电力系统工程基础课程设计任务书2014

《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：G1:100MVA,10.5kV,标幺值电抗：X"=0.12,X2=0.14,X0=0.05G2:200MVA,15.75kV,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=20km,L2=50km,L3=60km,L4=15km,L54．负荷数据节点编号最大负荷

（MW）Cosφ最小负荷

（MW）Tmax（h）2700.804265003500.853564004600.854163005450.832862006550.80356500三、设计任务1．建立模型（1）利用PowerWorld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:平衡节点,V1=13.8kV,=0节点2、3、4、5、6均为PQ节点节点7:PV节点,V7=15kV,PG7=180MW，-87Mvar＜QG7＜+87Mvar3．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，最后选择最接近经济截面积的导线（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平均值（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