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1、1 东南大学电气工程学院东南大学电气工程学院 2015 年电力系统综合年电力系统综合课程设计课程设计 报告报告 班 级 *班 姓 名 * 学 号 * 指导老师 * 小组成员 * 2 目录目录 一、一、设计任务设计任务 4 1、原始资料 4 1.1 网络拓扑 4 1.2 发电机稳态数据 . 4 1.3 变电站数据 4 1.4 线路数据 5 1.5 发电机暂态数据 . 5 1.6 计算方法 5 2、设计内容 6 3、设计成品 6 二、二、设计说明书设计说明书 . 6 1、有功平衡 6 2、发电厂变电所主接线设计 6 2.1 发电厂主接线选择 . 6 2.2 发电厂主变选择 . 6 2.3 变电所主
2、接线选择 . 7 3、潮流计算 7 4、调压措施的选择. 9 5、线路 5-7 断路器选择 .11 5.1 断路器选择的原则 11 5.2 短路电流计算过程 11 5.3 选择结果 .12 6、仿真曲线的计算与仿真.13 6.1 理论基础与分析13 6.1.1 简单模型下的暂态稳定分析 .13 6.1.2 初值计算.13 6.1.3 负荷初值的计算比较 14 6.1.4 暂态稳定分析的网络数学模型及其求解方法14 6.1.5 用改进欧拉法求解微分方程. 15 6.2 计算过程及结果. .16 6.2.1 初值计算.16 3 6.2.2 故障系统与故障后系统描述. 16 6.2.3 等效简单网络
3、电路模型图. . 5 6.2.4 实验结果 6 三、心得体会三、心得体会. 5 四四、附录、附录 4 1、变电所主接线图 . 5 2、PQ 解耦法计算潮流源程序. 5 3、仿真曲线计算程序 . 5 4 一、设计任务一、设计任务 1 1、 原始资料：原始资料： 1.1 网络拓扑 G2G3G1287931465负荷1负荷2负荷3T1T2T31.2 发电机稳态数据 名称 额定电压 机端电压 典型方式输出有功 G1 10KV 1.05 平衡机 G2 10KV 1.05 1.60 G3 10KV 1.05 0.90 1.3 变电站数据 负荷额定电压为 10KV 变电站编号 负荷 1 负荷 2 负荷 3
4、最大负荷（100MVA） 1.45 1.1 1.2 5 典型方式负荷（100MVA） 1.25 0.9 1.0 最小负荷（100MVA） 1.05 0.6 0.7 Tmax （小时） 5000 4000 4500 功率因数 cos 0.85 0.8 0.85 低压侧电压（kV） 10 10 10 对备用要求 30% 40% 30% 对调压要求 逆调压 顺调压 常调压 负荷重要性 重要 重要 一般 1.4 线路数据 名称 电压 电阻 电抗 对地导纳（B） 7-8 110KV 0.01 0.085 0.044 8-9 110KV 0.02 0.092 0.040 7-5 110KV 0.03 0.
5、102 0.076 5-4 110KV 0.01 0.162 0.089 9-6 110KV 0.02 0.175 0.037 6-4 110KV 0.03 0.183 0.042 负序和正序相等、零序为正序的 3 倍 1.5 发电机暂态数据 名称 D 轴电抗 D 轴暂态电抗 阻尼系数 Tj（惯性时间常数） G1 0.14 0.07 2.0 47.2 G2 0.90 0.22 1.9 12.8 G2 1.32 0.13 2.1 6.02 1.6 计算方法 潮流方法：直角坐标牛拉法，极坐标牛拉法，PQ 解耦法任选其一； 仿真方法：改进牛拉法 6 2 2、设计内容、设计内容 1典型方式电力系统潮流
6、计算(小组 3 人共同完成） 2变电站变压器选择和主接线设计（小组其中 1 人完成） 3线路 5-7 断路器选择（小组其中 1 人完成） 4仿真曲线计算（E 保持恒定，三相短路，功角曲线）（小组其中 1 人完成） 3 3、设计成品、设计成品 1整体装订（封面、目录、正文（包括任务书、设计过程和计算过程）、感想与建议） 2.附录：源代码 3.同一小组内每人写各自的报告。 二二、设计说明书、设计说明书 1 1根据变电所需要供电的情况，做出有功功率平衡。根据变电所需要供电的情况，做出有功功率平衡。 变电站变电站编号编号 负荷负荷 1 1 负荷负荷 2 2 负荷负荷 3 3 最大负荷（最大负荷（100
7、MVA100MVA） 1.451.45 1.11.1 1.21.2 功率因数功率因数 coscos 0.850.85 0.0.8 8 0.80.85 5 由表格得出，所需的最大负荷为= 1.45 0.85+ 1.1 0.8+ 1.2 0.85 = 3.1325. 取网损 7% 厂用电 8% 热备用 5% 得发电厂总装机容量为 PG =3.1325* PL =3.759. 所以，PG1=1.259，PG2=1.6，PG3=0.9 . 2.2. 发电厂变电所主接线发电厂变电所主接线设计设计 2.1 发电厂主接线选择 发电厂：高压侧为110kv，功率在100MVA-200MVA 之间，选择双母线分段
8、接线，可靠性高，灵活性也较高，发电机接变压器后直接连双母线分段接线较为合适。 2.2 发电厂主变选择 SG1=1.4，SG1*0.7=0.98，选用型号SFP7-120000/110主变两台。 SG2=1.778，SG2*0.7=1.24，选用型号SFP7-120000/110主变两台。 SG3=1，SG3*0.7=0.7，选用型号SF7-75000/110主变两台。 2.3 变电所主接线选择 由于出线端负荷较高，均用10kv 出线，每个变电所分配四条出线。因为进线端只有双回进7 线，故采用单母线分段接线。 由于各个变电所功率相近，所以均按重要变电所方案设计。 （接线图见附图） 三个变电所均采
9、用型号SFP7-120000/110主变两台。 选用的变压器参数如下： 选用地点 选用型号 空载损耗/KW 负载损耗/KW 空载电流(%) 短 路 阻抗(%) 发电厂 1、2 主变 变电所 1、2、3 主变 SFP7-120000/110 106 422 0.5 10.5 发电厂 3 主变 SF7-75000/110 75 300 0.6 10.5 变压器型号 R() X() G(106S) B(106S) SFP7-120000/110 0.354597 10.5875 8.76 49.6 SF7-75000/110 0.645 16.94 6.198 37.19 选取=100MV A, =
10、110Kv, 变压器参数标幺值 变压器型号 R X G B SFP7-120000/110 2.93*103 0.0875 1.06*103 6*103 SF7-75000/110 5.33*103 0.14 7.5*104 4.5*103 3.潮流计算潮流计算 我们组采用 PQ 解耦算法计算潮流，画出等值网络计算导纳矩阵。 将平衡节点设为节点 1，因此原图中节点 1、2 互换。 在计算过程中， 按照此导纳矩阵计算， 迭代多次不能收敛， 因此， 为了简化计算， 将节点 4、 8 互换，形成导纳矩阵如下： 8 按照程序运行，迭代十次之后收敛，得到潮流结果如下： Bus Voltage Gener
11、ation Load # Mag(pu) Ang(deg) P (MW) Q (MVAr) P (MW) Q (MVAr) - - - - - - - 1 1.050 0.6405 90.00 58.58 - - 2 1.050 0.000* 19.01 77.94 - - 3 1.050 0.6583 160.00 67.74 - - 9 4 1.0609 0.5839 - - - - 5 1.0626 0.4370 - - 106.25 65.85 6 1.1002 0.6550 - - 85.00 52.68 7 1.0280 0.2096 - - - - 8 1.0441 0.6265
12、 - - 72.00 54.00 9 1.0508 0.5948 - - - - - - - - Total: 269.01 204.27 263.25 172.53 4调压措施的选择调压措施的选择 根据最大最小潮流，计算出负荷端最大负荷与最小负荷的电压值。 变电所 1： 选择变压器分接头 1） 最大负荷时流入功率 =123.25+j76.38MV A，1=110.033Kv max= 1MAX1MAX1MAXPQ URX= 123.250.177+76.385.29110.033= 3.87 KV 2=106.163Kv 1=2 2 2=106.163 11 10.5= 111.218 2）
13、最小负荷时流入功率 =89.25+j55.31MV A，1=110.88Kv min=1MIN1MIN1MINPQ URX=89.250.177+55.315.29110.88=2.801Kv 2=107.287Kv 1=2 2 2=107.287 11 10= 118.0517 1=0.5*(1+ 1)=114.617Kv 选择分接头（1+2.5%*2）UN=115.5KV 校验大、小负荷时低压侧实际电压： 2=106.163 11 115.5= 10.111 10Kv 所以，所选择的分接头负荷要求。 变电所2 选择变压器分接头 1） 最大负荷时流入功率max =88+j66MV A，1max =107.976Kv 10 max= 1MAX1MAX1MAXPQ URX= 880.177+665.29107.976= 3.378 KV 2=104.598Kv 1=2 2 2=104.598 11 10.25= 112.252 2）最小负荷时流入功率 =48+j36 MV A，1= 108.493 Kv min=1MIN1MIN1MINPQ URX=480.177+365.29108.493=1.834Kv 2=106.659Kv 1=2 2
