9所示：表9發(fā)電機(jī)參數(shù)表Xd’’Xq’’裝機(jī)容量功率因數(shù)水電站10.1740.174300.85水電站20.1740.174720.85水電站30.1740.174240.85水電站50.1740.174300.85水電站40.1740.174180.85華鑫電廠0.1740.17450.85出力情況：水力發(fā)電機(jī)豐大出力70%,枯大出力20%?；鹆Πl(fā)電機(jī)豐大出力80%,枯大出力80%。負(fù)荷:各110kV變電站豐大負(fù)荷按該站變電容量的50%估算，枯大負(fù)荷按該站變電容量的60%估算。兩個(gè)220kV變電站的低壓側(cè)上各掛10MW的負(fù)荷，中壓側(cè)各掛20MW負(fù)荷。功率因素均為0.95。(5)并聯(lián)電容器:兩個(gè)220kV變電站的低壓側(cè)上均裝設(shè)并聯(lián)補(bǔ)償。補(bǔ)償總量按該站變電容量的20%裝設(shè)，分組原則以每組電容器的容量不超過10MVar且經(jīng)濟(jì)性較好為準(zhǔn)。（二）設(shè)計(jì)任務(wù)1、手動(dòng)畫出該系統(tǒng)的電氣一次接線圖，建立實(shí)際網(wǎng)絡(luò)和模擬網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系。2、根據(jù)已有資料，先手算出各元件的參數(shù)，后再用Matlab表格核算出各元件的參數(shù)。3、潮流計(jì)算1）對(duì)兩種不同運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計(jì)算，注意110kV電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行。2）注意將電壓調(diào)整到合理的范圍110kV母線電壓控制在106kV～117kV之間;220kV母線電壓控制在220kV～242kV之間題目六：（一）原始資料1、系統(tǒng)接線如圖7所示。圖7系統(tǒng)接線圖2、500kV變電站以外的系統(tǒng)以一個(gè)等值發(fā)電機(jī)代替。系統(tǒng)中包含發(fā)電廠、變電站、及其間的聯(lián)絡(luò)線路。（1）變壓器：兩個(gè)220kV變電站均采用參數(shù)一致的三繞組變壓器，具體參數(shù)如表10所示。表10220kV變電站參數(shù)表高壓側(cè)繞組中壓側(cè)繞組低壓側(cè)繞組容量12012060（120）電壓220110(121)10.5110kV及以下的變電站的變壓器省略，即可將負(fù)荷直接掛在110kV母線上。而110kV升壓變只計(jì)所給參數(shù)。參數(shù)如表11所示。表11110kV變電站參數(shù)表序號(hào)變電站名容量X1X01A16\\2B28\\3C120\\5D63\\6E20\\7G31.5\\8F12.5+31.5\\9水電站130MW、2*20MVA0.822500.5250010水電站272MW、3*31.5MVA0.344440.3333311水電站324MW、31.5MVA1.033330.3333312水電站54*7.5MW、2*20MVA1.033330.3333313水電站418MW、30MVA1.283331.0500014火電廠50MW、31.5+40MVA0.482850.26250（2）線路：具體參數(shù)如表12和表13所示。表12220kV線路參數(shù)表序號(hào)線路名稱導(dǎo)線牌號(hào)線路長(zhǎng)度km1ML2x240102ML2x240103MH2x3005表13110kV線路參數(shù)表序號(hào)線路名稱導(dǎo)線牌號(hào)線路長(zhǎng)度km1水電站1水電站2150302AB95803BC9514水電站4C150655BD95636CD240607水電站2C240758ED24014.79水電站3D15010.510水電站5T節(jié)點(diǎn)705.511T節(jié)點(diǎn)D70512T節(jié)點(diǎn)G240513HF1503.914HD185715水電站2L240/213016LG2401017DF150418火電廠D2401（3）發(fā)電機(jī):各發(fā)電機(jī)的參數(shù)如表14所示：表14發(fā)電機(jī)參數(shù)表Xd’’Xq’’裝機(jī)容量功率因數(shù)水電站10.1740.174300.85水電站20.1740.174720.85水電站30.1740.174240.85水電站50.1740.174300.85水電站40.1740.174180.85華鑫電廠0.1740.17450.85出力情況：水力發(fā)電機(jī)豐大出力70%,枯大出力20%?；鹆Πl(fā)電機(jī)豐大出力80%,枯大出力80%。（4）負(fù)荷:各110kV變電站豐大負(fù)荷按該站變電容量的50%估算，枯大負(fù)荷按該站變電容量的60%估算。兩個(gè)220kV變電站的低壓側(cè)上各掛10MW的負(fù)荷，中壓側(cè)各掛20MW負(fù)荷。功率因素均為0.95。（5）并聯(lián)電容器:兩個(gè)220kV變電站的低壓側(cè)上均裝設(shè)并聯(lián)補(bǔ)