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1、辽 宁 工 业 大 学电力系统分析课程设计（论文）题目： 电力系统两相断线计算与仿真（2）院（系）： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：15-07-06至15-07-17 课程设计（论文）任务及评语G1 T1 1 L1 2 T2 G2 1:k k:1 L3 L2 3 S3 院（系）： 教研室： 课程设计（论文）任务GG原始资料：系统如图各元件参数如下（各序参数相同）：G1、G2：SN=30MVA，VN=10.5kV，X=0.3；T1: SN=31.5MVA，Vs%=9.5， k=10.5/121kV,Ps=210kW, Po=40kW,Io%=0.85；YN/
2、d-11T2: SN=31.5MVA，Vs%=9.5， k=10.5/121kV,Ps=180kW, Po=35kW,Io%=0.9；YN/d-11L1:线路长80km，电阻0.20/km，电抗0.4/km，对地容纳3.0010-6S/km；L2:线路长75km，电阻0.2/km，电抗0.40/km，对地容纳2.8810-6S/km； L3: 线路长100km，电阻0.18/km，电抗0.38/km，对地容纳2.7810-6S/km；负荷：S3=52MVA，功率因数为0.9。任务要求（支路L3发生AC两相断线）：1 计算各元件的参数；2 画出完整的系统等值电路图；3 忽略对地支路，计算断点的A
3、、B和C三相电压和电流；4 忽略对地支路，计算其它各个节点的A、B和C三相电压和支路电流；5 在系统正常运行方式下，对系统进行两相断线的Matlab仿真；6 将断线运行计算结果与仿真结果进行分析比较，得出结论。指导教师评语及成绩平时考核： 设计质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘 要凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统的故障。电力系统的故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。短路又称横向故障，断线又称为纵向故障。断线故障可分为单相断线和两相断线。断线又称为非全相运行，也是一种不对称故障。大多数情
4、况下在电力系统中一次只有一处故障，称为简单故障或单重故障，但有时可能有两处或两处以上故障同时发生，称为复杂故障或多重故障。断线故障一旦发生，往往造成十分严重的后果，主要有：电力系统故障计算主要研究电力系统中发生故障（包括短路、断线和非正常操作）时故障电流、电压及其在电力网中的分布。关键词：电力系统；对称分量法；Matlab仿真目 录第1章 绪论11.1 电力系统断线概述11.2 本文设计内容1第2章 电力系统不对称故障计算原理32.1 对称分量法基本原理32.2 三相序阻抗及等值网络32.3 两相断线故障的计算步骤4第3章 电力系统两相断线计算53.1 系统等值电路及元件参数计算53.2 系统
5、等值电路及其化简73.3 两相断线计算10第4章 两相断线的仿真154.1 仿真模型的建立154.2仿真结果分析17第5章 总结19参考文献20第1章 绪论1.1 电力系统断线概述由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。 在电力系统计算中有潮流计算，短路计算，分别求得电力系统在各个情况下的参数，对于器件的选择，电能的分配等都有很重要的意义。在
6、系统运行时需要对故障发生后进行预防措施。电力系统简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况，简单不对称故障包括单相接地短路、两相短路、两相短路接地、单相断开和两相断开等。计算这些故障发生时电力系统的重要节点的参数可以使我们经济有效地选取合适的电气设备。电力系统简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况，简单不对称故障包括单相接地短路、两相短路、两相短路接地、单相断开和两相断开等。电力系统短路称为横向故障。它指的是在网络的某节点f处出现了相与相或相与零电位之间不正常接通的情况。发生横向故障时，由故障节点f与零电位节点组成故障端口。还有另一种不对称的情况是纵向故障，它指的是网络中的两个相邻节f
7、和f(两点都不是零电位节点)点之间出现了三项阻抗不相等或不正常断开的情况。造成非全相断开的原因有很多，例如某一线路单相接地短路后故障相开关跳闸；导线一相或两相断线；分相检修线路或开关设备以及开关合闸过程中三相触头不同时接通等。1.2 本文设计内容电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统的故障。电力系统的故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。短路称为横向故障，而断线故障又称为纵向故障。本文的研究内容是对于电力网发生两相断线前后各点的电压电流的计算，将两相断线不对称故障用对称分量法分解为正序、负序和零序网络。对称分量法是分析不对称故障的常用方法，可以对发生断线后故障处和非故障处各点电压
8、和电流计算。系统各元件参数会进行计算以及电路图的绘制，并且进行Matlab仿真。第2章 电力系统不对称故障计算原理2.1 对称分量法基本原理三个不对称的相量，可以唯一地分解为三相对称的相量。因此在线性电路中，系统发生不对称短路时，将网络中出现的三相不对称的电压和电流，分解为正负零序三组对称分量，分别按对称三相电路去解，然后将其结果叠加起来。这种分析不对称三相电路的方法叫对称分量法。在一个三相对称的元件中（例如线路、变压器和发电机），如果流过三相正序电流，则在于按键上的三相电压降也是正序的；负序零序同理。各序电压降与各序电流成线性关系；当电路中流过某一序分量的电流时，只产生同意分量的电压降。在应
9、用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须做出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图、中性点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。根据给定的电路图和上述的原则做出正序、负序和零序网络，忽略对地支路和电阻影响。2.2 三相序阻抗及等值网络a：所谓的序阻抗是指元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降落与通过该元件同一序电流的比值。序阻抗分为正序阻抗，负序阻抗和零序阻抗。(1)正序阻抗：应用对称分量法计算时，正序电压与正序电流之比。 (2)负序阻抗：应用对
10、称分量法计算时，负序电压与负序电流之比。(3)零序阻抗：应用对称分量法计算时，零序电压与零序电流之比。等效电路图就是把实际网络简化，使电路计算直观简单，根据课设的电路图，可以画出等效电路图。b：等效电路图。图2.1根据任务书中给定的电路图和给定的数据，系统图简化电路图如图2.1所示。G10.15jG20.15jT10.2jL240.03+0.08jT20.2jL230.023+0.068jL340.02+0.06j0.4+0.15j图2.2化简电路图为了求取网络中的功率分布，可以采用近似的算法，先忽略网络中的功率损耗，由于发电机和变压器的参数相同，假设节点2和节点4的电压相同，进一步可以画出系
11、统的等效电路图。图2.3 等效电路图2.3 两相断线故障的计算步骤（1）对各个元件进行参数计算；（2）画等效电路图；（3）通过对称分量法将网络分解为正序，负序和零序网络，并计算各相参数。第3章 电力系统两相断线计算3.1 系统等值电路及元件参数计算系统等值电路图如图3.1所示 图3.1 系统电路图（1）元件参数计算a：变压器T1电阻R：电抗： 电导G： b：变压器T2电阻R： 电抗： 电导G： c：线路L1电抗X： 电阻R： 电纳B： d：线路L2电抗X： 电阻R： 电纳B： e：线路L3；电抗X： 电阻R： 电纳B： f：负载S3；电阻R： 电抗X：3.2 系统等值电路及其化简A相断线时各电
12、压与电流除中性点接地阻抗、空载线路以及空载变压器外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示，得到正序网络，如图3.2所示。图3.2 正序电路图对正序电路图进行星角变换星角变换计算公式为： （3-1）将各阻抗代入公式，可得 由戴维南定理，对系统的正序网络进行化简，经计算可得系统的等值电抗为：可以用戴维南定理简化，因为它为有源网络，如图3.3的形式，其中，等值电动势为图3.3 正序戴维南等效图负序电流能流通的元件与正序电流相同，但所有电源的负序电势为零。因此把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源等于零，而在故障点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络，如图3.4所示。 图3.4 负序电路图在计算负序参数时，运用的公式和步骤和正序的相同，因此将相应的数据代入公式可得其等值阻抗：经简化后的负序网络如图3.5所示。图3.5 负序戴维南等效电路图在断路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小相位及相位相同，它们必须经过大地才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系，该电力系统的零序网路如图3.6所示。图3.6 零序电路图
