电力系统工程基础课程设计任务书2014

发布于:2021-10-20 16:42:57

《电力系统工程基础》课程设计任务书
一、设计题目:区域电力网设计与计算

二、设计原始数据:
1.单线图 某区已规划好的电力网接线如下图所示,拥有 2 台发电机,通过 2 台变压器和 5 条线 路与负荷相连。

2.发电机数据: G1: 100 MVA, 10.5 kV, 标幺值电抗:X" = 0.12, X2 =0.14, X0=0.05 G2: 200 MVA, 15.75 kV, 标幺值电抗:X" = 0.13, X2 =0.14, X0 =0.06 发电机中性点接地。 3.输电线数据: 线路长度: L1 = 20 km, L2 = 50km, L3 = 60 km, L4 = 15 km, L5 = 45 km. 4.负荷数据 节点编号 2 3 4 5 6 最大负荷 (MW) 70 50 60 45 55 Cosφ 0.80 0.85 0.85 0.83 0.80 最小负荷 (MW) 42 35 41 28 35 Tmax(h) 6500 6400 6300 6200 6500

三、设计任务
1.建立模型 (1)利用 Power World 建立计算模型。正确建立网络接线图,正确输入模型数据,运行模 型可输出潮流、短路电流等结果。该模型是后续各种计算的基础。 (2)利用学过的知识,合理确定输电线路和变压器的电压等级。 (3)选择变压器 T1 和 T2 的容量。 (4)合理确定线路的导线截面积(应适当考虑发展) 。 (5)计算各元件(线路、变压器)的参数。 2.基本计算 (1)潮流计算:运行潮流程序,得出节点、线路和变压器潮流数据。 (2)短路计算:计算节点1、节点2、节点3等节点上分别发生各类接地短路故障时的次暂态 电流和电压。 注:潮流计算中各节点类型如下定义 节点1:*衡节点, V1 = 10.5 kV, ? 1 =0 节点 2、3、4、5、6均为PQ节点 节点7 : PV节点, V7 = 15 kV, PG7=180MW, -87Mvar<QG7<+87Mvar 3.调压计算 提出一种可以使节点4的电压幅值增加5%的方法。对输入数据或模型做合适的改动,然 后重新运行潮流程序,以证实你改动方法的有效性。提出调压或提高稳定性的措施。 本任务中,需要总结:电压控制方法,包括发电机励磁控制的应用,变换、调整变压器分接 头,静止电容器,静止无功系统,和并行传输线等。 4.选择断路器 为你单线图上的每个点配置一台合适的断路器, 学会用设计手册。 你选择的每台断路器 必须满足正常运行和故障情况的考验。 5.保护设计 假如线路L1两侧安装电流三段式保护, 请整定线路L1两侧保护的电流速断保护定值, 并 尽可能在一端加装方向元件;确定保护的限时电流速断保护的电流定值,并校验灵敏度。确 定保护过电流保护的时间定值,并说明何处需要安装方向元件。

四、设计要求
1.将设计过程自行整理成设计报告,并装订成册。要求有封面、目录、及设计内容。 在封面写明设计名称,姓名,学号等各项。 2.设计报告要书写清晰、干净,并要写清设计所依据的原则、公式原始数据及其出处, 理由充分,结果不唯一。 3.答辩时要准备好答辩大纲(要先将设计报告交上) ,内容为设计完成的顺序,时间为 十分钟左右。

五、设计说明
1.确定电压等级 参考课本《电力系统分析》 (P6)表 1-3, 《电力系统稳态分析》 (P22)表 1-6,列出了国 家规定的电压等级。根据各种电压等级的适用范围选择。综合考虑两方面的因素:输送功率 和输送距离《电力系统分析》 (P8)表 1-4;并可适当考虑原有的电压等级及以后的发展。 2.确定线路的导线截面积: 根据课本《发电厂电气部分》第 6-6 节(P200)裸导线的选择、《电力系统稳态分析》 第 3-4 节(P112)电力线路导线截面积选择。 (1)按照经济电流密度选择导线截面积: 首先要确定最大负荷利用小时数 Tmax 按图 6-17(P201)确定经济电流密度,再根据 最大负荷电流 Imax 计算经济截面积, 最后选择最接*经济截面积的导线 (粗略计算, 可忽略线路损耗) ,为兼顾负荷的继续增长,一般选择比经济截面积大的导线。 注: 线路参数可参考《电力工程电气设计手册 电气一次部分》P411、P189; 对于环式接线, 其最大负荷利用小时数 Tmax 只能估算一个全网统一的加权* 均值(见课本《电力系统稳态分析》P114 式 3-61) ;其最大负荷电流 Imax 要计 算初步功率分布,可设环网中线路参数相同,因此只须考虑各线路的长度。 可参考《电力系统稳态分析》P117 例 3-8。 (2)按照允许的载流量进行校验: 要考虑环网在某处解开后,流过线路的最大负荷。 (3)按照电晕检验导线截面积: 根据课本《电力系统稳态分析》第 P115 表 3-5。 3.确定变压器: 参考课本《发电厂电气部分》第 4-3 节(P121) 参考《电力工程电气设计手册 电气一次部分》变电所主变压器的选择(P26) 。根据各变电 站的最大功率、 负荷类型及原有情况, 确定各变电站的变压器数量和容量, 并查相关资料 ( 《电 工手册》P1173、P1188) ,最终要求确定各变压器的具体型号并注明其参数。 4.计算线路、变压器参数: 线路参数: 查相关资料(《电力工程电气设计手册 电气一次部分》P189 表 4-12)确定各线路的 单位阻抗,在分别乘以其长度即得。 变压器参数: 查相关资料(《电工手册》P1173、P1188)确定各变压器的额定参数,按照课本《电力 系统分析》第 2-2 节(P31)公式,《电力系统稳态分析》第 2-3 节(P49 ~ P52)公式,计算 各变压器参数。

应附参考资料

N-1 原则通常是指在正常运行方式下的电力系统中任一元件(如线路、发电机、变压器等)无 故障或因故障断开,电力系统应能保持稳定运行和正常供电,其他元件不过负荷,电压和频 率均在允许范围内。

电力系统课程设计参考资料

《电力系统稳态分析》

南京工学院

水利电力出版社

《电力工程电气设计手册》 1 (电气一次部分) 水电部西北电力设计院 水利电力出版社

TM6-62/3.5

《发电厂电气部分课程设计参考资料》 天津大学 黄纯华 水利电力出版社

TM64/11.7

《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》 东南大学 曹绳敏 水利电力出版社

TM7-67/11.11


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