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1、本科生课程设计（论文）辽辽宁宁工工业业大大学学电力系统自动化电力系统自动化课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目：利用调相机实现电力系统电压调整利用调相机实现电力系统电压调整院（系）：院（系）：电气工程学院电气工程学院专业班级：专业班级：电气电气095095学学号：号：学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：（签字）起止时间：起止时间：2012.12.262012.12.262013.01.062013.01.06本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化本科生课程设计（论文）注：成绩：平时20%论文质量60%
2、答辩20%以百分制计算学号学生姓名专业班级电气095课程设计题目利用调相机实现电力系统电压调整（2）课程设计（论文）任务电力系统图如图：1励磁可调节发电机：PN=300MW，cosN=0.85，UN=10.5KV，Xd=Xq=1.8；2变压器T1：SN=350MVAUk%=12Pk=1.5MWI0%=3P0=0.8MW变比K1=24281.25%10.5KV.3变压器T2：SN=350MVAUk%=15Pk=1.5MWI0%=3P0=0.8MW变比K2=22081.25%11KV.4每回线路:L=220KMX1=0.42KMR=0.07KMb1=2.810-6SKM.5末端最大负荷:S=250
3、MVA.最小负荷:S=100MVA.功率因数均为0.85。任务要求：1计算各元件的参数，并画出系统的等值电路。2对给定的系统（变压器为主分接头，发电机电压额定），计算各点电压。3采用在负荷端安装调相机的方法，确定调相机的容量和型号，使发电厂220KV母线电压不超过230KV，变电所10KV母线电压在9.5KV到11KV之间。5利用单片机（或PLC等）实现对调相机励磁的实时控制。4对调压结果进行分析总结。进度计划1、布置任务，查阅资料，理解电压调整的基本方法和原理。（1天）2、系统等值电路绘制及参数计算。（1天）3、变压器取主分接头，发电机取电压额定，计算各点电压（1天）4、采用负荷端安装调相机
4、的调压方法，选择调相机，完成电压调整要求。（2天）5、利用单片机（或PLC等）实现对调相机的实时控制。（3天）6、对结果进行分析总结。（1天）7、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日T1T2本科生课程设计（论文）摘要运行于电动机状态，不带机械负载也不带原动机，只向电力系统提供或吸收无功功率的同步电机。又称同步补偿机。用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。随着我国电力系统的逐步发展，规模的日益扩大和网络的复杂性对我国的电力系统建设和控制提出了更为严格的要求，电源建设的告诉发展是其中一个方面，更为重要的是，用户对电力质量要求的提高等因素
5、也要求对现有的电力系统进行改进和完善。针对电力系统自动化电压的调整，采用调相机的调整电压的方法，进行了调压原理的学习，系统等值电路的计算，同时对于系统各个节点的电压进行计算，还进行CPU控制的研究，然后确定调相机型号，能够实时的进行控制，然后进结果分析，确定调相机能够满足电力系统要求。利用调相机进行电压的调整可以进行实时的控制，因此可以根据具体负荷的大小进行适当的补偿，其在投入电力系统后，有时可以在极端情况下对电力网进行无功功率的补偿。可以为电力系统的功率的最优传输进行适当的调整。而且利用单片机控制，可以根据实际的情况可以很方便的进行控制的修改。次调相机在系统进行补偿后可以很好满足了负荷端对电
6、压的要求。同步调相机目前的主要应用在如下方面：（1）控制电压的大幅偏移；（2）在HVDC的终端作为动态无功支持。关键词：调相机；CPU；电压；无功功率；调整；本科生课程设计（论文）目录第1章绪论.11.1电力系统电压调整概况.11.2本文主要内容.1第2章安装调相机补偿前系统电压计算.22.1参数计算.22.2电压计算.22.3等值电路.3第3章安装调相机补偿后的电压计算.63.1安装调相机的电压调整原理与方法.63.2补偿容量的计算.63.3调相机的选择.10第4章控制系统设计.114.1输出通道设计.114.2输入通道设计.114.3最小系统设计.124.4软件设计.13第5章课程设计总结
7、.16参考文献.17本科生课程设计（论文）1第1章绪论1.1电力系统电压调整概况电力系统的无功功率的调节是电压调整的一个非常重要的方面。其中无功功率电源有同步发电机，同步调相机及同步电动机，并联电容器，精致武功功率补偿器等。而无功功率是电力系统中的一个重要的概念，其在电力系统运行中的冗余或者缺乏都对电力系统有极大的影响，甚至造成电力系统电压的崩溃，所以，无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。随着电力电子器件的发展人们能够用于调节电压的方法越来越多，从而系统能够运行的更稳定和经济。1.2本文主要内容本文主要对于调相机的研究，其需要进行电力系统等值电路的计算，同时对于电力系统各个元件的参数进行计算
8、，采用符合端装设调相机，根据系统负荷的参数确定调相机的型号，容量。同时进行CPU的控制从而实现对于励磁的事实控制，最后进行系统分析，从而确定自己的所选设备是否满足要求。本科生课程设计（论文）2第2章安装调相机补偿前系统电压计算2.1参数计算对于发电机：其他元件的参数，对于变压器归算到高压侧：对于变压器：1T对于变压器：2T对于输电线路：SVSIBSVPGSVVXSVPRNNTNTNNXTNNKT4220152201221222211031.22421004503100%1037.12428.062.1545010024212100%43.04502425.1SVSIBSVPGSVVXSVPRN
9、NTNTNNXTNNKT4220252202222222221079.22201004503100%1065.12208.013.1645010022012100%36.04502205.1SLbBRLRLXXlll36111068.1300108.2225.1007.030021216342.030021215.04005.108.15.102GNXKVU本科生课程设计（论文）32.2电压计算为求得电力系统的个点的电压根据题目所给的条件，根据所学的知识采用最好的方法是潮流法，从末端的功率推算到起始端的的功率，在利用起始端的已知电压再潮流到各个节点的电压。由于我们只知道末端负荷的最大最小功率因
10、此我们采用其的平均功率为此次潮流计算的末端功率输送。负荷的功率因数为0.85，所以两台变压器运行时，它们的励磁功率为：由于线路电压未知，可以用线路的额点电压计算线路产生的充电功率，并将其分成两个部分，变得末端的功率传送到节点4的变压器损耗变压器的励磁功率也作为节点4的一种负荷，于是节点4的总负荷线路的损耗故可以得到节点3的功率节点3到节点2的变压器损耗MVAjQjPSMVAjQjPSTTTTTT)5.138.0()5.138.0(221166.402201068.12121232jjVjBQNlB60.13925.2252maxminjSSSAV37.1845.29785.0135085.03
11、5082.9415385.0118085.01802max2minjjSjjSAMVAMVjSTj23.40)+0.52()13.1636.0(2206.13925.225222284.13557.22666.406.13925.2255.138.04.2352.0424jSjjjjQSSSSBAVTTj90.84+15.14)635.10(22084.13557.226222jSl02.18671.24184.9014.1584.13557.22666.4043jjjjSSQSlB本科生课程设计（论文）4同样变压器1的励磁功率也看做节点2的负荷功率，节点2的功率由于发电机的电压额定，发电机出
12、口的电压为10.5KV，所以节点2的电压从节点2到节点3的传输功率根据电压降落的公式可得变压器的功率损耗节点3线路充电功率节点3到节点4的传输功率可节点4的电压AMVAMVjSTj30.02)+0.83()62.1543.0(22002.18671.241222154.22934.2435.138.002.18671.24102.3083.0312jjjjSSSSTTKVKUUN2422425.105.101204.21654.2425.138.054.22934.243223jjjSSST21211211111111)()(VVVVVRQXPVVXQRPVKVUUUUKVUKVU14.228)()(27.1524243.004.21662.1554.24238.1424262.1504.21643.054.24222322323232372.4314.2281068.121231jjQB14.2877.0)62.1543.0(24204.21654.24222223jjS64.23177.24172.4314.2877.004.21654.2421232334jjjjQSSSBKVUUUUKVUKVU163)()(1.5614.2285.1088.2306377.24109.7514.2286388.2305.1077.241223223243434
