高电压技术课程设计报告.docx
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高电压技术课程设计报告
《咼电压技术》课程设计报告
:
基于PowerWorld/Simulator(13.0版)
开式电力网(放射式)防雷仿真设计
所在学院
电气工程学院
专业班级
XX级电气工程及其自动化XX班
学生姓名
XX
学生学号
20113008XXX
同组队员
XXX
指导教师
刘X丹
提交日期
2013年12月xx日
电气工程学院高电压技术课程设计评阅表
学生姓名XX学生学号20113008XX
同组队员£专业班级11级电气工程及其自动化争先班
题目名称基于PowerWorld/Simulator(13.0版)开式电力网(放射式)防雷仿真设计
一、学生自我总结
通过几周时间的课程设计,我锻炼了自己的动手组织能力,加深理解了团队合作的重要性,知
道在困难面前有战胜的信念和决心,学到的东西要运用到实际生活当中才能真正掌握。
虽然途中碰
到了很多困难,一度让我对设计心灰意冷,但是我通过上网查阅资料和与同学们探讨的方法得到了
解决的方案,我还体会到了同学们一起自学讨论的乐趣。
通过对电网的设计,让我了解到一些电力
系统元件的使用方法和功能,还有PowerWorld软件的使用方法,还有一些课本上学不到的知识,
使我收获不少。
高电压课程设计结束了,但是我探索的脚步还未止步。
学生签名:
XX年XX月XX
日
、指导教师评定
评分项目
平时成绩
报告(答辩)
综合成绩
权重
50
50
单项成绩
教师评语:
教师签名
年月日
一、设计背景1
二、设计要求1
三、设计指标及参数2
四、设计内容
4.1-正常运行6
4.2-发电机2跳闸7
4.3-主变压器2跳闸7
4.4-输电线路6跳闸7
4.5-3KV母线负荷跳闸8
4.6-潮流分布9
4.7-短路电流计算9
五、防雷设计12
六、总结(感想与心得)14
一、设计背景
PowerWorld程序是一个大型的电力系统可视化规划、分析与运行控制程序,其设计界面友好,并有高度的交互性。
该程序能够进行专业性的大型工程实践分析,并且由于其良好的交互性和可视化功能,它还可以用于向非专业人员生动逼真地解释电力系统运行的基本原理和操作过程。
它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力系统,因此当它作为一个独立的潮流分析包时,实用性非常强大。
PowerWorld程序有2种操作模式:
编辑模式和运行模式。
编辑模式用来创建新模型或修改己存在的工程;而运行模式则用来模拟演示实际系统。
通过点击程序栏的编辑MOD(编辑模式)和RUNMODE运行模式)按钮,可在两者之间随意切换。
下面从基本功能和高级功能两部分说明PowerWorldV13.0版的使用方法。
1、再次学习、巩固发电机、变压器、输电线路、负荷的功能和特点。
2、学习PowerWorld/Simulator(13.0版)软件的使用。
3、锻炼了自己主动思考和动手能力以及团队合作。
二、设计要求
1、设计一个小型开式或闭式电力网。
(2-6台发电机、2-6回输电线路)
2、发电机、变压器、输电线路参数可以改变。
3、验证供电网络的可靠性、节点功率平衡。
4、进行潮流计算、短路计算仿真;进行数据分析。
5、进行发电机、主变压器、输电线路、厂用变压器、断路器、隔离开关、CTPT等电气设备选型(根据个人能力进行选择)。
特别是避雷器、避雷线、防雷装
置的设计,试画出设计简图、原理分析。
三、设计指标及参数
图1115KV主母线节点视图
系统参数见下表1至表4。
表1母线数据
编
名称
区域
基准电标幺电
实际电
相角
有功负
rr-
无功负荷发电机有功
发电机无功
压
压
号
名称
压
(度)
何
1
220KV母线
BUS1
1
220
1
220
0.55
28
1.72
2
BUS2
1
220
1
220
0.55
40
1.72
3
BUS3
1
220
1
220
-1.36
0
2.12
4
BUS4
1
220
1
220
-1.23
20
1.18
5
BUS5
1
220
1
220
-1.23
30
1.18
6
115KV主母
1
115
0.9987
114.853
-2.2
线BUS6
3
7
220KV母线
1
220
0.9991
219.818
-0.63
BUS7
7
8
BUS8
1
220
0.9990
9
219.799
-0.8
9
BUS9
1
220
0.9997
9
219.955
-1.49
10BUS10
1
220
0.9992
9
219.844
-1.75
11BUS11
1
220
0.9998219.956
-1.37
12
37KV母线
BUS12
1
37
0.9979
4
36.924
-3.38
13
6KV母线
BUS13
14
15
16
17
18
19
20
21
6KV母线BUS14115KV母线
BUS1537KV母线
BUS1637KV母线
BUS176KV母线
BUS183KV母线
BUS193KV母线
BUS203KV母线
BUS21
0.9986
6
3
5.992
-2.9
6
0.9986
3
5.992
-2.9416
115
0.9986
7
114.846
-2.3339
37
0.9979
4
36.924
-3.3923
37
0.9979
4
36.924
-3.3915
6
0.9986
3
5.992
-2.9411
3
1.0007
7
3.002
-8.23
3
1.0007
7
3.002
-8.2410
3
1.0007
3.002
-8.244
表2主变压器数据
5
11
7
6
5
4
2
首端节点编号
首
端节
点名
称
末端节点编号
末端节点名称
回路
类型状态
变调节
比误差
最小调节
量
115K
V主7
母线
BUS6
220KV
母线1
BUS7
Close
Fixed1-0.510.51
d
BUS85
BUS⑥
10
BUS1
06
11
BUS&
115KV
主母1
线1
BUS6115KV
主母1
线I
BUS6115KV主母1
线1
BUS6115KV
主母1
Fixed
Close
-0.510.51
FixedClose1-0.510.51d
Close
Fixed1-0.510.51
d
Close
Fixed1-0.510.51
d
最大调
节量
最小变比
最大变比
档距
1.5
0.51
1.5
0.00625
1.5
0.51
1.5
0.00625
1.5
0.51
1.5
0.00625
1.5
0.51
1.5
0.00625
1.5
0.51
1.5
0.00625
线
BUS6
115K
V主12母线12
BUS6
37KV
母线1
BUS12
FixedClose1d
-0.51
0.51
1.5
0.51
1.5
6KV
115KV
母线
主母
Close
6
1
Fixed
1
-0.51
0.51
1.5
0.51
1.5
BUS1
线
d
3
BUS6
3KV
115KV
母线
主母
Close
busF
1
线1
Fixed
d
1
-0.51
0.51
1.5
0.51
1.5
9BUS6
表3负何数据
节点
名称节点
区域名称
Load
t分区名称
Load
ID
有功
6KV母
线
1
1
1
5
BUS14
6KV母
线
1
1
2
3
BUS14
6KV母
线
1
1
3
5
BUS14
6KV母
线
1
1
4
3
BUS14115KV母线
1
1
1
8
BUS15
115KV母线
1
1
2
11
BUS15115KV母线
1
1
3
10
BUS15115KV母线
1
1
4
10
BUS15
Records
无功
视在功率
恒功率有功负荷
1
5.1
5
1
3.16
3
2
5.39
5
1
3.16
3
2
8.25
8
3
11.4
11
3
10.44
10
3
10.44
10
1
1
2
1
2
3
3
3
0.00625
0.00625
0.00625
恒功率无功负荷
6
13
19
Load
编号
14
14
14
14
15
15
15
15
37KV
16
母线1
BUS16
37KV
1
1
5
16
母线1
BUS16
37KV
1
2
5
16
母线1
BUS16
37KV
1
3
5
16
母线1
BUS16
37KV
1
4
8
17
母线1
BUS17
37KV
1
1
5
17
母线1
BUS17
37KV
1
2
5
17
母线1
BUS17
6KV母
1
3
5
18
线1
BUS186KV母
1
1
5
18
线1
BUS186KV母
1
2
3
18
线1
BUS18
3KV母
1
3
3
20
线1
BUS20
3KV母
1
1
3
20
线1
BUS20
3KV母
1
2
2
20
线1
BUS20
3KV母
1
3
2
20
线1
BUS20
3KV母,
1
4
3
21
线1
1
2
1
5.39
5
2
5.39
5
2
5.39
5
2
8.06
8
1
5.39
5
2
5.39
5
2
5.39
5
2
5.39
5
2
3.61
3
2
3.16
3
1
3.16
3
1
2.24
2
1
2.24
2
1
3.16
3
1
1.12
1
0.5
2
2
2
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
0.5
21
BUS21
3KV母线1
BUS21
1310.51.121
0.5
表460MW火力发电机-主变-厂变参数
设备名称
发电机
主变压器
高压厂用变压器
额定容量(MVA
80
16
额定电压(KV
121±2X
2.5%/10.5
10.5±2X
2.5%/6.3
额定电流(A)
382/4400
879/1466
联结组号
Ynd11
Ynd11
空载损耗厶P。
(KW)
空载电流1。
%
短路损耗△
Pk(KW)
短路阻抗Uk%
18.1
10.3「
功率(MW
60
定子电压(kV)
10.5
定子电流(A)
4125
频率(Hz)
50
功率因数(cos
©)
0.8
转速(r/min)
3000
四、设计内容
图4-1正常运行
图4-2发电机2跳闸
3-町屮3TH22TH
IM-a-1-t.arla-+»a-
g.:
—iir
-■・哙
j=.mH1
・:
3
4FJ."
XMW
1“41"
图4-3主变压器2跳闸
iNW.1a*-riww
AW-vwl・■*■!
;^-HW
3EW
*1胖*
X
Vvya
3z・u
斗RWiL三
USFTW
3
0仲N
d00
-si寸
2Net
图4-4输电线路6跳闸
jrrw>mwirr/v;wmjM-flr:
SMuarl-
,时SHr.■-二林
/MVMk
IMd-
-3SWW
2Uf
IE
图4-53KV母线负荷跳闸
91*71:
f
xM*i
1P4ar
3W*
12.HIw-.-o-
3I*™
1MW
2昭
I-F
2r*-j«F
A!
*Wi
T—
卫y卜
It
m-
f二啤a
A
2MW
X艸別
CJO如F
1* : 苗Wr II 3KV^^BJUS21 >j|*MKV吒爰BJ519 1.15IW主母线日U56 11*^ LI^d iOW 20M? ・ iiM«- -L4¥•■暂 I ZCr& 图4-6潮流分布图 图4-7短路计算结果(节点19发生三相短路)短路电流标幺值1.048 垢号丨容祢 相电压A 相电压E 相电i$c +gft01 隔u A _ .1 "7|22ffiC\e^HUSl 0.&1647 O.il£47 0-81647 5.02 -H4l9S 125.02 2 2BUS2 0.81647 0.B1647 0.81&47 5.02 •11A昶 125.02 3 3BU分 0.30534 0.U5M 0.30534 2.90 -n7am 122.90 斗 46U54 GBOe甜 0„S067& 3.04 -116.96 123.04 \ 5BUS5 11越&73 。 赵7fi 0.3067a 3.04 -116.96 ⑵,04 5 OL15W哇田妙上 0.73553 5弼 0.735W 2.35 ・117-65 122.35 7 7J2TK\gj^HU57 G.8OS10 0.W310 0-^3IG 3,90 ・116-10 12X90 目 BBU53 0-W116 0.W1M5 0-W11& 3.74 ・116-2& 123.74 9 qhivm n.m? fi: i O.ftHTHI n.mpfli 7.fi7 ・TTZift 177.fi? V 计直 it关闭 ? 举助 表4-1短路计算结果(节点19发生三相短路)短路电流标幺值1.048 Fault Data- Buses编号 名称 相电压A 相电压B 相电压C 相角A 相角B 相角C 1 220KV母线BUS1 0.81647 0.81647 0.81647 5.02 -114.98 125.02 2 BUS2 0.81647 0.81647 0.81647 5.02 -114.98 125.02 3 BUS3 0.80584 0.80584 0.80584 2.9 -117.1 122.9 4 BUS4 0.80678 0.80678 0.80678 3.04 -116.96 123.04 5 BUS5 0.80678 0.80678 0.80678 3.04 -116.96 123.04 6 115KV主「 母线BUS60.78569 0.78569 0.78569 2.35 -117.65 122.35 7 220KV母线BUS7 0.8031 0.8031 0.8031 3.9 -116.1 123.9 8 BUS8 0.80116 0.80116 0.80116 3.74 -116.26 123.74 9 BUS9 0.80281 0.80281 0.80281 2.82 -117.18 122.82 10 BUS10 0.79563 0.79563 0.79563 2.68 -117.32 122.68 11 BUS11 0.80376 0.80376 0.80376 2.94 -117.06 122.94 12 37KV母线 BUS12 0.78508 0.78508 0.78508 1.17 -118.83 121.17 13 6KV母线 BUS13 0.78562 0.78562 0.78562 1.65 -118.35 121.65 14 6KV母线BUS14 0.78562 0.78562 0.78562 1.61 -118.39 121.61 15 115KV母线BUS15 0.78565 0.78565 0.78565 2.22 -117.78 122.22 16 37KV母线 BUS16 0.78507 0.78507 0.78507 1.16 -118.84 121.16 17 37KV母线 BUS17 0.78507 0.78507 0.78507 1.16 -118.84 121.16 18 6KV母线 BUS18 0.78562 0.78562 0.78562 1.61 -118.39 121.61 19 3KV母线BUS19 0 0 0 0 0 0 20 3KV母线 BUS20 0 0 0 0 0 0 21 3KV母线 BUS21 0 0 0 0 0 0 图4-8短路计算结果(节点19发生单相短路)短路电流标幺值1.042 蛾陣数牆故陣送项节臣諭甘覃 逸择短體节点…■- 按宅称排库•摄網排库 I戒□赴用区博悄区过迪罢 ‘皿3 短昭位誥 •「哎轴短賂 短路娄型 •单㈱地 tWK ■-■三偸除罔醸地 所昼示的裁据裳型 电庇单位 -按広追O轴 举纯阳耳示 團正童0*10Ot相 C£1g0瑚 漏号丨名秤 *目电压A| 相电压日 相电压u| 侏A ma1 簡匚 |l|220KVajiBUSl. 0.8157& 1.022^5 0-9S30I <2D ■115-07 121.48 2 2BUS2 0.S15% i・D22书 CL鮒301 -LU.07 121.48 3 3BUS3; 0„M142 1.02526 0„«3&4 2.05 421.12 119.79 4 4BUS4 d加出丁 1.02^1 0-®36a 2.1^ -120.^7 113.B9 S 5BUS5 0.M2S7 1.02^1 o.»36a 2.IS -120.97 119.89 6 onaevi.瑯® 0.779JI LC2718 0-9&I6S L39 -122.00 H912 7 72RK1毋建HU$丁 Q-7W45 L02SM 0-9& 3,05 -12Q-50 皿轻 B5U53 0-W25 l.QZ&D@ 0-«HZ 2.87 -12Q-&7 19.90 qHii^q n.™7s n.Wiqi 1.96 -t? LV 119.75 计聲 划歸拆-般・删列-霽諏卧平卧曬: 龍i谗肝 20{3C^i^BU520)[3kV] 21(KV^^BUS21J[3kV] 节点融: isfein.'并联补偿器□騎仆拥绷处婕够〒 建路电淙 幅值: i1.042 相吊; 4L2S 滴臨关诃 f1 配关厠 ? m 表4-2短路计算结果(节点 Fault Data- Buses 19发生单相短路)短路电流标幺值1.042 编号 名称 相电压A 相电压B 1 220KV母 0.81576 1.02245 线BUS1 2 BUS2 0.81576 1.02245 3 BUS3 0.80142 1.02526 4 BUS4 0.80287 1.02491 5 BUS5 115KV主 0.80287 1.02491 6 母线BUS60.77921 220KV母 1.02718 7 线BUS7 0.79643 1.02584 8 BUS8 0.79425 1.02608 9 BUS9 0.79675 1.0262 10 BUS10 0.78842 1.02705 11 BUS1137KV母线 0.79807 1.02592 12 BUS12 6KV母线 0.77848 1.02784 13 BUS13 6KV母线 0.77909 1.02793 14 BUS14 0.77909 1.02798 15 115KV母 0.77916 1.02727 相电压C 相角A 相角B 相角C 0.98301 4.2 -119.07 121.48 0.98301 4.2 -119.07 121.48 0.98384 2.05 -121.12 1
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