电力工程课程设计

江西11选5_[官网首页]学科、专业:电气工程及其自动化 班级、学号: 电气 07- 100km5.6+j4.4MVA 120km 100km 70km 10.2+j6..2MVA 发电机端电压 均为117kV 潮流计算用图变压器T =0.9;变压器T =1.1;变压器T =1.1。导线型号均为LGJ-150,参数r =2.810-6 S/km。 短路计算 水电厂 水电厂火电厂 160km 80km 110km 80MVA2 x"=0.141 60MVA2 x"=0.14 100MVA2 x"=0.142 90MVA2 %=10.510.5/121 63MVA2 %=10.56.3/121 120MVA2 %=10.5121/10.5 10kV,1.5kA,x 短路电流计算用图《电力工程基础》课程设计任务书 1、电网潮流计算 (1)计算各元件参数,画出等值电路; (2)进行网络潮流计算; (3)不满足供电要求,进行调压计算。 2、地区电网短路计算 (1)绘出等值网络并化简; (2)计算各元件的标幺值,求出计算电抗; (3)计算短路后0s、0.2s、0.5s 时刻的短路电流。江西11选5_[官网首页] 3、编写设计说明书 参考资料 1、熊信银、张步涵编.电力系统工程基础.华中科技大学出版社,2008.2 2、水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册.中国电力出版社,1989.12 一,必要的理论叙述: 1)潮流计算的概念:潮流计算,就是已知电网的接线方式与参数及运行条件,计算 电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于给定不同节点的功率 和电压的潮流计算,在实际电力系统计算中,一般只能给定用户取用的功率和供电点 的电压,即需要做给定线路首端电压和末端功率的潮流计算。 2)多级电压开式电力网的潮流计算的处理方法:通常有两种处理方式,将变压器表 示为理想变压器与变压器阻抗相串联或者将变压器二次侧的所有元件参数全部归算 到一次侧,第一种方法的等值电路中虽含有不同的电压等级,但只要在各个电压级计 算中选用各级电压值,并未给实际计算带来多少困难。而且这种方法具有物理概念清 楚,不必做元件参数的归算,且能直接求得各节点的实际电压等优点,使用起来比较 方便。 3)开式网闭式网的概念:负荷可以从两个及两个以上方向获得电能的电力网称为闭 式网,只能从一个方向获得能量的称为开式网。江西11选5_[官网首页]闭式电力网与开式电力网相比,计算 的主要困难在于,闭式电力网的功率分布,甚至某些支路的功率方向亦是不确定的。江西11选5_[官网首页] 闭式网的计算方法:工程上通常分两步计算,即首先确定不计网络损耗时网络中 的功率分布,此为初步潮流分布计算。然后在此基础上,将闭式电力网拆成开式网络, 再确定网络损耗时的功率和电压分布,此为最终潮流分布计算。 4)考虑网络损耗时的两端供电电网功率和电压分布计算:在电力网中,功率由两个 方向流入节点称为功率分点,并用黑色实心三角符号标出。功率分点是全网电压的最 低点。在功率分点处将两端供电网络拆成两个开式网。 5)无限大功率系统的短路电流计算:系统端电压取平均额定电压,端电压标幺值为 一,短路周期分量标幺值为无限大功率系统对短路点的组合电抗的标幺值。 6)网络化简方法:等值电势法,星网变换法和利用电路的对称性化简网络。 7)应用计算曲线计算短路电流:为方便工程计算,采用概率统计方法绘制出一种短 路电流周期分量随时间和短路点距离变化的曲线,称为计算曲线。应用计算曲线来确 定任意时刻短路电流周期分量有效值的方法,称为计算曲线法。计算曲线法的应用, 就是在计算出以发电机额定容量为基准的计算电抗后按计算电抗和所要求的短路发 生后某瞬刻,从计算曲线或相应的数字表格查得该时刻短路电流周期分量的标幺值。江西11选5_[官网首页] 8)发电机合并的主要原则:距短路点电气距离大致相等的同类型发电机可以合并, 远离短路点的不同类型发电机可以合并,直接与短路点相连的发电机应单独考虑,无 限大功率系统因提供的短路电流周期分量不衰减而不必查计算曲线,应单独计算。 9)具体计算曲线法计算步骤:做等值网络,进行网络变换,求计算电抗,求某时刻 短路电流周期分量标幺值,计算短路电流周期分量有名值。 10)循环功率:循环功率的产生是由于两端供电电源的电压相量差所致,也可能 产生于含有变压器的环网中。两变压器的变比不匹配,或取用不同的电压抽头,当网 络空载,且开环运行时,开口两侧将有电压差,闭环运行时,网络中将出现循环功率。江西11选5_[官网首页] 11)运算负荷:工程上计算为了简化网络,常把出于某一节点的所有功率合成一 个负荷功率,并称做运算负荷。江西11选5_[官网首页] 二,潮流计算: 1)参数计算: 变压器T1,T2: RT1=RT2=(Pk*UN*UN*1000)/(SN*SN)=(110x110x110x110)/(16000x16000) =5.19Ω XT1 16000)=79.406ΩSyt1=P0+jQ0=(P0/1000)+j[(I/100)*(SNT1/1000)]=(18.51/1000)+j[(0.9/100) x(16000/1000)]=0.1851+j0.176MV.A 变压器T3: Pk=( )x52=46.3KWRT3=(Pk*UN*N*1000)/(SN*SN)=(46.3x110x110x1000)/(8000x8000)=8.75Ω XT3=(UK()*UN*UN*1000)/(100*SN)= (10.5x110x110x1000)/(100x8000)=158.8Ω Syt3=P0+jQ0=(P0/1000)+j[(I/100)*(SNT3/1000)]=(9.76/1000)+j[(1.1/100) x(8000/1000)]=0.00967+j0.088MV.A 变压器T4: Pk=(/32) x62=23.126KW RT4=(Pk*UN*N*1000)/(SN*SN)=(23.126x110x110x1000)/(16000x16000)=1.09 RT4=0.5x1.09=0.545ΩXT4=(UK()*UN*UN*1000)/(100*SN)= (10.5x110x110x1000)/(100x16000)=79.4Ω XT4=0.5x79.4=39.7Ω Syt4=P0+jQ0=(P0/1000)+j[(I/100)*(SNT4/1000)]=(11.6/1000)+j[(1.1/100) x(16000/1000)]=0.0116+j0.176MV.A 线路1(120km): R1=r0*L1=0.21x120=25.2Ω X1=x0*L1=0.4x120=48Ω B1=b0*L1=0.0000028x120=0.000336S 0.5Q1j=0.5x0.000336x110x110j=2.0328 线路2(100km): R2=r0*L2=0.21x100=21Ω X2=x0*L2=0.4x100=40Ω B2=b0*L2=0.0000028x100=0.00028S 0.5Q2j=0.5x0.000336x110x110j=1.694j 线路3(100km): R3=r0*L3=0.21x100=21Ω X3=x0*L3=0.4x100=40Ω B3=b0*L3=0.0000028x100=0.00028S 0.5Q3j=0.5x0.000336x110x110j=1.694j 线路4(70km): R4=r0*L4=0.21x70=14.7Ω X4=x0*L4=0.4x70=28Ω B4=b0*L4=0.0000028x70=0.000196S 0.5Q3j=0.5x0.000196x110x110j=1.1858j 运算负荷计算: ST3=(5.6x5.6+4.4x4.4)(R3+jX3)/(110x110)=0.004191735X(8.75+j158.87)=0.03667+j0.66594MV.A S3=S1+ST3+S3-0.5j(Q1+Q2) =(5.6+j4.4)+(0.03667+j0.66594)+(0.00976+j0.088)-j(2.0328+1.694) =5.64643+j1.42714MV.A ST4=(10.2x10.2+6.2x6.2)(R4+jX4)/(110x110)=0.011775206x(0.545+j39.7) =0.006417+j1.42714MV.A S4= S2+ST4+S4-0.5j(Q3+Q4) =(10.2+j6.2)+(0.006417+j0.4674)+(0.0116+j0.176)-j(1.694+1.1858) =10.222417+j3.9636MV.A 功率分布: Sa=[S1*(r0-jx0)*L2]/[(r0-jx0)*L1+(r0-jx0)*L2] =S1*L2/(L1+L2)=[100/(100+120)] x(5.64643+j1.42714) =2.566+j0.6485MV.A Sb= S1*L1/(L1+L2)=[120/(100+120)] x(5.64643+j1.42714) =3.08+j0.77864MV.A Sa"= S2*L4/(L3+L4)=[70/(100+70)] x(10.222417+j3.9636) =0.4545x(10.222417+j3.9636) =4.2091+j1.632MV.A Sb"= S2*L3/(L3+L4) [100/(100+70)] x(10.222417+j3.9636) =6.0133+j2.2805MV.A Sa=Sa+Sa"=(2.566+j0.6485)+(4.2091+j1.632) =6.7751+J2.3316MV.A Sb=Sb+Sb"=(3.08+j0.77864)+(6.0133+j2.3316) =9.0933+j3.11MV.A ST1=(6.7751x6.7751+2.28x2.28)(R1+jX1)/(110x110)=0.00422x(5.19+j79.406) =0.0219+j0.3353MV.A SG1=Sa+Syt1+ST1 =(0.1851+j0.176)+(0.0219+j0.3353)+(6.7751+j2.2805) =6.9821+j2.7918MV.A ST2=(9.0933x9.0933+3.11x3.11)(R2+jX2)/(110x110)=0.007633x(5.19+j79.406) =0.0219+j0.3353MV.A SG2=Sb+Syt2+ST2 =(0.0396+j0.6061)+(9.0933+j3.11)+(0.1851+j0.176) =9.318+j3.8921MV.A 电压分布: U=121KV SG1=6.9821+j2.7918 =(6.9821x5.19+2.7918x79.406)/121=2.1315KV U1=U-U=121-2.1315=118.868KV SG2=9.318+J3.8921 =(9.318x5.19+3.8921x79.406)/121=2.9538KV U2=U-U=121-2.9538=118.0462KV S1=Sa+0.5jQ1=(2.566+j0.6485)+j2.0328 =2.566+j2.6813 U1=(P*R+Q*X)/U1=(25.2x2.566+2.6813x48)/118.868 =1.6267KV U1=U1-U1=118.868-1.6267=117.24KV S2=Sb+0.5jQ2=(3.08+j0.77864)+j1.694 =3.08+j2.472 U2=(P*R+Q*X)/U2=(3.08x21+2.472x40)/118.0462 =1.5136KV U2=U2-U2=118.0462-1.5136=116.532KV S3=S3+0.5j(Q1+Q2) =(5.64643+j1.42714)+j(2.0328+1.694) =5.64643+j5.15394 U3=(P*R+Q*X)/U1=(5.64643x8.75+5.15394x158.8)/117.24 =7.402351KV U3=U1-U3=117.24-7.402351=109.837KV U=U3/k=109.837/(110/6.6)=6.59KV S4=Sa"+0.5jQ3=(4.2091+j1.632)+j1.694 =4.2091+j3.326 U4=(P*R+Q*X)/U1=(4.2091x21+3.326x40)/118.868 =1.862831KV U4=U1-U4=118.868-1.8628.31=117.0051KV S5"=Sb"+0.5jQ4=(4.2091+j1.632)+j1.1858 =4.2091+j2.8178 U5=(P*R+Q*X)/U2=(4.2091x14.7+2.8178x1.1858)/118.0462 U5=118.0462-1.1925=116.853KV S6=S4+0.5j(Q3+Q4) =(10.222417+j3.9636)+j(1.1858+1.694) =10.222417+j6.8434 U6=(P*R+Q*X)/U4=(10.22417x1.09+6.8434x79.4)/117.0051 =4.739181408KV U6=U4-U6=117.0051-4.739181408=112.2659KV U=U6/k=112.2659/(110/10.5)=10.711KV 三,地区电网短路计算: 各元件的型号和参数为:发电机G1,G2 为汽轮发电机,单台容量为60MVA, =0.14,发电机G3,G4 为水轮发电机,单台容量为80MVA, =0.141,G5,G6为水轮发电机,单台容量 为100MVA, =0.142,变压器T1,T2单台容量为63MVA, (%)=10.5,变压器T3,T4 单台容量为90MVA, (%)=10.5,母线电抗器为10KV,1.5KA, 作等值网络,取Sd=100MV.A,Ud=Uav,各电抗的标幺值为发电机:G1,G2 x1=x2=0.14x(100/60)=0.2333 发电机:G3,G4 x3=x4=0.141x(100/80)=0.176 发电机:G5,G6 x5=x6=0.142x(100/100)=0.142 变压器:T1,T2 x7=x8=0.105x(100/63)=0.1666 变压器: T3,T4 x9=x10=0.105x(100/90)=0.1166 变压器: T5,T6 x11=x12=0.105x(100/120)=0.0875 线路: L1 14 =0.44x80x100/(115x115)=0.26616L2 15 =0.44x110x100/(115x115)=0.36597L3 16 =0.44x160x100/(115x115)=0.53232电抗器L:X=(7/100) x10/(1.732x1.5) x100/(6.3x6.3) =0.67885 化简网络,求各电源对短路点的转移电抗先对电力系统图分析,由火电厂组成的等值电路对K 点具有对称关系,因此,发电机组G1G2 机端等电位,可将其短接并除去电抗器支路。G1G2 可合并成等值发电机组,G3G4G5G6 其中17 )=0.14718 =0.5(11 =0.4819 )=0.147做Y-变换,并除去电源间的转移电抗支路,得到: 20 =0.266+0.147+(0.266*0.147)/0.532=0.48621 =0.266+0.532+(0.266*0.532)/0.147=1.76各等值发电机对短路点的转移电抗分别为: 等值发电机: 1,2 =1.76查计算曲线数字表,求短路电流周期分量标幺值 火电厂 G1G2 应查汽轮发电机的计算曲线,水电厂应查水轮发电机的计算曲线。无线大 功率系统所提供的短路电流即为其转移电抗的倒数 查曲线数字表求短路电流的标幺值:短路计 算时间 电流值提供短路电流的机组 短路点 总电流 (KA) G1G2(XC=0.126 8.341.382 0.919 0.568 7.338 有名值 5.02 1.11 0.923 0.285 0.2 5.0391.32 0.920 0.568 5.304 有名值 3.035 1.06 0.924 0.285 0.5 3.9181.41 0.995 0.568 4.774 有名值 2.36 1.13 0.999 0.285 计算短路电流的有名值: =(2*80)/(1.732x115)= 0.8032KA =(2x100)/(1.732x115)=1.0041KAId=100/(1.732x115)=0.502KA 化简网络,求各电源对短路点的转移电抗,先对电力系统图进行分析,与短路点直接相连的 G1G2 单独合并,无限大功率电源单独一组,距离较远的两组水轮机分别合并为一 变换:其中 1k =0.66,3k =0.115计算各电源的电抗: G1,2 Xc=0.115x(2x60)/100=0.138 G3,4 Xc=0.66x(2x80)/100=1.056 G5,6 Xc=0.57x(2*100)/100=1.14 查曲线数字表求短路电流的标幺值: 短路计 算时间 电流值提供短路电流的机组 短路点 总电流 (KA) G1G2(XC=0.138) G3(XC=1.056) G5G6(XC=1.14) 7.7181.009 0.919 6.14 有名值 4.45 0.766 0.923 0.2 4.8781.002 0.920 4.50 有名值 2.81 0.762 0.924 0.5 3.8291.084 0.995 4.304 有名值 2.21 0.826 0.999 计算短路电流的有名值: =(2*80)/(1.732x115)= 0.8032KA =(2x100)/(1.732x115)=1.0041KAId=100/(1.732x115)=0.502KA 结论通过这次课程设计,查阅了学府书店的有关书目,发现类似的内容以及习题都很少,只 有通过研究课本知识点以及习题并与班级同学进行交流,渐渐找到规律,才能学会两端供 电闭式电力网的潮流计算和三相短路计算。自己的领悟能力比较有限,需要很久才能领悟 事情的本质。 对于短路计算,我和一部分同学有不同意见,我不赞同认为两种短路是同时短路,而 是分别计算两个时刻的短路。在并联电抗器处的短路,我起初认为不能除去无限大功率电 源,后来同学说距离太远可以忽略,这样大大简化了计算复杂度。同时我认为在此处并联 电抗器应该除去,两个电源均短路。 五,参考资料 1、熊信银、张步涵编.电力系统工程基础.华中科技大学出版社,2008.2

电力工程课程设计,电力系统

文档格式:
.doc
文档页数:
13页
文档大小:
1011.5K
文档热度:
文档分类:
建筑/环境 --  电气安装工程
文档标签:
电力 电力网 工程 变压器 功率分 课程 电力工程 课程设计

更多>> 相关文档

页面底部区域 foot.htm