【導讀】第一章參數(shù)計算·······························2. 第二章潮流計算·······························6. 一．系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置··································6. 二．程序的調(diào)試·····································7. 第三章短路故障的分析計算·····················15

　　

【正文】 大小相等，方向相反。三相短路時故障點處的短路電流最大，對系統(tǒng)的影響也最大，三相短路一般是由一相和兩相短路發(fā)展而來的。所以當系統(tǒng)發(fā)生三相短路時應(yīng)最大可能減小電流對系統(tǒng)的影響，在實際的電力系統(tǒng)中可采用快速動作的繼電保護和斷路器，以及發(fā)電機裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，合理選擇電氣 主接線的形式或運行方式，以增大系統(tǒng)阻抗，減少短路電流值，采用分裂低壓繞阻變壓器等；在電力系統(tǒng)中主要通過 裝設(shè)電抗器增大短路阻抗，限制短路電流，減小電壓波動 。 23 第四章 思考題 牛頓拉夫遜法與 PQ分解法有哪些聯(lián)系？有哪些區(qū)別？二者的計算性能如何？ 答： （ 1）聯(lián)系：它們采用相同的數(shù)學模型和收斂判據(jù)。當電路的電抗遠大于電阻時，可以簡化牛頓拉夫遜極坐標的修正方程的系數(shù)矩陣得到 PQ分解法，且簡化后并未改變節(jié)點功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會降低計算結(jié)果的精度。 （ 2）區(qū)別： PQ 分解法的修正方程結(jié)構(gòu)和牛頓拉夫遜的結(jié)構(gòu)不同。 pq 分解法由于雅可比矩陣常數(shù)化，計算過程中減少了很大的計算量，而且有功和電壓幅值，無功和電壓相角的完全割裂也大大的對矩陣降維數(shù)，減少了一半的計算量，但是他雅克比矩陣常數(shù)化是經(jīng)驗值，喪失了一部分穩(wěn)定收斂的特性，而且當支路電阻與電抗比值較大的時候收斂性也特別差，甚至不收斂 （ 3） PQ法按幾何級數(shù)收斂，牛頓拉夫遜法按平方收斂。 PQ 分解法把節(jié)點功率表示為電壓向量的極坐標方程式，抓住主要矛盾，把有功功率誤差作為修正電壓幅值的依據(jù)，把有功功率和無功功率迭代分開進行。它 密切地結(jié)合了電力系統(tǒng)的固有特點，無論是內(nèi)存占用量還是計算速度方面都比牛頓 拉夫遜法有了較大的改進。 為什么在用計算機對某網(wǎng)絡(luò)初次進行潮流計算時往往是要調(diào)潮流，而并非任何情況下只一次送入初始值算出結(jié)果就行呢？要考慮什么條件？各變量是如何劃分的？哪些可調(diào)？哪些不可調(diào)？ 答：潮流計算時功率方程是非線性，多元的具有多解。初始條件給定后得到的結(jié)果不一 定 能 滿 足 約束 條 件 要求 ， 要 進行 調(diào) 整 初值 后 才 能滿 足 。 其約 束 條 件有 ：m a xm in iii UUU ?? ， m axm in iii PPP ?? ， m a xm in iii Q ?? ， ?? ?|| ij 。負荷的 PQ 量為擾動變量，發(fā)電機的 PQ 為控制變量，各節(jié)點的 V 為狀態(tài)變量。擾動變量是不可控變量，因而也是不可調(diào)節(jié)的，狀態(tài)變量是控制變量的函數(shù)，因而狀態(tài)變量和控制變量是可以調(diào)節(jié)的。 發(fā)電機節(jié)點的注入無功為負值說明了什么？ 答：因為線路無功潮流最有可能的流向由電壓的幅值大小決定：由幅值高的節(jié)點流向幅值低的節(jié)點。由此看出發(fā)電機的電壓小于節(jié)點電壓而無功功率的方向是從高電壓到低電壓，所以發(fā)電機的注入無功為負值。 24 線路有功 潮流最有可能的流向是？線路無功潮流最有可能的流向是？ 答：線路無功潮流最有可能的流向由電壓的幅值大小決定：由幅值高的節(jié)點流向幅值低的節(jié)點。線路有功潮流最有可能的流向由電壓的相位角決定，由相位超前的節(jié)點流向相位滯后的節(jié)點。 負荷功率因數(shù)對系統(tǒng)潮流有什么影響？ 答：負荷功率因數(shù)降低，無功功率就會增大，其輸電線路的總電流就會相應(yīng)增大，從而會造成電壓損耗的升高，從而會改變無功功率潮流的大小，嚴重時甚至會改變方向；反之亦然。 潮流控制的主要手段有哪些？ 答：（ 1）主要手段為通過 FACTS— 柔性交流輸電系統(tǒng) 改變無功潮流的分布，能在較大范圍內(nèi)有效控制潮流，（ 2）改變發(fā)電機出力以改變有功（ 3）加設(shè)無功補償裝置（ 4）改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 如何降低系統(tǒng)網(wǎng)損？ 答：（ 1）提高負荷的功率因數(shù)；（ 2）提高電力網(wǎng)運行的電壓水平；（ 3）改變電力網(wǎng)的運行方式；（ 4）對原有電網(wǎng)進行技術(shù)改造 : ①升壓改造②簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少變電層次③提高電網(wǎng)調(diào)峰能力 如何校驗主設(shè)備的短路容量？ 答：（ 1）根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)的短路電流，根據(jù)此值計算主設(shè)備安裝處的短路容量（ 2）再與主設(shè)備的三相短路容量進行比較（ 3）若主設(shè)備安裝處的短路容量小于主設(shè) 備的三相短路容量，則校驗合格。 利用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流和利用導納矩陣計算短路電流的算法有何異同？ 答：因為直接利用導納矩陣的元素計算不方便，所以實際短路計算最終需要的是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點阻抗矩陣來計算。由于導納矩陣易于形成，而且是稀疏矩陣，所以占用計算機的內(nèi)存容量少，因此常利用導納矩陣來計算短路電流。導納矩陣和阻抗矩陣都是為表示網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。 25 減小短路電流的措施有哪些？ 答： (1)是做好短路電流的計算，正確選擇及校驗電氣設(shè)備，電氣設(shè)備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。 (2)是正確選擇繼 電保護的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護裝置，以便發(fā)生短路時，能快速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時間，減少短路所造成的損失。 (3)是在變電站安裝避雷針，在變壓器附近和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。 (4)是保證架空線路施工質(zhì)量，加強線路維護，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。 (5)是帶電安裝和檢修電氣設(shè)備，注意力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。 (6)是加強管理，防止小動物進入配電室，爬上電氣設(shè)備。 (7)是及時清除導電粉塵，防止導電粉塵進入電氣設(shè)備。 (8)是在電纜埋設(shè)處設(shè)置標記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護，并向施工人員說明電纜敷設(shè)位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。 (9)是電力系統(tǒng)的運行、維護人員應(yīng)認真學習規(guī)程，嚴格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設(shè)備，禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工，維護人員工作完畢，應(yīng)立即拆除接地線。要經(jīng)常對線路、設(shè)備進行巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進行檢修。 26 心得體會 課程設(shè)計是將課本中所學的理論知識應(yīng)用到實際中，是檢驗我 們所學理論知識非常有用一種手段。在課程實際中，考驗的不僅是個人完成否認能力，而且是團隊協(xié)作的意識。在設(shè)計中。我們應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)問題，而且要尋找解決問題的方法 ，多與他人溝通，共同探討。 本次課程設(shè)計是根據(jù)電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)和電力系統(tǒng)計算機輔助分析課程內(nèi)容 ，結(jié)合實際工程和科研的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進行系統(tǒng)的潮流和短路電流計算。具體內(nèi)容包括：系統(tǒng)等值模型和參數(shù)的計算；利用現(xiàn)有的潮流和短路計算程序進行計算，或編制電力系統(tǒng)潮流和短路計算程序；計算結(jié)果分析。 在本設(shè)計中，我學到了如何在模擬的情況下調(diào)整發(fā)電機的出力以滿足在盡量不改變網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下達到網(wǎng)損最小，以及在部分母線電壓不能滿足要求時如何通過一些技術(shù)手段來彌補。我更清楚的認識到了在網(wǎng)絡(luò)模型的選取不同時，所得到的結(jié)果是有所不同的。如何使模擬的結(jié)果最接近實際的結(jié)果。在完成報告的過程中還用到了 visio 進行繪圖 以及用 excle 的函數(shù)計算，繪圖非常簡便，其次 節(jié)省時間。 在本次設(shè)計中，老師給予了我們很大的指導，并且有很多同學給了我很大的幫助，在此對各位老師以及同學表示衷心的感謝。 27 參考文獻 [1] 孟祥萍、高嬿．電力系統(tǒng)分析 [M]．武昌 :華中科技大學出版社 ,1995 [2] 曹繩敏．電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料 [M]．北京 :中國電力出版社 [3] 紀雯 .電力系統(tǒng)設(shè)計手冊 [M].北京 :中國電力出版社 , [4] 戈東方 .電力工程電氣設(shè)計手冊 [M].北京 :中國電力出版社 , [5] 王晶、張有兵．電力系統(tǒng)的 MATLAB/SIMULINK 仿真與應(yīng)用 [M]. 西安 :西安電子科技大學出版社， 2020