实验设计及数据处理结课论文

结课论文题目实验设计与数据处理在电气工程中的应用姓名赵庆营学号201230254016所在学院电气工程年级专业12级电气电气工程与自动化1、摘要：我们学习了实验设计与数据处理这门课程，我们不禁会思考，它在我就读的电气工程专业中到底有什么应用呢？2、关键词：实验，数据，电气工程3、正文：我们学习了实验设计与数据处理这门课程，我们不禁会思考，它在我就读的电气工程专业中到底有什么应用呢？我们从一个例子来看它的方法和思想在专业实验中的应用1.实验名称：某机械厂10KV降压变电所电气设计2.电气主接线方案：发电机电压接线采用单母线不分段，设置2台变压器，其容量为10000KW，35KV线路采用单母线分段。G~~GG~~GG~35KV6.3KVTIT2电网工业备用方案二3.变压器容量的确定因为发电机的容量为1600KW，所以变压器的容量应大于等于8000KW。变压器的选择型号额定容量（KVA）额定电压（KV）阻抗电压（%）连接组高压低压SL7-10000/35100003567.5Y/△-114.电气一次短路电流计算对选定的主接线方案，按电气设备选择、校验的需要进行短路电流的计算。在教师指导下，力求合理选择短路点，以避免过多的重复工作量。按单峰函数法计算短路电流。短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定。（1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后5～10年）：其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。（如切换厂用变压器时的并列）。（2）短路种类一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，即应按最严重的情况验算。（3）计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。短路电流的计算选取基准值:AMVSj100avjUU发电机：有阻尼绕组的水轮发电机21X5.108.0160010010021cos100PSXXjd变压器：KWP800051600经查表选择SFL1-10000/35型号查得5.7%KU75.08.08000101001005.7100%3njKTSSUX电网工业备用K2K175.0675.075.1015.1025.1035.1045.105线路：35kv选择42.00X28.037100942.0220avjjUSLXX当6.3KV母线即k1点发生三相短路时：当K1发生短路时无限大容量655.0375.028.01X5267.1655.0111XX稳态短路电流：)(38.23731005267.1kAIIIj冲击短路电流：)(069.638.255.255.2kAIIim有限大容量：21.0100101.211jNCSSXXst0526.5I28.0jX35kV375.0275.02X6．3kV1.255.102Xk1)(064.53.6310526.53kAUSIIavNst1563.31I)(265.33.6310563.331kAUSIIavNst2378.32I)(096.33.6310378.332kAUSIIavNst4234.33I)(964.23.6310234.333kAUSIIavNt=0sI1′=2.38+5.064=7.444（KA）t=1sI2′=2.38+3.265=5.645（KA）t=2sI3′=2.38+3.096=5.476（KA）t=4sI4′=2.38+2.964=5.344（KA）短路冲击电流：)(605.13064.59.122kAIkiimim总的冲击电流：i=13.605+6.069=19.674(KA)当35KV母线即k2点发生三相短路时：当2K点发生短路时28.0*jXKV352KKV3.6375.0*2X1.2*1X无限大容量28.0*2X57.328.01*1*2XI稳态短路电流：)(5706.537310057.3*KAIIIj冲击短路电流：)(205.145706.555.255.2KAIIim有限大容量短路电流：2475.010010475.2**475.2375.01.2***3213jNSSXXcXXXt=0s43.4I)(691.03731043.43kAUavSIINt=1s23.31I)(504.03731023.3311kAUavSIINt=2s17.32I)(495.03731017.3322kAUavSIINt=4s12.33I)(487.03731012.3333kAUavSIINt=0sI1′=5.5706+0.691=6.2616（KA）t=1sI2′=5.5706+0.504=6.0746（KA）t=2sI3′=5.5706+0.495=6.0656（KA）t=4sI4′=5.5706+0.487=6.0576（KA）短路冲击电流:)(759.1691.08.122kAIkiimim总的冲击电流：i=14.205+1.759=15.964(KA)1k短路：当s4t时.43.43412964.2096.310064.51210Q2222222Z1tIIIzttZ85.3064.515.0Q22f1IT28.47QQzQfk12k短路：当时st4.05.1412487.0495.010691.012210Q222222Z2tItIIztz04.0691.008.0Q22f2IT09.1QQzQ21f2k2.3.3短路电流计算成果表短路点分支回路额定容量（MV·A）计算电抗T=0sT=1sT=2sT=4sT=0s冲击短路电流（kA）II1I1I2I2I3I3I6kV母线大电网0.6551.52672.381.52672.381.52672.381.52672.386.069水电站20.215.5265.0643.5633.2653.3783.0963.2342.96413.605合计7.4445.6455.4765.34419.67435kV母线大电网0.283.575.57063.575.57063.575.57063.575.570614.205水电站100.24754.430.6913.230.5043.170.4953.120.4871.759合计6.26166.07466.06566.057615.9645.高压电气设备的选择5.1高压电气设备选择的一般条件电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件，按正常工作条件包括：电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。5.1.1额定电压和最高工作电压高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压Ualm不得低于所接电网的最高运行电压。一般电气设备允许的最高工作电压可达1.1~1.15UN，而实际电网的最高运行电压Usm一般不超过1.1UNs因此在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNs的条件选择，即UN≥UNs5.1.2额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Iw.max，即IN≥Imax5.2、高压断路器的选择和校验高压断路器应根据断路器安装地点、环境和使用条件等要求选择其种类和型式。由于少油断路器制造简单、价格便宜、维护工作量较少，故在3~220kV系统中应用较广，但近年来，真空断路器在35kV及以下电力系统中得到了广泛应用，有取代油断路器的趋势。SF6断路器也已在向中压10~35kV发展，并在城乡电网建设和改造中获得了应用。高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应，仅部分少油断路器有电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的操动机构可供选择。一般电磁式操动机构需配专用的直流合闸电源，但其结构简单可靠；弹簧式结构比较复杂，调整要求较高；液压操动机构加工精度要求较高。操动机构的型式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。发电机出口断路器的选择型号额定电压(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)极限通过电流峰值(KA)4s热稳定电流(KA)ZN-10/600-15066008.7228.7变压器低压侧断路器的选择型号额定电压(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)极限通过电流峰值(KA)4s热稳定电流(KA)ZN-10/600-15066008.7228.7变压器高压侧断路器的选择型号额定电压(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)极限通过电流峰值(KA)4s热稳定电流(KA)LW16-3535160025632535KV侧断路器的选择型号额定电压(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)极限通过电流峰值(KA)4s热稳定电流(KA)LW16-353516002563255.2.1额定电压选择UN≥UNS=1.05×6.3=6.615KV即设备的额定电压应大于6.615KV。5.2.2额定电流选择IN≥Imax=1.05×10MV.A/√3×6.615=0.92KA综合以上计算及所参阅的资料，选择6.3KV母线断路器的型号为：ZN-10/600-150；选择35KV母线断路器的型号为：ZN-35/630-8。5.2.3额定开断电流选择在额定电压下，断路器能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流。高压断路器的额定开断电流INbr，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量Izt，即INbr≥Izt发电机出口：8.7≥2.38变压器低压侧：8.7≥2.38变压器高压侧：25≥5.570635KV母线侧：25≥5.5706我国生产的高压断路器在做型式试验时，仅计入了20%的非周期分量。一般中、慢速断路器，由于开断时间较长(0.1s)，短路电流非周期分量衰减较多，能满足国家标准规定的非周期分量不超过周期分量幅值20%的要求。使用快速保护和高速断路器时，其开断时间小于0.1s，当在电源附近短路时，短路电流的非周期分量可能超过周期分量的20%，因此需要进行验算。短路全电流的计算方法可参考有关手册，如计算结果非周期分量超过20%以上时，订货时应向制造部门提出要求。5.2.4短路关合电流的选择在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏。且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流是断路器的重要参数之一。为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大冲击值ich，即iNcl≥ich发电机出口：22≥12.891变压器低压侧：22≥12.891变压器高压侧：63≥14.20535KV母线侧：63≥14.2055.2.5动稳定校验所谓动稳定校验希是指在冲击电流作用，断路器的载流部分所产生的电动力是否能