短路计算课程设计

课程设计(论文)题目名称短路计算课程设计课程名称电力系统暂态分析学生姓名学号系、专业指导教师2014年6月28日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业学生姓名学号题目名称短路计算课程设计设计时间2014.6.16-6.28课程名称电力系统暂态分析课程编号121202307设计地点一、课程设计（论文）目的1.掌握电力系统短路计算的基本原理；2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C++语言）；3.采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算。二、已知技术参数和条件如下图，已知发电机G1参数s=50mw，功率因数为0..9.。发电机G2参数s=40mw，功率因数为0.95.。线路：z45=0.2+j0.62，z46=0.1+j0.2.，z56=0.2+j0.4。负荷：Sl3=90mw，功率因数为0.92.。三、任务和要求1.掌握电力系统短路计算的基本原理；2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C++语言）；3.采用计算机语言对短路计算进行计算机编程计算。要求：1.手工计算，手写，采用A4纸，得出计算结果。2.编写程序：它包括程序源代码；程序说明；部分程序的流程图；程序运行结果，电子版。注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）[1]何仰赞.温增银.电力系统分析（上册）[M].华中科技大学出版社:第三版.2002年.[2]何仰赞.温增银.电力系统分析（下册）[M].华中科技大学出版社:.第三版.2002年.[3]陈衍.电力系统暂态态分析[M].北京水利电力出版社:2004年1月.[4]电力研学网PSCAD论坛[DB／OL]．，2011,3,12.WDT—Ⅲ电力系统综合自动化试验台综合仿真实验室五、进度安排2014.06.10下达课程设计的计划书，设计题目、分组情况及课程设计的要求。2014.06.16讲述课程设计的内容，软件的基本操作。2014.06.17~06.22应用PSCAD/MATLAB软件，对电力系统进行建模。2014.06.23~06.25建立系统接线图的仿真模型，上机调试程序，得出仿真结果，进行分析，得出结论。2014.06.26~06.27写出报告（A4打印），做好充分准备，现场考核基础知识、软件操作能力。准备答辩。2014.06.28交报告，参加答辩。六、教研室审批意见教研室主任（签字）：年月日七|、主管教学主任意见主管主任（签字）：年月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系专业班级题目名称短路计算课程设计课程名称电力系统暂态分析一、学生自我总结学生签名：2014年6月28日二、指导教师评定评分项目平时成绩答辩课程设计内容综合成绩权重30%30%40%单项成绩指导教师评语：指导教师（签名）：年月日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。目录1绪论··············································································································11.1意义及背景···························································································11.2电力系统三大计算···············································································11.3国内外电力系统发展现状···································································21.4课题要求及课题内容···········································································31.5电力系统概述·······················································································42电力系统短路类型及暂态分析·······························································52.1电力系统短路类型分析·······································································52.2电力系统三相短路分析·······································································52.3电力系统不对称短路分析···································································63方案设计······································································································93.1计算机算法设计··················································································93.2系统框图设计·····················································································10总结············································································································17参考文献········································································································1811绪论1.1意义及背景暂态是电力系统运行状态之一,由于受到扰动系统运行参量将发生很大的变化，处于暂态过程；暂态过程有两种，一种是电力系统中的转动元件，如发电机和电动机，其暂态过程主要是由于机械转矩和电磁转矩（或功率）之间的不平衡而引起的，通常称为机电过程，即机电暂态，另一种是变压器、输电线等元件中，由于并不牵涉角位移、角速度等机械量，故其暂态过程称为电磁过程，即电磁暂态[1]。同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统短路计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。在三相系统中，短路故障又可分成三相短路、两相短路、单相短路、单相接地短路、两相接地短路等多种[2]。当电路发生短路时，能使导体温度迅速升高，绝缘破坏，甚至使导体发红，熔化，导致设备损坏。高压电网的短路故障可引起电网瓦解。短路产生的电弧、火花可引发火灾、爆炸、电伤等恶性事故。1.2电力系统三大计算(1)潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。(2)短路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、电压及在电力网中的分布。短路电流计算是故障分析的的主要内容。短路电流计算的目的，是确定短路故障的严重程度，选择电气设备参数。整定继电保护，分析系统中负序及零序电流的分布，从而确定其对电气设备和系统的影响。(3)稳定性计算给定运行条件下的电力系统，在受到扰动后，重新回复到运行平衡状态的能力。系2统中的多数变量可维持在一定的范围，使整个系统能稳定运行。根据性质的不同，电力系统稳定性可分为功角稳定、电压稳定和频率稳定三类[3]。1.3国内外电力系统发展现状1995年全世界的发电装机总容量为30.0亿kW，1998年为32.5kW。全世界人均用电量为2400kW·h。预计在1995～2020年的25年中，世界能源消耗将增加50%，电能消耗将翻一番，装机总容量达到60.0亿kW。这期间，电力建设投资需要330000亿美元。这就意味着每增加1kW电力，需要投资900美元。20世纪70年代以前，世界电力处于大发展时间，那时电力年增长速度达7%。在这之后电力发展开始减慢，特别是发达国家，电力增长速度降为1%~3%，而发展中国家电力增长速度加快，达到3%~5%，特别是中国和印度。世界电力发展速度并不平衡，现在还有20亿人口未用上电。中国电力工业始于1882年，至1999年已有117年历史。在此百余年中，中国电力工业的状况无不与当时的历史背景和时代特点紧密联系。旧中国67年的电力工业史，道路坎坷，步履蹒跚，至1949年全国装机容量仅为184.86万千瓦，年发电量为43.10亿千瓦时。新中国成立后，中国政府一直把电力工业作为国民经济的先行基础产业，并制定了一系列发展电力工业的方针政策。经全国电业职工的不懈努力，一座座火电厂拔地而起，一座座水电站横波卧浪，一条条输电线路纵横中国大地。到1998年底，全国发电装机容量已达2.77亿千瓦，年发电量已达11580亿千瓦时，分别由1949年的世界第21位和第25位均跃升为世界第2位，形成了一个较为完整的初步现代化的电力工业体系，为中国经济的发展和人民生活水平的提高作出了卓越的贡献[4]。其发展标志主要是：—电源结构不断改善。从80年代开始，火电建设就进入了大机组、大容量、高参数阶段。至今全国已投入运行的60万千瓦及以上的大机组已有17台，正在建设的有27台，其中绥中电厂80万千瓦机组即将投产；水电建设，以浙江新安江水电站为起点，随着刘家峡、龙羊峡、二滩、天生桥一级和广州抽水蓄能电站等大型水电站的建成投产，全国水电装机容量已达6300万千瓦。占全国发电总装机容量的23.5％；以秦山和大亚湾核电站的建成投入运行为标志；中国从此结束了无核电的历史；同时，风能、地热、潮汐和太阳能等新能源发电有了较大发展。3—电网规模不断扩大。在加快电源建设的同时，加强了电网的同步建设。到1998年底，中国已拥有500千伏输电线路20093公里、330千伏输电线路7291东、华中、西北六个跨省（区、市）电网和6个各自独立的省（区、市）电网，覆盖了全国所有城市和绝大部分乡镇农村。随着长江三峡工程的兴建和建成，中国电网即将进入大区电网互联，形成全国统一联合电网，实现全国范围内资源优化配置的新阶段。—电力技术和管理水平明显提高。目前，中国已掌握30万、50万和超临界60万千瓦火电机组的设计、制造、安装运行技术和百万千瓦级核电机组的安装运行技术；掌握了180米级各类大坝的建筑技术。全国百万千瓦以上的大型发电厂已有68座。新中国成立50年来，在大力发展电力工业的同时，中国政府十分重视环境保护和电力国际科技与经济合作交流。1997年颁布了《中国电力工业的发展与环境》白皮书，进一步确立了电力工业可持续发展战略，全面推进电力工业快速、持续、健康发展；中共十一届三中全会实行对外开放政策后，电力工业的国际合作范围逐步扩大，从引进国外技术、管理经