复杂电网三相短路计算的MATLAB仿真电力系统分析课设报告Word格式.docx
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复杂电网三相短路计算的MATLAB仿真电力系统分析课设报告Word格式.docx
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四、进程安排
12月25日至12月26日完成第一阶段设计内容
12月27日至12月28日完成第二阶段设计内容
12月29日完成第三阶段设计内容
五、主要参考资料
[1]李光琦等•《电力系统暂态分析》
[2]刘万顺•《电力系统故障分析》
[3]牟道槐•《发电厂变电站电气部分》.重庆大学出版社,1996年4月
[4]卢文鹏,吴佩雄.《发电厂变电所电气设备》.中国电力出版社,2005.1
[5]熊信银,范锡普《发电厂电气部分》.中国电力出版社,2004年9月(十五规戈U教材)
摘要1
一、设计内容及要求2
二、设计要点2
三、主要技术关键的分析2
四、计算步骤整理5
1.标幺值的计算5
2.形成阻抗矩阵6
课程设计报告总结13
参考文献13
摘要
随着电力工业的发展,用电负荷的不断增加,电力系统的规模随之越来越大,这就为电力系统的分析计算增加难度,而电力系统分析计算在现代社会则显得愈加重要,尤其对于故障情况时,能够及时快速的切除故障提供依据。
本次课程设计从电力系统分析的基础知识出发,对电力系统的网络图进行简化,进行分析,运用支路追加法计算其阻抗矩阵、利用因子表分解法求解因子表、由阻抗矩阵和因子表计算任意支路短路故障点短路时的短路电流。
并对计算结果进行对比分析,回代验证其正确性,进而完成电力系统的计算部分。
关键词:
电力系统复杂电网支路追加法
一、设计内容及要求第一阶段:
学习阻抗矩阵及导纳矩阵,学习利用支路追加法形成阻抗矩阵的方法,学习因子表法求解导纳矩阵的方法;
第二阶段分析目标电网,生成计算模型,确定设计方法;
第三阶段:
根据前两阶段的成果,生成复杂电网的计算矩阵及因子表,并完成手工计算过程;
上机实验,利用MATLAB^证生成矩阵的正确性,并验证短路电流计算结果的正确性,完成课程设计说明书,写明整个设计流程;
修改课程设计说明书,参加答辩、完成课程设计。
二、设计要点
本课程设计的要点是
2.学习复杂电网三相短路电流的计算方法,学习阻抗矩阵及导纳矩阵的含义及生成方法,学会通过支路追加法形成阻抗矩阵。
4.学会使用MATLA短路电流计算程序进行仿真。
三、主要技术关键的分析
如下图所示复杂电网,通过对复杂电网的阻抗计算及化简,生成等效阻抗计算模型,按照图中编号的顺序,利用支路追加法,形成节点阻抗矩阵。
题目一:
计算④点短路时,故障点的短路电流及所有10kV线路的电流。
题目二:
1.计算⑤点短路时,故障点的短路电流及56、57、67线的电流。
2.要求提供电网原始数据图,化简等效后的阻抗图,生成阻抗矩阵的方法流程,计算电流的结果,Matlab程序的仿真计算过程及结果,数据的分析。
的机
弓=300MFcos^0.85x^%=35.3轴二6炉
弘=120/120Afra
6/10^
#1变
^=120/120MK4
6门测
②10kVfeth
®
1OkV母线
#1机
马=300M^cos<
p=085
爲二}20/1
6/110^ZI
i;
10kVi^it
12
^=120/120M7<
4
Ctt10/110^
関汀_缶&
30
粗机
马=3002Wcos^O85
12.10
671210
的线24.20
x'
%=17.65Uz二醐
鼻U1
'
••■"
匸£
辿J
心U3;
iri-nII>
(■>
>
"
I
^4;
1^6:
也U7:
'
fJ'
"
w®
也戌:
如
Z22
Z33
Zl4
Z44
Z55
Z66
Z77
Z99
Z00
阻抗,取决于故障回路,如果是金属性短路,其值为
贝U
0;
10
任一网络用节点阻抗矩阵表示的节点电压方程为
则厶Un是各个结点故障状态下叠加的电压量,故障后的电压应为
Un=Un|0|*Un=Un|0|jfZnf,贝M壬一支路电流I厂也二,其中Zij
Zij
为ij两结点间的阻抗值。
利用阻抗矩阵计算短路电流的流程为
最后使用MatLab程序完成整个设计的仿真,校验利用手工方法计算结果的正确性。
四、计算步骤整理
1■标幺值的计算
变压器:
Xt
UK%Sb(UN)2
100Sn(Ub)
Uk%Sb
100Sn
(Un
二UB)
取基准值SB=100MVA
发电机:
Xg*二Xng*鱼=沁鱼二Xg%Sb
Sn100Sn100Pn/cos©
线路:
X*=XL-
Ub
发电厂A:
Xg
空100=0.1
1003000.85
6100=x=0.05
100120
发电厂B:
17.65100…
0.05
3100
0.025
发电厂H:
空100=0.05
昱100.0.1
变电站C:
36叫.03
120
100
线路:
23
=0.1
等效阻抗图
24
=0.1
102
34
16
56
57
2
=6.052=0.05
110
….100「
=12.12=0.1
=24.2一-
58
=36.3
1102
二0.2
67
=12.1
=0.3
69
=12.1
0.1
78
89
二24.2
Zl^Zlk-N—FENk)
追加不接地支路时:
Zii-Zjj-2Zij-Zij
2■形成阻抗矩阵
追加接地支路时:
Zlk二Zlk
ZLjZiK
Zii-Zj
支路追加法计算阻抗矩阵过程如下:
在①节点追加支路,该矩阵为
[j0.15】,支路如图1。
J0.15
[
hJ0.15
在②节点追加支路,该矩阵为
j0.15
0.15-,如图
2。
0I
j0.25,
如图3。
在③节点追加支路,该矩阵为
j0.1500
0j0.081j0.0346
0j0.0346j0.0577
在②节点追加②~④不接地支路,该矩阵为
0j0.0346j0.0577
j0.081
j0.0346,如图5
j0.181
,如图4
在③节点追加③~④不接地支路,该矩阵为
j0.05572j0.0471,如图6。
j0.150
|0j0.073
0j0.0386
-0j0.0558j0.0386j0.0558
j0.0471j0.1015
在④节点追加④~⑤不接地支路,该矩阵为
]0.15
j0.073
j0.0386
j0.0558
10
j0.05572
j0.0471
j0.0558
j0.1015
■.0
j0.1315
如图7
图7
在⑤节点追加⑤~⑥不接地支路,该矩阵为
-
j0.0386
j0.2315
如图8
O0979
0.0194
0.0164
0.0353
0.0457
0.0805〕
0.0658
0.0325
0.0427
0.0388
0.0259
0.0506
0.0360
0.0218
0.0766
0.0706
0.0470
0.0914
0.0610
0.0805
0.0609
0.1073一
在⑥节点追加⑥~①不接地支路,该矩阵为
如图9。
在⑥节点追加⑥~⑦不接地支路,该矩阵为
图10
_j0.0979
j0.0194
j0.0164
j0.0353
j0.0457
j0.0805
j0.0658
j0.0325
j0.0427
j0.0388
j0.0259
j0.0506
j0.0360
j0.0218
j0.0776
j0.0706
j0.0470
j0.0914
j0.0610
j0.0609
j0.1073
]j0.0805
j0.2073一
节点追加⑦~⑤不接地支路,该矩阵为
如图10.
在⑦
j0.0947j0.0206j0.0186
j0.0206j0.0654j0.0317
j0.0186j0.0317j0.0497
j0.0375j0.0419j0.0345
j0.0485j0.0378j0.0438
|j0.0762j0.0275j0.0247
j0.0670j0.0309j0.0311
j0.0375j0.0485j0.0762j0.0670j0.0419j0.0378j0.0275j0.0309j0.0345j0.0438j0.0247j0.0311j0.0761j0.0687j0.0439j0.0562j0.0487j0.0889j0.0647j0.0728j0.0439j0.0647j0.102j0.0893
j0.0562j0.0728j0.0893j0.1505
如图11
图12
在⑦节点追加⑦~⑧不接地支路,该矩阵为
0.0947
0.0206
0.0186
0.0375
0.0485
0.0762
0.0670
0.0670]
0.0654
0.0317
0.0419
0.0378
0.0275
0.0309
0.0491
0.0345
0.0438
0.0247
0.0311
0.0761
0.0687
0.0439
0.0562
0.0889
0.0647
00728
0.0728
0.102
0.0893
0.0563
0.1505
0.1505一
如图12
在⑧节点追加⑧~⑤不接地支路,该矩阵为
0.0940
0.0209
0.0191
0.0380
0.0753
0.0641
0.06031
0.0653
0.0315
0.04仃
00376
0.0278
0.0320
0.0334
0.0488
0.0342
0.0434
0.0357
0.0758
0.0683
0.0445
0.0582
0.0607
0.0376
0.0884
0.0655
0.0786
0.0253
0.101
0.0854
0.0804
0.1383
0.1225
0.0603
0.1866一
图14
j0.0753j0.0641j0.0603j0.0278j0.0320j0.0334j0.0253j0.0331j0.0357j0.0445j0.0582j0.0607j0.0655j0.0753j0.0786j0.101j0.0854j0.0804j0.0854j0.1383j0.1225j0.0804j0.1225j0.1866j0.0804j0.1225j0.1866
j0.0603j0.0334j0.0357j0.0607j0.0786j0.0804j0.1225j0.1866j0.3866
在⑧节点追加⑧~⑨不接地支路,该矩阵为j0.0940j0.0209j0.0191j0.0380j0.0491
j0.0209j0.0653j0.0315j0.0417j0.0376j0.0191j0.0315j0.0488j0.0342j0.0434j0.0380j0.0417j0.0342j0.0758j0.0683j0.0491j0.0376j0.0434j0.0683j0.0884j0.0753j0.0278j0.0253j0.0445j0.0655j0.0641j0.0320j0.0331j0.0582j0.0753j0.0603j0.0334j0.0357j0.0607j0.0786
J0.0603j0.0344j0.0357j0.0607j0.0786
如图14。
在⑨节点追加⑨~⑥不接地支路,该矩阵为
j0.0935j0.0211j0.0178j0.0211j0.0652j0.0320j0.0178j0.0320j0.0501|j0.0382j0.0416j0.0351j0.0496j0.0374j0.0315Ij0.0746j0.0281j0.0237j0.0654j0.0314j0.0266|j0.0640j0.0320j0.0270JQ.0711j0.0294j0.0248j0.0382jQ.Q496j0.0746j0.0416jQ.Q374j0.0281jQ.Q351j0.0315j0.0237j0.0755jQ.Q679j0.0510j0.0679jQ.Q879j0.0661j0.0510j0.0661j0.0994j0.0572j0.0741j0.0872jQ.Q581j0.0753j0.0854j0.0534jQ.Q692j0.0947j0.0654j0.0640j0.0711j0.0314j0.0320j0.0294j0.0266j0.0270j0.0248j0.0572j0.0581j0.0534j0.0741j0.0753j0.0692j0.0872j0.0854j0.0947j0.1350j0.1132j0.0958j0.1132j0.1601j0.1103j0.0958j0.1103j0.1670
如图15
课程设计报告总结
电力系统运行过程中,时常会发生故障,因此分析与计算三相短路具有非常
重要意义。
在此次课程设计过程中我发现了自己许多以往学习中的不足,但通过
这次设计,我巩固了很多以前掌握的不是很牢靠的知识,同时也深刻得体会到了
电力系统的重要和强大。
通过本次课程设计中,我更清晰的认识为什么要做短路电流的计算,短路电流的危害,以及怎样做短路电流的计算。
对于复杂电网三相短路来说,计算无疑是繁琐的。
因此掌握有效的计算方法是最关键的。
在一周的课程设计中,我养成了良好的学习习惯,和对学习知识的严谨的态
度,同时也养成了积极查阅相关资料的好习惯,好习惯的养成是来之不易的,我相信在以后的学习和工作中,我将继续保持这些良好的习惯,并积极努力的学习,让自己更上一层楼。
同时在此也感谢一直指导我们的老师,此次课程设计的完成与老师的指导是分不开的。
在此对指导老师致以衷心的感谢。
参考文献
[1]李光琦等.《电力系统暂态分析》;
[2]刘万顺.《电力系统故障分析》;
[3]牟道槐.《发电厂变电站电气部分》.重庆大学出版社,1996年4月;
[4]卢文鹏,吴佩雄.《发电厂变电所电气设备》.中国电力出版
社,2005.1;
[5]熊信银,范锡普《发电厂电气部分》.中国电力出版社,2004年9月(
五规划教材)
成绩评定表
平时成绩
答辩成绩
报告成绩
总成绩
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- 关 键 词:
- 复杂 电网 三相 短路 计算 MATLAB 仿真 电力系统 分析 报告