电力系统课程设计
电力系统课程设计-牛顿拉夫逊法潮流计算
课程设计说明书
题目电力系统分析系 ( 部)
专业( 班级 )
姓名
学号
指导教师
起止日期
电力系统分析课程设计任务书系(部): 专业：指导教师：
目录
一、潮流计算基本原理
1.1 潮流方程的基本模型
1.2 潮流方程的讨论和节点类型的划分
1.3、潮流计算的意义
二、牛顿一拉夫逊法
2.1 牛顿-拉夫逊法基本原理
2.2节点功率方程
2.3修正方程
2.4 牛顿法潮流计算主要流程
三、收敛性分析
四、算例分析
总结
参考文献
电力系统分析潮流计算
一、潮流计算基本原理
1.1潮流方程的基本模型
电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系
I=YV (1—1)其展开式为
(i=1,2,3, …,n) (1—2)
在工程实际中，已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联
系节点电流和节点功率的关系式 (i=1,2,3, …,n) (1—3)
将 式 ( 1 - 3 ) 代 入 式 ( 1 - 2 ) 得 到 (i=1,2,3, …,n) (1-4)
交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示
V =Vei8. (1-5)
或 V=e+jf (1-6)
而复数导纳为
Y=G+jB (1-7)
将式(1-6)、式(1- 7)代入以导纳矩阵为基础的式(1-4),并将实部与虚部分开，可以得到以
电力系统课程设计
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电力系统课程设计
第二部分
电网设计步骤及主要方法
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电力系统课程设计
1、原始资料分析
n 包括：电网地理位置图；各电厂发电机的型号、单 机容量和台数；各变电站以及电厂发电机直配负荷 的最大与最小值（或以负荷曲线的形式给出）、功 率因数、额定电压、负荷的电压要求、供电可靠性 要求等 。
设计任务及要求
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电力系统课程设计
电力系统课程设计的目的
n 选择高压输电网设计题目
n 增强工程观念；熟悉电力系统规划设计有关 的技术规程、规定和导则等；掌握电力网初 步设计的基本方法以及相关的基本计算；学 习工程设计说明书的撰写方法。
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电力系统课程设计
设计内容
n 1、电力系统功率平衡 n 2、电力网接线方案的技术论证及经济比较； n 3、最大和最小运行方式下的潮流计算； n 4、调压计算； n 5、编写设计说明书，绘图。
• 布置课程设计任务、要求
• 上课：电网方案选择
•
主接线设计及主变选择
•
（刘君）
•上课：方案经济比较（刘君）
•上课：潮流计算和调压 •（刘燕华）
•答辩
•答辩
答辩要求
n 1、没做自己的题目而做别人的题目，或设计内容 不完整的，都计为不及格。
（完整版）《电力系统分析》课程设计指导书
校验系统备用容量是否符合要求。 有功功率负荷按下式计算： ·用电负荷 ∑==n i i LD P K P 1max 1 ·供电负荷 LD g P K P 2 11 -= ·发电负荷 )(11 3 y g f P P K P +-= 式中
∑=n ii P 1 max —n 个变电所最大负荷之和； 1K —同时率 2K —网损率 3K —厂用电率 y P —发电厂的机压负荷 同时率1K 的大小与电力用户的多少、各用户的用电特点等有关，一般应根据实际统计资料确定。当无实际统计资料时，可参 考附表B —1的同时率1K 。 网损率2K 以供电负荷的百分数表示，一般为%10~%5。 厂用电率3K 以厂用电负荷占发电负荷的百分数表示，通常发电厂厂用电率如附表B —2所示。 为保证系统的频率稳定和供电可靠性，系统内的总装机容量应大于发电负荷，即系统中应有足够的备用容量。按规定，系统的 总备用不得低于系统最发电负荷的20%，即系统的总装机容量，应大于或等于发电负荷的1.2倍，即 f G P P 2.1≥∑ （2）无功功率平衡 电力系统的无功功率平衡，是系统电压质量得根本保证。对系统作无功功率平衡计算的主要目的，在于初步估计系统中发电机 的容量是否能够满足系统最大
电力系统基础课程设计
电力系统基础课程设计
1. 引言
电力系统是一个涉及到大规模能源传输和分配的复杂系统。电力系统的优化设
计和运行可以极大地提高电力的可靠性、稳定性和经济性。为了培养电力系统领域的人才，电力系统基础课程设计被广泛应用于电力工程学习中。本文将介绍电力系统基础课程设计的主要内容和思路。
2. 课程概述
电力系统基础课程设计旨在让学生了解电力系统的基本概念、组成和运行方式。在该课程中，学生将建立电力系统模型、分析电力系统运行和优化电力系统设计。
本课程旨在培养学生以下能力：
•掌握电力系统的基本结构和运行方式；
•理解电力负荷预测、电力系统稳定性分析和电力系统优化方法；
•熟悉常用的电力系统软件和工具。
3. 课程设计
3.1 建立电力系统模型
首先，学生需要了解电力系统的基本概念和组成部分，然后根据所学知识和数据，建立电力系统模型。电力系统模型包括发电机组、变电站、输电线路等组成部分。
3.2 分析电力系统运行
建立电力系统模型后，学生需要分析电力系统的运行情况。这包括电力负荷预测、电力系统稳定性分析等方面。学生可以利用所学知识和电力系统软件，对电力系统进行仿真模拟。
3.3 优化电力系统设计
基于对电力系统的分析和仿真，学生可以提出优化电力系统设计的方案。例如
改进电力系统的传输和分配方式、增加电力系统的在线监测、提高电力系统的稳定性等。
4. 课程实例
以下是一个电力系统基础课程设计的实例。
4.1 实验目的
本实验的目的是建立一个基本的电力系统模型，并利用所学知识进行仿真分析，提出优化电力系统设计方案。
4.2 实验流程
1.掌握电力系统基本知识，了解电力系统的组成和基本原理。
电力系统基础课程设计
电力系统基础课程设计
一、课程目标
知识目标：
1. 理解电力系统的基本概念，掌握电力系统的组成和基本工作原理；
2. 掌握电力系统中各主要设备的功能、特性和运行原理；
3. 了解我国电力系统的电压等级和电力网络的接线方式。
技能目标：
1. 能够运用所学知识分析和解决电力系统中的基本问题；
2. 能够运用电力系统软件进行简单电力网络的模拟和计算；
3. 能够阅读和理解电力系统相关技术资料，为今后的学习和工作打下基础。情感态度价值观目标：
1. 培养学生对电力系统的兴趣，激发他们探索电力科学奥秘的欲望；
2. 增强学生的团队合作意识和责任感，使他们能够在实际工作中积极沟通、协作；
3. 培养学生关注国家电力事业的发展，认识到电力技术在国民经济中的重要作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握电力系统的基础知识，培养他们解决实际问题的能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观。通过本课程的学习，学生将能够具备以下具体学习成果：
1. 能够准确描述电力系统的基本概念、组成和工作原理；
2. 能够分析电力系统中各设备的作用和相互关系；
3. 能够运用所学知识和技能解决电力系统中的实际问题；
4. 具有良好的团队合作精神，能够在电力系统相关领域开展进一步的学习和研究。
二、教学内容
根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：
1. 电力系统基本概念与组成
- 电力系统的定义、分类及发展历程；
- 电力系统的组成及其功能；
- 电力系统的电压等级和电力网络的接线方式。
2. 电力系统主要设备
- 发电设备：火力发电、水力发电、核能发电等；
电力系统设计课程设计
电力系统设计课程设计
一、课程目标
知识目标：
1. 理解电力系统的基本组成部分，包括发电、输电、变电、配电等环节。
2. 掌握电力系统的基本参数和运行原理，如电压、电流、功率、效率等。
3. 了解电力系统的设计原则和标准，包括安全性、可靠性和经济性。
技能目标：
1. 能够运用电力系统相关知识，进行简单电力系统的设计和分析。
2. 掌握使用相关软件或工具，模拟电力系统的运行状态，并提出优化方案。
3. 能够撰写电力系统设计报告，清晰表达设计思路和结果。
情感态度价值观目标：
1. 培养学生对电力系统的兴趣，激发他们探索电力科技的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在设计过程中分工合作、共同解决问题的能力。
3. 强化学生的安全意识，让他们认识到电力系统设计中的责任和重要性。
课程性质分析：
本课程为电力系统设计相关课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
学生特点分析：
学生已具备一定的电力系统基础知识，具有较强的学习能力和探究精神。他们对电力系统设计感兴趣，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：
1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考、分析问题，培养学生的创新能力。
3. 强化团队合作，提高学生的沟通与协作能力，培养具备综合素质的人才。
二、教学内容
根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：
1. 电力系统基本理论
- 研究电力系统的基本概念、组成部分和运行原理。
- 教材章节：第一章至第三章，包括电力系统概述、电力系统元件和电力系统运行原理。
电力系统综合课程设计
电力系统综合课程设计
第一章绪论
1.1.引言
电力系统综合设计课程是电气工程及其自动化专业的实践教学环节，，满足学生专业课程知识综合应用，使用现代工具分析、设计、预测、解决复杂的工程问题等培养目标的要求，培养学生熟悉电力系统设计的规范、电力行业的法律法规以及团队合作的精神。
1.2.不对称故障分析的意义
电力系统所发生的各类故障中，以不对称故障最为常见。电力系统发生不对称故障后有可能会使系统由于失去稳定性而丧失对大量用户的供电服务，而且由于现代社会生产和生活对电力的高度依赖，即使是局部地区的供电异常或者非计划中断也将对该地区的社会生产和生活带来不利影响，有时甚至会产生严重的社会经济和政治损失，故分析理解不对称故障对于整个电力系统安全运行有着极为重大的意义。
1.3.不对称故障分析的基本方法
电力系统所发生的各类故障中，以不对称故障最为常见，不对称故障的分析主要采用对称分量法。本文通过Matlab/Simulink中的电力系统元件库SimPowerSystems构建电力系统仿真模型,设置模型中各元件参数并对此系统发生不对称短路故障进行仿真分析。结果表明，仿真结果与实际理论相符。由此说
明，应用Matlab对电力系统故障仿真分析是切实可行的。
1.4.同步电机三相短路分析的意义
同步电机三相短路分析是电力系统中一项重要的任务，它对于系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
同步电机三相短路分析可以帮助确保电力系统的安全、稳定和可靠运行。它在故障诊断、设备保护、系统调度等方面具有重要作用，为电力系统运维和管理提供关键信息和决策依据。
电力系统分析课程设计
电力系统分析课程设计
本课程设计旨在通过潮流计算方法，对电力系统进行分析和优化。设计要求包括了各元件参数计算、绘制等效电路、功率分布计算和调压计算等环节。在设计过程中，我们采用了基于节点电压法的潮流计算方法，并结合实际情况进行了调整和优化。通过本次课程设计，我们深入了解了电力系统的基本原理和潮流计算方法，同时也提高了我们的实际操作能力。
设计意义
电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而潮流计算则是电力系统分析和优化的基础。本课程设计旨在通过实践操作，加深对电力系统的理解和掌握潮流计算方法，为今后从事相关工作打下基础。
设计要求
本课程设计要求对电力系统进行潮流计算，并进行相应的优化。具体要求包括各元件参数计算、绘制等效电路、功率分
布计算和调压计算等环节。同时，还要结合实际情况进行调整和优化，确保计算结果的准确性和可靠性。
设计环节
3.1 设计思路
本次课程设计采用基于节点电压法的潮流计算方法，通过对电力系统各元件的参数计算和等效电路的绘制，得出系统中各节点的电压和功率分布情况，并进行调压计算和优化。设计思路简单明了，操作难度适中，适合初学者进行实践操作。
3.2 潮流计算过程
3.2.1 各元件参数计算
在潮流计算过程中，需要对电力系统中各元件的参数进行计算。这些参数包括电阻、电抗、导纳等，是潮流计算的基础。在计算过程中，需要结合实际情况进行调整和优化，确保计算结果的准确性和可靠性。
3.2.2 绘制等效电路
绘制等效电路是潮流计算过程中的重要环节。通过等效电路的绘制，可以得出电力系统中各节点的电压和功率分布情况，为后续的调压计算和优化提供依据。在绘制过程中，需要注意各元件的参数和连接方式，确保等效电路的准确性和可靠性。
电力系统分析课程设计说明书
电力系统分析课程设计说明书
目录
第一章绪论
1.概述
2.实习目的
3.实习内容
第二章实习分析
1.潮流分析
第三章实习设计
1.元器件参数
2.单线图设计
3.总体线路图
第四章设计总结
1.潮流计算结果总结
2.实习心得
第一章绪论
1．概述
含有新能源发电的电力系统潮流计算实习：本实习采用 PSASP 软件绘制电力系统单线图的方法，包括如何建立新的 PSASP 作业，如何设置区域、分区和场站信息，如何绘制母线、发电机、变压器及交流线、负荷等元件，并设置其参数。在绘制美国西部电力系统（WSCC）的3 机 9 母线系统单线图的基础上，将其中两台发电机改为新能源发电，研究新能源发电系统中各元器件进行潮流计算后的输出信息。
2.实习目的
掌握采用 PSASP 软件进行含有新能源发电的电力系统潮流计算方法，包括如何进行方案设定，如何设置潮流计算作业，如何执行潮流计算并输出结果，如何改变。
3.实习内容
在实习二的系统图中设置新能源节点，并录入新能源（光伏、风机）的数据。注：表中未填写项为系统默认值。
（1）光伏电源数据
将 PSASP7.21 中“发电机的同步机模型及参数组”定义为 9，系统默认为光伏电源。具体参数设置见下表。
（2）双馈风力发电机
将 PSASP7.21 中“发电机的同步机模型及参数组”定义为 10 时，系统默认为双馈风力发电机。具体参数设置见下表。
（3）计算全网潮流并输出结果。
第二章实习分析
1．潮流分析
（1）潮流计算
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、电源机端电压、平衡点的电压和相位角等。待求的运行状态参量包括电网各母线的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
电力系统课程设计
电力系统课程设计课程名称：电力系统
课程性质：本科专业必修课程
学时：48学时
课程目标：
1.了解电力系统的基本概念、组成和运行原理
2.掌握电力系统的稳态分析和动态分析方法
3.了解电力系统的保护和控制技术
4.了解电力系统的运行和调度管理
课程内容：
第一章电力系统基础知识
1.电力系统的定义和组成
2.电力系统的运行原理
3.电力系统的稳态和动态特性
第二章电力系统稳态分析
1.电力系统节点电压和电流的计算
2.电力系统功率平衡计算
3.电力系统短路电流计算
第三章电力系统动态分析
1.电力系统暂态过程
2.电力系统稳定分析
3.电力系统暂态稳定分析
第四章电力系统保护和控制技术
1.电力系统保护原理和保护装置
2.电力系统控制技术
3.电力系统自动化技术
第五章电力系统运行和调度管理
1.电力系统的运行管理
2.电力系统的调度管理
3.电力市场和电力交易
课程教学方法：
1.理论讲授
2.案例分析
3.计算实验
4.现场考察
5.互动讨论
课程教学手段：
1.多媒体课件
2.电力系统仿真软件
3.实验室设备
4.现场考察
5.互动讨论
课程教学评估：
1.平时表现评估
2.课堂测试评估
3.实验报告评估
4.综合评估
课程教学资源：
1.教材和参考书籍
2.多媒体设备
3.计算机和电力系统仿真软件
4.实验室设备
5.现场考察场所
6.相关网络资源
课程教学反思：
1.加强案例分析和实验教学
2.提高互动讨论和现场考察的频率
3.引入新的教学资源和技术
4.及时进行教学评估和反馈，不断优化课程设计
《电力系统继电保护课程设计》两台三绕组变压器线路继电保护
《电力系统继电保护课程设计》
两台三绕组变压器线路继电保护
一、目的任务
电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器及相邻线路为对象，主要完成继电保护概述、主变压器及线路继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、绘保护配置图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。
二、设计内容
1、主要内容
（1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。
（2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定，线路保护方案的确定。
（3）短路电流计算。
（4）继电保护装置整定计算。
（5）各种保护装置的选择。
合计
44 （2周）
2、原始数据
某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，SFSZ7-50000/110,其参数如下：SN=50MVA；电压为110±8×1．25％／38.5±5％／10.5 kV；接线为YN/y/d11（Y0/y/Δ-12-11）；短路电压UHM（%）=10.5，UHL（%）=18，UML(%)=6.5。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。
3、设计任务
电气16级《电力系统分析》课程设计
电气16级《电力系统分析》课程设计
电力系统分析课程设计是电气16级学生必修的一门专业课程，旨在
通过实践操作，加深学生对电力系统的理论知识的理解和应用能力的培养。本文将对电力系统分析课程设计的重要性、设计内容和实施步骤进行详细
阐述。
一、电力系统分析课程设计的重要性
电力系统分析是电力工程领域的重要专业知识和技能之一，它对于解
决电力系统运行中出现的各种问题以及电力系统的设计和规划具有重要意义。电力系统分析课程设计不仅可以帮助学生巩固课堂所学的理论知识，
还可以培养学生独立思考和解决实际工程问题的能力。
二、电力系统分析课程设计的内容
电力系统分析课程设计的内容主要包括以下几个方面：
1.电力系统模型的建立：学生可以选择一个实际存在的电力系统，通
过收集相关的数据和信息，建立相应的电力系统模型。
2.电力系统运行状态分析：通过模拟电力系统的运行状态，对电力系
统的电流、电压、功率等参数进行计算和分析，以及对电力系统中的故障
进行诊断。
3.电力系统稳定分析：通过对电力系统的稳定性进行分析，包括功率
稳定性和电压稳定性等方面的研究，以评估电力系统在各种工况下的稳定性。
4.电力系统可靠性分析：通过对电力系统的可靠性进行分析，包括电
力设备的可靠性和电力系统的可靠性评估等方面，以评估电力系统的可用
性和安全性。
三、电力系统分析课程设计的实施步骤
电力系统分析课程设计的实施步骤如下：
1.确定课程设计的目标和任务：明确课程设计的目标是为了什么，设
计的内容包括哪些方面，要达到什么样的要求。
2.收集相关数据和信息：学生需要通过实地调研、图书馆检索、网络
电力系统课程设计电力网络设计
课程设计说明书
课程名称： 电力系统课程设计电力系统课程设计 设计题目： 电力网络设计电力网络设计 专 业： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 班 级： 04电气（电气（33）班）班 学 号：
姓 名： 座 号：
指导教师：
电力学院电力学院 二○○○○八八 年 一 月
第一章第一章 课程设计任务书
设计主要内容设计主要内容：：
A.
校验电力系统功率平衡和确定发电厂的运行方式； B. 通过方案比较，确定电力系统的接线图；
C. 选定发电厂和变电所的接线图以及变压器型号及容量；
D. 计算电力网的功率分布和电压，确定调压方式并选择调压设备；
E. 计算电力网的主要经济指标。
设计要求设计要求：：
A. 设计说明书一份；
B. 设计图纸一张。
原始资料原始资料：：
A. 发电厂发电机资料：
项目 台数 容量（MW ） 电压（kV ）
功率因数 1 5 25 6.3 0.8 2 1 50 10.5 0.85
B. 发电厂和变电所的负荷资料：
项目 发电厂（A ） 变电所（1） 变电所（2） 变电所（3） 变电所（4）
最大负荷（MW ） 20 34 26 40 37 最小负荷（MW ） 11 18 14 21 19 最大负荷功率因数 0.83 0.82 0.83 0.82 0.84 最小负荷功率因数 0.78 0.81 0.81 0.8 0.81 最大负荷利用小时 5000 5500 5500 5500 5000 二次母线电压（kV ） 6 6 10 10 10 一类用户的百分数 25 30 25 30 25 二类用户的百分数
电力系统与自动化控制课程设计报告
电力系统与自动化控制课程设计报告
1. 摘要
本报告主要介绍了电力系统与自动化控制课程设计的内容，包括项目背景、设计目标、系统原理、硬件选型、软件设计、实验结果及分析。通过本次设计，旨在提高学生对电力系统与自动化控制理论知识的理解，培养学生的实际操作能力和创新意识。
2. 项目背景
随着我国经济的快速发展，对电力的需求不断增长，电力系统的安全稳定运行成为我国经济发展的重要保障。为了提高电力系统的运行效率和可靠性，实现电力系统的自动化控制成为必然趋势。电力系统与自动化控制课程设计旨在让学生了解并掌握电力系统的基本原理和自动化控制技术，为今后的学习和工作打下坚实基础。
3. 设计目标
1. 了解电力系统的基本原理和自动化控制技术；
2. 掌握电力系统硬件选型和软件设计方法；
3. 培养学生实际操作能力和创新意识；
4. 提高电力系统运行效率和可靠性。
4. 系统原理
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个环节组成。电
力系统自动化控制是指利用现代电子技术、计算机技术和通信技术，对电力系统进行实时监测、控制和保护，以实现电力系统的高效、
安全和稳定运行。
5. 硬件选型
根据设计要求，本电力系统与自动化控制课程设计选用如下硬
件设备：
1. 发电设备：模拟发电机一台；
2. 输电设备：模拟输电线路若干；
3. 变电设备：模拟变压器一台；
4. 配电设备：模拟配电柜一台；
5. 自动化控制设备：工控机一台，PLC一台，继电保护装置一套。
6. 软件设计
本设计采用组态软件进行电力系统监控和自动化控制。组态软件具有良好的人机交互界面，可实现对电力系统的实时监控、数据采集、故障报警和控制指令输出等功能。
电力系统分析课程设计--变电所一次系统设计
电力系统分析课程设计--变电所一次系统设计
课程设计报告
题目某冶金机械修造厂总降压
变电所一次系统设计
课程名称电力系统分析课程分析
一、概述 0
1.1 课程设计目的要求 0
1.2 设计原则 0
1.3 设计具体内容 0
二、设计课题基础资料 (1)
2.1 生产任务及车间组成 (1)
2.2 设计依据 (1)
2.3 本厂负荷性质 (2)
三、负荷计算及无功功率补偿 (2)
3.1 负荷计算 (2)
3.2 无功功率补偿 (6)
四、变压器台数和容量的选择 (7)
4.1 变电所主变压器台数和容量的选择 (7)
4.2 车间变压器台数和容量的选择 (8)
五、一次系统主接线方案设计 (9)
六、架空线路的设计 (10)
6.1 35kV架空线路的选择 (10)
6.2 35kV母线的选择 (10)
6.3 总降压变电所10kV侧电缆的选择 (10)
6.4 总降压变电所10kV侧母线的选择 (11)
七、短路电流计算 (11)
7.1 短路计算的目的 (11)
7.2 短路电流计算过程 (11)
八、总降压站的电气主接线图及其设备选择与校验 (13)
8.1 电气主接线图 (13)
8.2 一次设备的选择与校验 (14)
九、心得体会 (16)
参考文献 (17)
一、概述
1.1 课程设计目的要求
目的：通过课程设计进一步提高收集资料、专业制图、综述撰写的能力，培养理论与实际应用结合的能力，开发独立思考的能力，寻找并解决工程实际问题的能力，为以后的毕业设计与实际工作打下坚实的基础。
要求：（1）自学供配电系统设计规范，复习电力系统的基本概念和分析方法。
电力系统课程设计
目录第一篇区域电网设计说明书
一、电网有功功率初步平衡
二、新建电网电压等级的确定
三、电网接线方案的确定
四、对初选接线方案进行技术比较
五、对技术合格的方案进行经济比较
六、待建变电所主变选择
七、网络的潮流分布和电压计算
八、变压器分接头选择
九、联络线潮流计算及功率因数校核
十、区域网接线方案评价
第二篇区域电力网设计计算书
一、电网有功功率初步平衡
二、对初选电网接线方案进行技术比较
三、对技术合格的方案进行经济比较
四、各变电所主变压器选择
五、网络的潮流分布和电压计算
六、变电所变压器分接头计算
第一篇 区域电网设计说明书
一、 电网有功功率初步平衡
1、目的：在电网平衡通常以有功功率来表示并有10%-15%的备用，通过有功功率初步平衡计算，确定发电厂的运行方式，并了解与系统联络线上的潮流分布情况。
2、计算方法：
有功功率的初步平衡分为最大负荷和最小负荷两种情况，原有负荷为已包括网损的供电负荷，新建负荷为用电负荷。
供电负荷：
c -1P P C F1=
用电负荷： d -c -1P P Y F2=
功率平衡： PF2PF1P F +=∑ 其中： C —厂用电率（7%） d —网损率（6%） Pc —供电负荷 Py —用电负荷 3、结论：
最大运行方式下，F 1、F 2、F 3三台发电机满发，功率缺额为3.644MW ，由联络线从系统获得。最小运行方式下，三台发电机满发，功率剩余37.451MW ，由联络线送回系统。
单位：MW 表1-1 有功功率平衡列表
二、新建电网电压等级的确定：
（一） 原则
1.电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级；
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系统最大负荷时的无功功率平衡
根据《电力系统电压和无功电力技术导则》，在主变压器最大
负荷时，各级变电站二次负荷功率因数应满足：220kV变电站 0.95~1.0，35kV~110kV变电站0.9~1.0；对不满足要求的变电站 进行无功补偿。
不需设置旁路的情况 系统允许断路器停电检修时 接线允许断路器停电检修时 中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器时 采用高可靠性的SF6断路器及全封闭组合电器时
110220 KV配电装置 采用单母线分段或双母线接线的110220 KV配电装 置，除断路器允许停电检修外，一般设置旁路母线； 当220 KV出线在4回及以上、110 KV出线在6回及以 上时，一般采用有专用旁路断路器的接线。
Py K 1
Pmax.i------各变电站最大用电负荷
P
i 1
n
max.i
K1 ------同时率或同时系数一般应根据实际统计资料确定，当 没有实际资料时，可近似取如下参考值：用户较少时0.95~1.0， 用户较多时0.7~0.85，地区与系统之间0.9~0.95
系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤
Tmax
j1
n
Pmax. j Tmax. j
n
电厂
站1
站2
j1
Pmax. j
Pmax1 Tmax1
Pmax2 Tmax2
Pmax.j-----各负荷点的最大有功功率； Tmax.j-----各负荷点的最大负荷利用小时数
二、按电晕条件校验导线截面
U r 〉U max
Ur ----导线的电晕临界电压； Umax----导线最高工作电压。
主接线设计时，应根据电压等级、进出线回路数、 负荷对可靠性的要求等实际情况，参照设计规程和 典型设计来完成。需要注意的是，发电厂和变电站 高压侧的接线应与电网接线方案相一致
发电厂
发电厂
发电厂
站1
站1
站1
(a)
(b)
(c)
3、电力网接线方案的选择
3）选择联络线路的导线型号
a.计算电网在最大运行方式下的初步潮流分布。针对环网接线， 由于线路参数未知，因此先按均一网进行计算，不考虑线路 和变压器的功率损耗。 b.按经济电流密度来选择各线路的导线截面和导线型号。 c.按电晕、允许载流量、机械强度进行校验。 注意：双回路供电线路在校验发热条件时，应考虑一回路故障 切除后，另一回线路承担全部最大负荷时的情况。
双母线接线
610KV电压等级配电装置
发电厂610KV配电装置： 单母线分段或双母线接线
（每段母线上所连接的发电机容量为12MW以上）
双母线分段接线，并装设分段电抗器
（每段母线上所连接的发电机容量为24MW及以上）
变电站610KV配电装置： 单母线分段 单母线接线
2. 设置旁路母线的原则
常用的接线形式有：35角形接线 一台半断路器接线 变压器母线组接线 双母线四分段接线
35220KV配电装置
根据其在电力系统中的地位和作用、电压等级、负荷状 况、出线回路数等条件确定。
35220 KV
出线为2回
桥形或多角形接线 单母线分段接线
3560 KV 出线48回 110220KV 出线不超过4回 3560KV 出线在8回以上 110220KV 出线为5回及以上
第四部分
主接线设计
输电网络设计
一、选择主接线的依据
1．发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用
2．发电厂、变电所的分期和最终建设规模
3．供电负荷的数量和性质
4．系统备用容量大小
5．电压等级与接入系统方式
二、主接线的基本接线形式
单母线接线
有母线接线 单母线分段 增设旁路
双母线分段 双母线接线 增设旁路 一台半断路器接线 变压器母线组接线 单元接线
电力系统课程设计
电网设计与发电厂变电站设计
国家计划及能源政策
能源规划
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电源规划
电网规划
电 力 系 统 规 划 设 计
发电厂、变电站设计 电力系统设计与厂站电气系统设计的关系示意图
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第一部分
设计任务及要求
电力系统课程设计的目的
选择高压输电网设计题目 增强工程观念；熟悉电力系统规划设计有关 的技术规程、规定和导则等；掌握电力网初 步设计的基本方法以及相关的基本计算；学 习工程设计说明书的撰写方法。
设计内容
1、电力系统功率平衡
2、电力网接线方案的技术论证及经济比较；
3、最大和最小运行方式下的潮流计算；
4、调压计算； 5、编写设计说明书，绘图。
第二部分
电网设计步骤及主要方法
1、原始资料分析
包括：电网地理位置图；各电厂发电机的型号、单 机容量和台数；各变电站以及电厂发电机直配负荷 的最大与最小值（或以负荷曲线的形式给出）、功 率因数、额定电压、负荷的电压要求、供电可靠性 要求等 。 分析：1）了解电源及负荷的性质和类型，明确各类 负荷的大小和性质，特别是一类和二类负荷所占的 比例，从而确定系统的规模，以及负荷对可靠性的 要求等。2）其次，初步确定电厂与各变电站之间的 距离，为进一步确定供电电压等级提供数据。
3、电力网接线方案的选择
5）方案的详细比较
对所有保留下来的方案进行电压损耗、电能损耗、
工程总投资、年运行费用计算，筛除不合理的方
案等，最后选择一个最优方案。
4、最大和最小运行方式下的潮流计算
针对最优电网接线，分别计算最大最小方式下的潮流分
布。步骤如下： 1）元件参数计算； 2）最大、最小负荷时的运算负荷及电源运算功率计算； 3）最大、最小负荷时的潮流计算； 4）计算最大负荷情况下，潮流最重的一条线路故障退 出后的系统潮流分布。
2）系统的供电负荷计算 ：综合用电负荷加上电力网的功率损 耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统供电负荷
1 Pg Py 1 K2
K2 ------网损率，通常用供电负荷的百分数表示，一 般为5%~10%
系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤
3）系统的发电负荷计算 ：供电负荷再加上发电厂的厂用电， 以及发电机电压的直配负荷就是发电机应发出的功率，称为电 力系统的发电负荷
不必验算电晕的导线最小型号及外径
110 额 定 电 压 （ kV） 软 导 线 型号 管 形 导 体 外 径 （mm） LGJ50 Ф20 220 330 500 750
LGJ240 Ф30
LGJ600 LGJK500
LGJ2×240
LGJ4×300 LGJQ3×400
LGJQ4×500
Ф40
三、按发热校验导线截面积
计算系统的无功电源和补偿后的系统无功负荷。计算时，假设
发电机为额定运行状态，变压器的工作损耗按每经一次电压变
换，无功损耗为负荷视在功率的12%估算，不考虑架空线路的无 功损耗和充电功率，以及无功补偿装置的容量。
3、电力网接线方案的选择
1）拟订电网接线形式，选择相应的电压等级
接线：有备用、无备用 输电线路电压等级：应根据输送容量、输电距离等确定。初 步拟定电网接线方案时，可根据我国各额定电压等级的合理 的输送功率和输电距离，来选择各线路的供电电压等级。
5、调压计算
1）根据《电力系统电压和无功电力技术导则》确定电力系统
各级电力网电压的允许偏差范围。 2）一般先选用无激磁调压变压器，不满足要求时选用有载调
压变压器或进行无功补偿。为保证用户受端电压质量和降低线
损，220kV及以下的电网电压宜采用逆调压方式。 3）根据潮流计算结果，以及各厂、站低压侧的调压要求，分析 系统在最大和最小负荷时的各点电压情况，确定各变压器分接 开关的位置，并进行验算。
1 Pf (Pg PZ ) 1 K 3
K3 ------厂用电率通常用本厂发电负荷的百分数表示，一般热电厂为
10%~15% ，凝汽式电厂为8%~10%，小型凝汽式电厂为5%从6%，大中型水电 厂0.1%~0.5%，小型水电厂1.0%，核电厂4%~5%；
PZ------发电机电压直配负荷
系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤
扩大单元接线
内桥/外桥
无母线接线
桥形接线
角形接线
三角/四角/五角/六角
1.各电压等级配电装置接线形式的选择
330500KV超高压配电装置
连接大容量发电机组、主变压器、超高压输电线路，必须具 有高度的可靠性，不允许母线故障或母联断路器、分段断路 器拒动而导致同时切除两台以上大型机组或超高压线路，也 不允许系统稳定破坏等大面积停电事故。
对各种不同运行方式以及事故情况下的传输容量进行 发热校验，保证预期的输送容量不超过导线发热所允 许的数值。
KIal I max
K-----环境修正系数，可查表获得； Ial----- 导体在海拔 1000m 及以下、环境温度为 25 ℃时的长期允许载流量 Imax-----各种正常运行方式和事故后运行方式下通过导体的最大工作电流。 关于环境温度，根据我国设备选择的有关规定，对于户外的裸导体，一般 取当地一年中最热月的平均最高温度；在室内则取当地最热月平均最高温 度加5℃。
…
…
…
我国各级电压输送能力统计
输电电压(KV) 0.38 3 6 10 35 110 220 330 500 输送容量（MW） 0.1及以下 0.1～1.0 0.1～1.2 0.2～2.0 2～10 10～50 100～500 200～1000 600～1500 传输距离（km） 0.6及以下 1～3 4～15 6～20 20～50 50～150 100～300 200～600 400～1000
2、功率平衡分析
目的：确定系统的有功备用容量是否满足要 求，以及系统的无功平衡情况。 根据规定，要求系统的总有功备用容量不低 于系统最大发电负荷的20%。 如果系统的有功备用不足，则需提出电源扩 建的方案，如在现有的电厂增加机组的台数 和容量等。
系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤
1）系统的最大用电负荷计算：
3、电力网接线方案的选择
4）方案的初步比较
包括：线路长度、导线长度、高压断路器数目、有色金属消耗 量。在说明书中，可通过表格的形式将各电网方案的上述指 标列举出来进行比较分析。 a.线路走廊长度一般比地理图上的直线长度长5%~10%，导线长 度也要比相应的路径长度长5%~10%。
b.在比较高压断路器数目时，不需要计及变电站中低压侧的断 路器，有色金属耗量可根据导线的型号和长度查表计算出来。 c.经过方案的初步比较，一般留下2~3个方案进行详细的技术 经济比较。
四、按机械强度校验导线截面
对于跨越铁路、通航河流、公路、通信线路
以及居民区的电力线路，导线截面积不得小
于35mm2；通过其它地区的电力线路的允许
最小截面积，35kV及以上线路为25mm2， 35kV以下线路为16mm2。
五、按允许电压损耗选择或校验导线截面
负荷矩法：所谓负荷矩是指线路传输的最大有功功率与线路 长度的乘积，能反映线路的功率损耗和电压质量。例如，根 据手册中给出的6~220kV线路电压损失10%时的负荷矩，可以 了解当线路允许电压损失为 10% 时，各型号导线、导线截面、 功率因数、负荷矩以及电压等级之间的关系，对所选的线路 进行电压损失校验，还可作为选择电压等级的依据。 见曹敏绳《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》P30 表 3-2、3-3、3-4
第三部分
输电线路的选择
一、按经济电流密度选择导线截面
S Pmax 3JU N cos
S----导线截面积（mm2）；Pmax----送电容量（kW）； J----经济电流密度（A/mm2）；UN----线路额定电压（kV）。
导线的经济电流密度可根据导线类型及最大负荷利用小时数查 表得到。
线路的最大负荷利用小时数 Tmax,是由所通过的各负荷点的功率 及其Tmax 决定，对于链式网络或环形网络，各段线路的最大 负荷利用小时数可根据最大负荷利用小时数的定义，通过对 所供负荷点的最大负荷利用小时数取加权平均获得：
电压等级不宜过多，以减少变电重复容量 我国现有电网的电压等级的配置大致分为两类，即110／220／500kV及110 ／330kV。220kV以下电压等级的配置则为10／63／220kV及10(6)／35／110 ／220kV两种系列。
3、电力网接线方案的选择
2）确定发电厂、变电站主变压器的台数、容量和 主接线形式