课程设计：电力系统暂态分析

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1、电力系统的短路计算能够帮助我们避免很多不必要的损失，随着科学技术的发展，电力已经和人们的生活密切相关，而建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，当发生短路时，其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。为使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来

2、，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力。因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在并行。我们这次课程设计使用PSCAD软件对电力系统进行线路建模，从而计算出不同短路类型时的短路电流及其波形。关键字：短路计算；pscad软件使用；电力系统建模。目录摘要1课题概述…………………………………………………………………………

3、……11.1课题要求………………………………………………………………………11.2课题内容………………………………………………………………………51.3课题目的………………………………………………………………………62短路故障分析……………………………………………………………………62.1不对称故障的分析…………………………………………………………62.2三相短路故障分析………………………………………………………72.3短路电流计算步骤…………………………………………………………93方案设计…………………………………………………………………………10

4、3.1方案概述………………………………………………………………………103.2课题设计图…………………………………………………………………103.3课题步骤图…………………………………………………………………114两相短路的仿真分析………………………………………………………124.1PSCAD简介…………………………………………………………………124.2两相短路故障的仿真…………………………………………………………135总结………………………………………………………………………………15参考文献………………………………………………………………………

5、……161课题概述1.1课题要求（1）通过课程设计是学生掌握电力系统三相短路计算的基本原理和方法；（2）掌握并能熟练运用PSCAD/MATLAB仿真软件；（3）建立系统三相接线图的仿真过程；（5）编写短路计算流程图；（4）得出仿真结果。1.2课题内容测试系统由三个控制区域组成，区域1是一种典型供电系统，总装机容量为5700MVA、最大负荷为5000MW，大部分装机容量距离负荷相对较近，即接于母线3容量为4400MVA的发电厂。另外，1300MVA是离负荷较远的核电机组，通过长距离500kV线路向负荷送电。区域2代表附近地区的总装机容量和总负荷，此系统

6、总装机容量为60000MVA，最大负荷为40000MW。区域2通过2条500kV线路与区域1相连，即图1中的线路A和线路B。区域3是一个大规模相邻系统，装机容量为70000MVA，最大负荷为50000MW，此区域也通过2条500kV线路与区域1相连，即图1.1中线路F和G。图1.1电力系统单线图具体参数如下:表1用于稳态研究的同步电机数据表2发电机开路时间参数表3发电机数据表4STC型励磁机参数表5BBC励磁系统参数表6汽轮机模型表7调速器参数表8线路参数1.3课题目的电力系统发生短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大常规计算之一，分析短路故

7、障的参数更为重要。目的如下：1.通过课程设计,使学生掌握电力系统三相短路计算的基本原理与方法；2.掌握并能熟练运用PSCAD/MATLAB仿真软件；3.采用PSCAD/MATLAB软件，做出系统三相接线图。2短路故障分析电力系统故障表现各异，形式上又可分为短路故障、断线故障（非全相运行），按分析方法分为不对称故障、对称故障，对称故障一般指三相短路故障，不对称故障则包括不对称短路(单相短路接地、两相短路、两相短路接地)和非全相运行(单相断路、两相断路)2种。电力系统发生短路时，伴随短路所发生的基本现象是：电流剧烈增加，线端处发生三相短路时，电流的最大瞬

8、时值可能高达额定电流的10-15倍，从绝对值讲可达上万安培，甚至十几万安培。在电流急剧增加的同时，系统中的电