课 题：电力系统分析课程设计
专 业：电气工程动化
班 级：20XX级X班
姓 名：
指导教师：
设计日期：2014年11月24日~2014年12月5日
成 绩：
目录
．绪2
二 设计目 3
三设计容 4
四 设计求 8
五元件参数表 9
六 计算 10
七 CEES软件仿真 14
八心 20
九参考文献 22
绪
电力系统分析电气工程动化专业必修课通理仿真计算学生掌握电力系统三计算（电力系统短路计算系统稳定计算潮流计算）基方法深化学生电力系统基理计算方法理解培养学生分析解决问题力电力系统计算软件应力
短路计算电力技术基问题发电厂变电整电力系统设计运行工作中必须事先进行短路计算作合理选择电气接线选足够热稳定度动稳定度电气设备载流导体确定限制短路电流措施电力系统中合理配置种继电保护整定参数等重掌握短路发生物理程种运行参量（电流电压等）数值非常必
短路计算容般包括
1 计算10年左右运行方式时三相短路单相接短路零秒短路电流现断路器进行更换时应渡年份计算
2 发电厂变电电气设计般计算短路电流非周期性分量击电流
3 整定继电保护选择熔断器等时尚需计算关年份系统运行方式短路电流
CEES短路计算程序电力系统（包括工业商业供配电系统）三相短路单相接短路两相短路两相接短路分析计算CEES计算短路瞬间短路发生干时刻电流电压分布参量获适应度模拟精确度鉴国外类软件优点基础CEES采计算方法（通计算法基运算曲线工程实法）标准（IEC909ANSIIEEE）供户选择
潮流计算电力系统分析中种基计算务定运行条件确定系统运行状态母线电压（幅值相角）网络中功率分布功率损耗等
潮流计算设计目般包括：
• 评价网络方案
• 选择导线变电设备规格
• 选调压装置功补偿配置提供
• 电力系统计算分析(稳定计算)提供原始数
潮流计算设计运行方式般包括
• 高峰负荷低谷负荷
• 丰水期水期枯水期(水电时)
水期方案技术济较丰水期枯水期校核方案供电性供电质量
• 事运行方式
• 特殊运行方式
获适应度模拟精确度鉴国外类软件优点基础CEES采计算方法计算机根电力系统特点行选择CEES潮流计算程序电力系统（包括工业商业供配电系统）正常运行状态分析计算重点电压电流功率分布潮流分布CEES计算电压损失功率损耗设备功率数载状态静态参量
简单闭式潮流网络通常指两端供电网络简单环形网络简单环形网络指节点两条支路相接环形网络单电源供电简单环网做供电点电压相等两端供电网络简单环网中存电源点定功率电源点作负荷点处理定电压电源点分二样便干已知供电点电压两端供电网络时简单环形网络转化家熟悉两端供电网络灵活运功率分点进行电流网络潮流计算
潮流计算实现电力系统安全济发供电必措施重工作环节潮流计算电力系统规划计算生产运行调度理科学计算中着广泛应说电气工程动化专业学生说掌握潮流计算非常重必
设计目
系统总结回顾复该课程理知识综合应课程知识解决电力系统工程实际基础理问题培养锻炼分析问题解决问题基技基方法
二 设计容
1潮流计算
潮流计算电力系统基常计算根系统定运行条件网络接线元件参数通潮流计算确定母线电压包括电压幅值相角元件流功率整系统功率损耗等系列系统中潮流数
潮流计算数学元非线性方程组求解问题求解方法种牛顿—拉夫逊NewtonRaphson法数学解非线性方程组效方法较收敛性NR法潮流计算导纳矩阵基础利导纳矩阵称性稀疏性节点编号序优划等技巧NR法收敛性占存计算速度等方面优点超阻抗法
时文应电力系统潮流计算仿真软件CEES利程序计算结果进行较计算结果更加准确利成形程序系统中出现种情况例负荷变化线路发生变化进行计算母线满足范围数进行调控系统处较稳定状态
2等值电路计算程
电压衡量电力系统电质量标准电压高低身电设备产生重影响保证户电压接额定值电力系统调度基务系统电压偏离允许值时电力系统必须应电压调节技术调节系统电压维持允许值范围文手算形成等值电路图编写程序出节点电压标幺值满足求调整范围
首先定程序输入部分作简分析程序开始需确定输入节点数支路数衡母线号支路参数矩阵节点参数矩阵
（1）保证整系统潮流计算完整性具母线发电机处均选作节点样10条母线4部发电机组选定14节点确定电厂母线3发电机作衡节点节点号①机组作PV节点节点号②③④余节点均PQ节点节点号见等值电路图
（2）确定完节点编号条支路相应确定网络中总计13条支路支路参数进行计算根实际电路图题中已知条件公式计算输电线路阻抗支路电容标幺值变压器阻抗标幺值
3短路计算
电力系统设计运行中必须考虑发生障正常运行情况会破坏户供电电气设备正常工作生命财产产生威胁电力系统实际运行情况障绝数数短路引起电力系统短路障较深刻认识外必须熟练掌握电力系统短路计算
短路电力系统严重障谓短路指切正常相相间相（中性点接系统）发生通路情况
31 短路原
产生短路原方面：（1）元件损坏例绝缘材料然老化设计安装维护良带设备缺陷发展成短路等（2）气象条件恶劣例雷击造成网络放电避雷器动作架空线路风导线覆冰引起电杆倒塌等（3）违规操作例运行员带负荷拉闸线路设备检修未拆接线加电压等（4）挖沟损伤电缆鸟兽跨接裸露载流部分等
32 短路类型
三相系统中发生短路：三相短路两相短路两相短路接单相接短路三相短路称称短路系统项正常运行时样处称状态类型短路称短路
电力系统运行验表明种类型短路中单相短路占数两相短路较少三相短路机会少三相短路然少发生情况较严重应予足够重视况短路计算方法切称短路计算采称分量法结称短路计算三相短路研究具重意义
33 短路计算目
电力系统设计电气设备运行中短路计算解决系列问题缺少基计算问题：
（1）选择足够机械稳定度热稳定度电气设备例断路器互感器瓷瓶母线电缆等必须短路计算作里包括计算击电流校验设备电动力稳定度计算干时刻短路电流周期分量校验设备热稳定度计算指定时刻短路电流效值校验断路器断流力等
（2）合理配置种继电保护动装置确定参数必须电力网中发生种短路进行计算分析计算中知道障支路中电流值必须知道电流网络中分布情况时知道系统中某节点电压值
4制定等值网络参数计算
41标幺制概念
般电路计算中电压电流功率阻抗单位分VAWΩ表示种实际名单位表示物理量方法称名单位制电力系统计算中广泛标幺制标幺制相单位制种标幺制中物理量标幺值表示标幺值定义式出：
见标幺值没量纲数值实际名值基准值选标幺值说明量标幺值时必须时说明基准值否标幺值意义明确
选定电压电流功率阻抗基准值分BVBIBSBZ时相应标幺值：
42 标幺值选择
电力系统分析中涉称三相电路计算计算时惯采线电压V线电流I三相功率S相等值阻抗Z物理量间存列关系：
单相电路样应量基准值间关系名值间关系具相方程式：
见标幺制中三相电路计算公式单相电路计算公式完全相线电压相电压标幺值相等三相功率单相功率标幺值相等选择基准值时惯选VBSB ：
样电流阻抗标幺值：
采标幺值进行计算结果换算成名值换算公式：
5短路电流计算曲线应
工程计算中常利计算曲线确定短路意指定时刻短路电流周期分量短路点总电流短路点邻支路电流分布计算计算曲线足够准确度
应计算曲线法具体计算步骤： (1)绘制等值网络
a选取基准功率SB基准电压VBVav
b发电机电抗xd略网络中元件电阻输电线路电容变压器励磁支路
c限功率电源电抗等零 d略负荷 (2)进行网络变换
网络中电源合原合成干组求出等值电机短路点转移阻抗xfi（i12…）限功率电源短路点转移电抗xfs
(3) 求转移电抗相应等值机容量进行算便等值机短路点计算电抗
式中SNi第i台等值机额定容量代表部分发电机额定容量
(4) xjs1xjs2…分根适计算曲线找出指定时刻t等值发电机提供短路周期电流标幺值Ipt1*Ipt2*… Iptg*
(5)网络中限功率电源提供短路周期电流衰减式确定
W
三设计求
1）列出完整详细计算式图表
2）标准文格式书写设计报告时提交
3）图进行课程设计
图1课程设计题电力系统接线图
4 元件参数表
表1元件参数
组号
4
3号母线运行电压
385kV
6号母线运行电压
121kV
12号发电机
30MW
08
34号发电机
60MW
085
12号变压器
34号变压器
56号变压器
13号线路
24号线路
1号集中负荷
8+j3
2号集中负荷
12+j4
3号集中负荷
16+j10
4号集中负荷
6+j2
5号集中负
40+j30
6号集中负荷
18+j6
短路母线
8
5 计算
（1）电网等值电路计算：（李遵诚李洋负责）
取认变压器标幺变等1
变压器12：
变压器34：
变压器56：
线路13：
线路24：
发电机12：
变压器13： ：
线路24：
发电机34：
变压器34：
变压器56：
负荷1：
负荷2：
负荷3：
负荷4：
负荷5：
负荷6：
（2） 短路电流周期分量计算：（张超鹏负责）
图2
图3
图4
（3） 潮流计算：（王科李秋负责）
线路13：
线路24：
变压器56：
发电机34：
6 CEES软件仿真（张超鹏负责）
1） 电网等值电路计算：
图5
2） 短路电流周期分量计算：
图6
（3）潮流计算：
（3）潮流计算CEES中数：
图7
七心
1A：通次课程设计重新复巩固课相关容课知识更深层次理解掌握时进步感受理知识工程实践中重性刚接触课设题目时模糊方知道做具体计算知道通断请教学组员进行次讨推敲确定思路答题方理知识扎实导致次课程设计没完整做完手动潮流计算部分次课设败笔通CEES决策软件做出短路计算潮流计算错总次课程设计留许遗憾已全力发现解决问题
2B：通两周四天学电力系统分析进步解（说等值电路化简潮流计算等）学程中发现电力系统分析计算太复杂公式太较头痛方总说学东西点
3C：电力系统分析门课程设计说难度非常反复翻书难弄懂具体什情况坚持懈问学问老师努力总算略知二门整体思维设计更差毫米谬千里严谨科学理学科通次课程设计更加明白学路遥远必须继续努力奋斗
4D：历两礼拜八课时学学会东西电力系统分析更深理解时实验课中赖cess系统简单参数输入时候短路计算潮流计算般计算错漏百出答案进行核日常工作生活中更加注重计算分析力培养雄关漫道真铁科学道路更加努力
5E：学期进行电力系统分析专业课学掌握电力系统潮流计算基知识学期课程设计中进行次电网潮流计算设计潮流计算加深认识潮流计算电力系统基常计算实际情况远计算情况复杂深刻解潮流计算重性认学电力系统关键学潮流计算失误造成整电网崩溃努力基础努力提高力熟练度
8参考文献
[1] 仰赞温增银．电力系统分析[M]．第三版． 华中科技学出版社．2002．
[2] 仰赞温增银．电力系统分析[M]．第三版． 华中科技学出版社．2002．
重庆学城市科技学院课程设计
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课 题：电力系统分析课程设计
专 业：电气工程动化
班 级：20XX级X班
姓 名：
指导教师：
设计日期：2014年11月24日~2014年12月5日
成 绩：
目录
．绪2
二 设计目 3
三设计容 4
四 设计求 8
五元件参数表 9
六 计算 10
七 CEES软件仿真 14
八心 20
九参考文献 22
绪
电力系统分析电气工程动化专业必修课通理仿真计算学生掌握电力系统三计算（电力系统短路计算系统稳定计算潮流计算）基方法深化学生电力系统基理计算方法理解培养学生分析解决问题力电力系统计算软件应力
短路计算电力技术基问题发电厂变电整电力系统设计运行工作中必须事先进行短路计算作合理选择电气接线选足够热稳定度动稳定度电气设备载流导体确定限制短路电流措施电力系统中合理配置种继电保护整定参数等重掌握短路发生物理程种运行参量（电流电压等）数值非常必
短路计算容般包括
1 计算10年左右运行方式时三相短路单相接短路零秒短路电流现断路器进行更换时应渡年份计算
2 发电厂变电电气设计般计算短路电流非周期性分量击电流
3 整定继电保护选择熔断器等时尚需计算关年份系统运行方式短路电流
CEES短路计算程序电力系统（包括工业商业供配电系统）三相短路单相接短路两相短路两相接短路分析计算CEES计算短路瞬间短路发生干时刻电流电压分布参量获适应度模拟精确度鉴国外类软件优点基础CEES采计算方法（通计算法基运算曲线工程实法）标准（IEC909ANSIIEEE）供户选择
潮流计算电力系统分析中种基计算务定运行条件确定系统运行状态母线电压（幅值相角）网络中功率分布功率损耗等
潮流计算设计目般包括：
• 评价网络方案
• 选择导线变电设备规格
• 选调压装置功补偿配置提供
• 电力系统计算分析(稳定计算)提供原始数
潮流计算设计运行方式般包括
• 高峰负荷低谷负荷
• 丰水期水期枯水期(水电时)
水期方案技术济较丰水期枯水期校核方案供电性供电质量
• 事运行方式
• 特殊运行方式
获适应度模拟精确度鉴国外类软件优点基础CEES采计算方法计算机根电力系统特点行选择CEES潮流计算程序电力系统（包括工业商业供配电系统）正常运行状态分析计算重点电压电流功率分布潮流分布CEES计算电压损失功率损耗设备功率数载状态静态参量
简单闭式潮流网络通常指两端供电网络简单环形网络简单环形网络指节点两条支路相接环形网络单电源供电简单环网做供电点电压相等两端供电网络简单环网中存电源点定功率电源点作负荷点处理定电压电源点分二样便干已知供电点电压两端供电网络时简单环形网络转化家熟悉两端供电网络灵活运功率分点进行电流网络潮流计算
潮流计算实现电力系统安全济发供电必措施重工作环节潮流计算电力系统规划计算生产运行调度理科学计算中着广泛应说电气工程动化专业学生说掌握潮流计算非常重必
设计目
系统总结回顾复该课程理知识综合应课程知识解决电力系统工程实际基础理问题培养锻炼分析问题解决问题基技基方法
二 设计容
1潮流计算
潮流计算电力系统基常计算根系统定运行条件网络接线元件参数通潮流计算确定母线电压包括电压幅值相角元件流功率整系统功率损耗等系列系统中潮流数
潮流计算数学元非线性方程组求解问题求解方法种牛顿—拉夫逊NewtonRaphson法数学解非线性方程组效方法较收敛性NR法潮流计算导纳矩阵基础利导纳矩阵称性稀疏性节点编号序优划等技巧NR法收敛性占存计算速度等方面优点超阻抗法
时文应电力系统潮流计算仿真软件CEES利程序计算结果进行较计算结果更加准确利成形程序系统中出现种情况例负荷变化线路发生变化进行计算母线满足范围数进行调控系统处较稳定状态
2等值电路计算程
电压衡量电力系统电质量标准电压高低身电设备产生重影响保证户电压接额定值电力系统调度基务系统电压偏离允许值时电力系统必须应电压调节技术调节系统电压维持允许值范围文手算形成等值电路图编写程序出节点电压标幺值满足求调整范围
首先定程序输入部分作简分析程序开始需确定输入节点数支路数衡母线号支路参数矩阵节点参数矩阵
（1）保证整系统潮流计算完整性具母线发电机处均选作节点样10条母线4部发电机组选定14节点确定电厂母线3发电机作衡节点节点号①机组作PV节点节点号②③④余节点均PQ节点节点号见等值电路图
（2）确定完节点编号条支路相应确定网络中总计13条支路支路参数进行计算根实际电路图题中已知条件公式计算输电线路阻抗支路电容标幺值变压器阻抗标幺值
3短路计算
电力系统设计运行中必须考虑发生障正常运行情况会破坏户供电电气设备正常工作生命财产产生威胁电力系统实际运行情况障绝数数短路引起电力系统短路障较深刻认识外必须熟练掌握电力系统短路计算
短路电力系统严重障谓短路指切正常相相间相（中性点接系统）发生通路情况
31 短路原
产生短路原方面：（1）元件损坏例绝缘材料然老化设计安装维护良带设备缺陷发展成短路等（2）气象条件恶劣例雷击造成网络放电避雷器动作架空线路风导线覆冰引起电杆倒塌等（3）违规操作例运行员带负荷拉闸线路设备检修未拆接线加电压等（4）挖沟损伤电缆鸟兽跨接裸露载流部分等
32 短路类型
三相系统中发生短路：三相短路两相短路两相短路接单相接短路三相短路称称短路系统项正常运行时样处称状态类型短路称短路
电力系统运行验表明种类型短路中单相短路占数两相短路较少三相短路机会少三相短路然少发生情况较严重应予足够重视况短路计算方法切称短路计算采称分量法结称短路计算三相短路研究具重意义
33 短路计算目
电力系统设计电气设备运行中短路计算解决系列问题缺少基计算问题：
（1）选择足够机械稳定度热稳定度电气设备例断路器互感器瓷瓶母线电缆等必须短路计算作里包括计算击电流校验设备电动力稳定度计算干时刻短路电流周期分量校验设备热稳定度计算指定时刻短路电流效值校验断路器断流力等
（2）合理配置种继电保护动装置确定参数必须电力网中发生种短路进行计算分析计算中知道障支路中电流值必须知道电流网络中分布情况时知道系统中某节点电压值
4制定等值网络参数计算
41标幺制概念
般电路计算中电压电流功率阻抗单位分VAWΩ表示种实际名单位表示物理量方法称名单位制电力系统计算中广泛标幺制标幺制相单位制种标幺制中物理量标幺值表示标幺值定义式出：
见标幺值没量纲数值实际名值基准值选标幺值说明量标幺值时必须时说明基准值否标幺值意义明确
选定电压电流功率阻抗基准值分BVBIBSBZ时相应标幺值：
42 标幺值选择
电力系统分析中涉称三相电路计算计算时惯采线电压V线电流I三相功率S相等值阻抗Z物理量间存列关系：
单相电路样应量基准值间关系名值间关系具相方程式：
见标幺制中三相电路计算公式单相电路计算公式完全相线电压相电压标幺值相等三相功率单相功率标幺值相等选择基准值时惯选VBSB ：
样电流阻抗标幺值：
采标幺值进行计算结果换算成名值换算公式：
5短路电流计算曲线应
工程计算中常利计算曲线确定短路意指定时刻短路电流周期分量短路点总电流短路点邻支路电流分布计算计算曲线足够准确度
应计算曲线法具体计算步骤： (1)绘制等值网络
a选取基准功率SB基准电压VBVav
b发电机电抗xd略网络中元件电阻输电线路电容变压器励磁支路
c限功率电源电抗等零 d略负荷 (2)进行网络变换
网络中电源合原合成干组求出等值电机短路点转移阻抗xfi（i12…）限功率电源短路点转移电抗xfs
(3) 求转移电抗相应等值机容量进行算便等值机短路点计算电抗
式中SNi第i台等值机额定容量代表部分发电机额定容量
(4) xjs1xjs2…分根适计算曲线找出指定时刻t等值发电机提供短路周期电流标幺值Ipt1*Ipt2*… Iptg*
(5)网络中限功率电源提供短路周期电流衰减式确定
W
三设计求
1）列出完整详细计算式图表
2）标准文格式书写设计报告时提交
3）图进行课程设计
图1课程设计题电力系统接线图
4 元件参数表
表1元件参数
组号
4
3号母线运行电压
385kV
6号母线运行电压
121kV
12号发电机
30MW
08
34号发电机
60MW
085
12号变压器
34号变压器
56号变压器
13号线路
24号线路
1号集中负荷
8+j3
2号集中负荷
12+j4
3号集中负荷
16+j10
4号集中负荷
6+j2
5号集中负
40+j30
6号集中负荷
18+j6
短路母线
8
5 计算
（1）电网等值电路计算：（李遵诚李洋负责）
取认变压器标幺变等1
变压器12：
变压器34：
变压器56：
线路13：
线路24：
发电机12：
变压器13： ：
线路24：
发电机34：
变压器34：
变压器56：
负荷1：
负荷2：
负荷3：
负荷4：
负荷5：
负荷6：
（2） 短路电流周期分量计算：（张超鹏负责）
图2
图3
图4
（3） 潮流计算：（王科李秋负责）
线路13：
线路24：
变压器56：
发电机34：
6 CEES软件仿真（张超鹏负责）
1） 电网等值电路计算：
图5
2） 短路电流周期分量计算：
图6
（3）潮流计算：
（3）潮流计算CEES中数：
图7
七心
1A：通次课程设计重新复巩固课相关容课知识更深层次理解掌握时进步感受理知识工程实践中重性刚接触课设题目时模糊方知道做具体计算知道通断请教学组员进行次讨推敲确定思路答题方理知识扎实导致次课程设计没完整做完手动潮流计算部分次课设败笔通CEES决策软件做出短路计算潮流计算错总次课程设计留许遗憾已全力发现解决问题
2B：通两周四天学电力系统分析进步解（说等值电路化简潮流计算等）学程中发现电力系统分析计算太复杂公式太较头痛方总说学东西点
3C：电力系统分析门课程设计说难度非常反复翻书难弄懂具体什情况坚持懈问学问老师努力总算略知二门整体思维设计更差毫米谬千里严谨科学理学科通次课程设计更加明白学路遥远必须继续努力奋斗
4D：历两礼拜八课时学学会东西电力系统分析更深理解时实验课中赖cess系统简单参数输入时候短路计算潮流计算般计算错漏百出答案进行核日常工作生活中更加注重计算分析力培养雄关漫道真铁科学道路更加努力
5E：学期进行电力系统分析专业课学掌握电力系统潮流计算基知识学期课程设计中进行次电网潮流计算设计潮流计算加深认识潮流计算电力系统基常计算实际情况远计算情况复杂深刻解潮流计算重性认学电力系统关键学潮流计算失误造成整电网崩溃努力基础努力提高力熟练度
8参考文献
[1] 仰赞温增银．电力系统分析[M]．第三版． 华中科技学出版社．2002．
[2] 仰赞温增银．电力系统分析[M]．第三版． 华中科技学出版社．2002．
重庆学城市科技学院课程设计
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