电力系统两相接地短路计算与仿真论文.docx
- 文档编号:13737531
- 上传时间:2023-06-16
- 格式:DOCX
- 页数:34
- 大小:315.63KB
电力系统两相接地短路计算与仿真论文.docx
《电力系统两相接地短路计算与仿真论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力系统两相接地短路计算与仿真论文.docx(34页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
电力系统两相接地短路计算与仿真论文
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!
)
《电力系统分析》课程设计(论文)
题目:
电力系统两相接地短路计算与仿真
(2)
课程设计(论文)任务及评语
院(系):
电气工程学院教研室:
电气工程及其自动化
摘要
在电力系统的设计和运行中,必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况,防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。
从电力系统的实际运行情况看,这些故障多数是由短路引起的,因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外,还必须熟练掌握电力系统的短路计算。
这里着重介绍简单不对称故障两相短路接地的常用计算方法。
对称分量法是分析不对称故障常用方法,根据对称分量法,一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。
在应用对称分量法分析计算不对称故障时必须首先作出电力系统的各序网络,通过网络化简求出各序网络对短路点的输入电抗以及正序网络的等值电势,再根据不对称短路的不同类型,列出边界方程,以求得短路点电压和电流的各序分量。
本论文介绍有关电力系统故障的基本概念及故障计算中标幺值的特点,并通过短路计算对电力系统的运行状态有一初步的认识,同时对电力系统进行不对称故障的分析计算,主要内容为两相接地短路的分析计算,最后,通过Matlab软件对接地短路故障进行仿真,观察仿真后的波形变化。
关键词:
电力系统;短路;对称分量
第1章绪论1
1.1电力系统短路计算概述1
1.2本文设计内容2
第2章电力系统不对称短路计算原理3
2.1对称分量法基本原理3
2.2三相序阻抗及等值网络3
2.3两相接地不对称短路的计算步骤4
第3章电力系统两相短路计算5
3.1系统等值电路及元件参数计算5
3.2系统等值电路及其化简5
3.3两相接地短路计算7
第4章短路计算的仿真9
4.1仿真模型的建立9
4.2仿真结果及分析9
第5章总结11
参考文献12
第1章绪论
电力系统短路计算概述
短路是电力系统的严重故障。
所谓短路,是指一切不正常的相与相之间或相与地发生通路的情况。
产生短路的原因很多,主要有以下几个方面:
(1)元件损坏,例如绝缘材料的自然老化,设计,安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等;
(2)气象条件恶化,例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作,架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等;(3)违规操作,例如运行人员带负荷拉刀闸,线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等;(4)其他,例如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
在三相系统中,可能发生的短路有:
三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。
短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电,也可能威胁整个系统地正常运行,短路的危险后果一般有以下几个方面:
(1)短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流,由于短路电流的电动力效应,导体间将产生很大的机械效应力,可能使导体和它们的支架遭到破坏。
(2)短路电流使设备发热增加,短路持续时间较长时,设备可能过热以致损坏。
(3)短路时系统电压大幅度下降,对用户影响很大,电动机可能停转,造成产品报废,设备损坏等严重后果。
(4)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时,并列运行的发电厂可能失去同步,破坏系统稳定,造成大片地区停电。
(5)对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道通讯系统等产生严重影响。
在电力系统和电气设备的设计和运行中,短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算,这些问题主要是:
(1)选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备;
(2)为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数,必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析;(3)在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时确定是否需要采取限制短路电流的措施等;(4)进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响等。
本文设计内容
本次课设研究电力系统两相接地短路的计算与仿真。
任务要求(节点2发生AC两相金属性接地短路时):
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,计算短路点的A、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,对各种不同时刻AC两相接地短路进行Matlab仿真;
6将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较,得出结论。
第2章电力系统不对称短路计算原理
对称分量法基本原理
对称分量法是分析不对称故障的常用方法,根据对称分量法,一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。
一台发电机接于空载输电线路,发电机中性点经阻抗接地。
在线路某处f点发生单相(例如a相)短路,使故障点出现了不对称的情况。
a相对地阻抗为零(不计电弧等电阻),a相对地电压=0,而b、c两相的电。
现在在原短路点人为地接入一组三相不对称的电势源,电势源的各相电势与上述各相不对称电压大小相等,方向相反。
图2.1.
(1)单相接地短路
这种情况与发生不对称故障时等效的,也就是说,网络中发生的不对称故障,可以用在故障点接入一组不对称的电势源来代替。
这组不对称的电势源可分解为正序、负序和零序三组对称分量,根据叠加原理,简化为各序的一相等值网络。
注意,在一相得零序网络中,中性点接地阻抗必须增大为三倍。
这是因为接地阻抗上的电压降是由三倍的一相零序电流产生的,从等值观点看,也可以认为是一相零序电流在三倍中型电阻抗上产生的压降。
图2.1
(2)简化网络图
虽然实际的电力系统接线复杂,发电机的数目也很多,但通过网络化简,任然可以得到与以上相识的的各序电压方程式
式中,为正序网络中相对于短路点的戴维南等值电势,,,分别为正序、负序和零序网络中的短路点电流的输入阻抗,,,分别为短路点电流的正序、负序和零序分量,,,分别为短路点电压的正序、负序和零序分量。
三相序阻抗及等值网络
应用对称分量法分析不对称故障时,首先必须做出电力系统各序网络。
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动势,从故障点开始,逐步查明个序电流流通情况。
凡是某一序电流能流通的原件,都必须包括在该序的网络中,并用相应的序参数和等值电路表示,根据上述原则,我们制定各序网络图。
图2.2
(1)正序网络图
图2.2
(2)负序网络图
图2.2(3)零序网络图
两相接地不对称短路的计算步骤
图2.3两相接地短路
课设要求AC两相接地,边界要求为:
计算步骤:
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,计算短路点的A、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;
第3章电力系统两相短路计算
系统等值电路及元件参数计算
图3.1等值电路图
输电线路的电阻、等值电抗和电纳分别为:
变压器T1
变压器T2
系统等值电路及其化简
该系统中没有中性点接地的阻抗、空载线路以及空载变压器,所以正序网络包含所有元件。
令所有电源的负序电势为零,就得到了负序网络。
因G1、G2中性点没接地,因此没有零序电流流过,所以零序网络中不包含它们。
系统的各序网络如图所示。
图3.2.
(1)正序网络
图3.2.
(2)负序网络
图3.2.(3)零序网络
两相接地短路计算
取全系统的基准功率。
基准电压等于各级平均额定电压。
各元件等值电抗的标幺值计算如下:
短路点故障相的电流即A、C相电流为:
根据上式可以求得两相短路接地时故障相电流即A、C相电流的绝对值为:
短路点非故障相电压即B点电压为:
第4章短路计算的仿真
仿真模型的建立
目前,电力系统仿真软件有很多,Matlab以其强大的计算能力、友好的动态仿真环境和丰富的工具箱越来越成为从事包括电力网络、电力电子和控制系统等电力系统学习和研究的重要仿真工具。
电力系统暂态功角稳定控制是电力系统稳定运行的第一道防线。
暂态稳定性是指电力系统在受到大干扰(如短路故障,突然增加或减少发电机出力、大量负荷,突然断开线路等)后,各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力,通常指第一或第二振荡周期不失步。
提高电力系统暂态稳定性的措施是多样的,本文以单机—无穷大系统为例,主要对电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、单相自动重合闸等措施在提高电力系统暂态稳定性方面的作用运用MATLAB的电力系统仿真模块集SimPowerSystems。
图4.1仿真连线图
仿真结果及分析
通过建立电力系统的基本模型,参考实际电力系数参数,对系统的参数进行设置,模拟电力系统运行,对电力系统运行中出现的故障进行设置,模拟故障时系统状态,得出各时段的电压和电流波形图,通过分析各个波形,了解了发生两相接地短路故障时电力系统的详细情况。
图4.2故障A相电压
图4.3故障A相电流
图4.4故障B相电压
图4.5故障B相电流
图4.6故障C相电压
图4.7故障C相电流
由图所示波形可以发现,仿真开始时,系统工作在稳定状态,三相电压、电流对称,都按正弦波变化,当AC相发生两相接地短路时,AC两相对地电压剧降为零,B相非故障相电压基本没有变化;再观察电流,在故障发生前三相的对地电流都为零,两相接地故障后,B相电流则保持原样,A相和C相电流迅速增大为短路电流。
便处于突然短路的过渡过程中,这个过程虽然短暂,但短路电流的峰值很大,可达额定电流的10倍以上。
同时,发生突然短路时,电功率无法输出,使发电机转速升高而失去同步,破坏了系统运行的稳定性。
故障后三相电压、电流不再对称,说明两相接地短路为不对称短路。
故障切除后,三相电压电流经暂态后达到新的稳定状态。
以上仿真分析结果符合实际。
在仿真过程中由于没有足够的参考已知值,大部分参数都是假定的,因此与实际的电力系统仿真有一定的差距。
由于某些参数设置还是不厚理想,仿真结果误差较大。
第5章总结
首先,电力系统中存在很多不稳定的因素,可能导致电力系统故障,从而影响人们的正常生活甚至造成经济或人身的重大伤害。
而在这些故障里最容易发生的就是短路故障,让我更清晰的认识为什么要做短路电流的计算,短路电流的危害,以及怎样做短路电流的计算,还有实际电厂和变电站限制短路电流的方法。
其次,我这次的题目是两相接地短路电流的计算。
这是一种多发的短路电流的形式,虽然危害比不上三相短路电流,但是也要引起重视。
相比三相短路电流的计算来说,两相接地短路的不同在于:
要将不对称短路转换到对称短路中进行计算,而其他都是大同小异。
再者,我通过查阅资料和使用软件对短路电流的计算更熟练,真正的才是直观的认识到书本上学习的知识是需要实际的操作来强化的。
参考文献
[1]何仰赞,温增银.电力系统分析(上册)(第三版)[M].武汉:
华中科技大学出版社.2002.1
[2]何仰赞,温增银.电力系统分析(下册)(第三版)[M].武汉:
华中科技大学出版社.2002.3
[3]杨淑英.电力系统概论[M].北京:
中国电力出版社.2003.7
[4]纪雯.电力系统设计手册[M].北京:
中国电力出版社,1998.6
[5]曹绳敏.电力系统课程设计及毕业设计参考资料[M].北京:
中国电力出版社,1998.3
[6]刘万顺.电力系统故障分析.北京:
水利电力出版社,1992.
[7]刘万顺.电力系统故障分析习题集.北京:
水利电力出版社,1994.
[8]熊信银.发电厂电气部分(第三版).中国电力出版社,1987.
课程设计(论文)报告的内容及其文本格式
1、课程设计(论文)报告要求用A4纸排版,单面打印,并装订成册,内容包括:
②设计(论文)任务及评语
③中文摘要(黑体小二,居中,不少于200字)
④目录
⑤正文(设计计算说明书、研究报告、研究论文等)
⑥参考文献
2、课程设计(论文)正文参考字数:
2000字周数。
3、封面格式
4、设计(论文)任务及评语格式
5、目录格式
①标题“目录”(小二号、黑体、居中)
②章标题(小四号字、黑体、居左)
③节标题(小四号字、宋体)
④页码(小四号字、宋体、居右)
6、正文格式
①页边距:
上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订;
②字体:
一级标题,小二号字、黑体、居中;二级,黑体小三、居左;三级标题,黑体四号;正文文字,小四号字、宋体;
③行距:
20磅行距;
④页码:
底部居中,五号、黑体;
7、参考文献格式
①标题:
“参考文献”,小二,黑体,居中。
②示例:
(五号宋体)
期刊类:
[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名(版本).出版年,卷次(期次):
页次.
图书类:
[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:
出版社,出版年:
页次.
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
使用授权说明
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
毕业论文通用格式分类号:
无锡职业技术学院
毕业设计(论文)
题目(团队课题要注明“团队”二字)
英文并列题目
所在团队
答辩委员会主任主答辩人
二零15年3月
毕业设计(论文)开题报告
毕业设计(论文)任务书
年月日
设计类建议格式一:
封面
开题报告
任务书
摘要、关键词(含中英文)
第一章序言
1.1XXX
1.2XXX
……
第二章XXX工艺设计
2.1XXX
2.2XXX
……
第三章XXX参数确定及计算
3.1XXX
3.2XXX
……
第四章XXX夹具设计
4.1XXX
4.2XXX
……
第N-1章XXX
N-1.1XXX
N-1.2XXX
……
第N章结论
小结与致谢
参考文献
毕业设计附录目录:
1.机械加工工艺流程图
2.机械加工工艺过程卡
3.机械加工工艺工艺卡
4.机械加工工艺工序卡
5.被加工零件图
6.夹具装配图
7.夹具零件图
8.其他系统图
9.其他原理图
10.零件三维造型图
11.夹具三维造型图
12.设计(作品)实物图
13.设计(作品)实物
14.开题报告
15.专业翻译材料
16.企业证明
17.与企业合作开发的技术服务合同
18.四技服务项目验收表
19.毕业设计(论文)指导记录表
20.毕业答辩评审表
表2毕业设计(论文)评阅教师评价表
表3毕业设计(论文)答辩记录表
表4毕业设计(论文)答辩评价表
表4毕业设计(论文)综合评价表
设计类建议格式二:
封面
开题报告
任务书
摘要、关键词(含中英文)
第一章绪论
1.1XXX课题的背景及意义
1.2XXX国内外研究现状
1.3XXX技术特点
1.4XXX课题研究的内容
……
第二章XXX系统的总体设计
2.1XXX系统整体方案设计思路
2.2XXX
……
第三章XXX系统的硬件设计
3.1XXX系统硬件设计思路
3.2XXX
……
第四章XXX系统的电路设计
4.1XXX系统电路设计思路
4.2XXX
……
第五章XXX系统的软件设计
5.1XXX系统软件设计思路
5.2XXX
……
第六章XXX系统的监控中心设计
6.1XXX系统监控中心设计思路
6.2XXX
……
第N-1章XXX
N-1.1XXX
N-1.2XXX
……
第N章总结与展望
小结并致谢
参考文献
毕业设计附录目录:
1.XXX系统的总体设计图
2.XXX系统的硬件设计图
3.XXX系统的电路设计图
4.XXX系统的软件设计方框图
5.软件光盘
6.其他系统图
7.其他原理图
8.设计(作品)实物图
9.设计(作品)实物
10.开题报告
11.专业翻译材料
12.企业证明
13.与企业合作开发的技术服务合同
14.四技服务项目验收表
15.毕业设计(论文)指导记录表
16.毕业答辩评审表
表2毕业设计(论文)评阅教师评价表
表3毕业设计(论文)答辩记录表
表4毕业设计(论文)答辩评价表
表4毕业设计(论文)综合评价表
论文版面格式:
无锡市机电五金行业市场调查
(三号、宋体、加粗、居中、1.5倍行距)
摘要:
(小五号,黑体)无锡位于长三角地区,近年来机电五金行业发展迅猛。
通过对无锡机电五金市场的调查,从调查目的、调查对象、调查范围、调查方式、调查内容等方面,大致了解了无锡机电五金行业的市场经营的现状、从业人员的现状以及电子商务应用的情况。
(小五号、楷体、单倍行距)
关键词:
(小五号,黑体)机电五金行业;市场调查;无锡市(小五号、楷体、单倍行距、分号相隔)
MarketresearchonWuxielectromechanical”体)
Abstract:
(加粗)Havenotintolocatetogrowtriangleregion,themachinegivesorgetsanelectricshockadevelopmentinrecentyearsfastfierce.Passtheinquisitionthattherightnessmachineelectricitymachineelectricityofthemarketconductofpresentconditionandtheappliedcircumstanceoftheelectroniccommerceofpresentcondition,employee.(小五号、TimesNewRoman、单倍行距)
Keywords:
(加粗)Themachineelectricity,Marketresearch,WuxiCity(小五号、TimesNewRoman、单倍行距、英文分号相隔)
一、绪论
(标题1:
无缩进、三号、黑体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
(一)调查目的
(标题2:
首行缩进2字符、小四号、黑体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
受无锡市机电五金行业协会委托,无锡职业技术学院经济管理系于2007年对五金市场经营环境进行了调查。
通过这次调查主要是为了更好的了解该地区的机电五金的市场格局,主要销售的产品,市场的经营状况及产品的需求状况。
目的则是为了能够建立相互关联、相互影响、相互景气的一个机电市场大市场,能够形成一个采购生产、销售配送、物流服务一条龙的一个全国区域性的大市场。
(正文:
首行缩进2字符、小四号、宋体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
(二)调查范围
调查的是嘉泰地区及周边、锡沪西路以北、康桥丽景花园以及东绛地区。
一共我们调查了240户商铺,有效问卷是200份。
(见表1)
表1:
调查范围及问卷情况
(表标题:
居于表格上方、居中、小五号、楷体)
地区
走访的数量
被调查者数量
有效问卷
嘉泰市场及周边地区
200户
95户
85份
(表格居中;表内文字:
五号、宋体、居中、1.5倍行距)
二、机电五金市场现状的描述
(一)市场经营现状
在调查的400家企业当中,愿意接受调查的企业共有200家,包括53家制造企业和147家流通企业。
(见图1
图1:
企业的属性划分表
(图标题:
居于图下方、居中、小五号、楷体)
以下是制造企业和流通企业的基本情况。
(正文:
首行缩进2字符、小四号、宋体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
1、流通业企业(标题3:
首行缩进2字符、小四号、楷体、加粗、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
(1)民营企业居多(标题4:
首行缩进2字符、小四号、楷体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
三、结论
四、参考文献
页面设置及装订要求:
1、页边距:
上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2cm;
2、装订要求:
左侧装订
参考文献格式
参考文献
(四号、黑体、无缩进)
参考文献部分字体采用宋体小5号,其著录格式下面分别示例说明:
(专著标注示例)[1]陈浩元.科技书刊标准化18讲[M].北京:
北京师范大学出版社,2000.
(期刊文献标注示例)[2]许强,强力,吴宏亮,等.砂田水热及减尘效应研究[J].宁夏大学学报:
自然科学版,2009,30
(2):
.
(学位论文标注示例)[3]张永虎.Bα空间上算子逼近[D].银川:
宁夏大学,1997.
(英文期刊标注示例)[4]BANGS.Activeearthpressurebehindretainingwalls[J].JournalofGeotechnicalEngineering,1985,111(3):
.
(会议论文标注示例)[5]HELDM,KLOSOWSKIJTJT,MITCHELLJSB.Evaluationofcollisiondetectionmethodsforvirtualrealityflythroughs[C]ProceedingsoftheSenenthCanadianConferenceonComputationalGeometry,Quebec:
Spring,1995:
.
(专利标注示例)[6]于广云,李宏波.塌陷区抗变形公路路面结构:
中国,ZL.3[P]..
(电子文献标注示例)[7]中国科学院水利部水不保持
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力系统 两相 接地 短路 计算 仿真 论文