利用调相机实现电力系统电压调整(1)

辽 宁 工 业 大 学 电力系统自动化  课程设计（ 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ） 题目：  利用调相机实现电力系统电压调整（1） 院（系）：   电气工程学院  专业班级：  电气        学    号：  1103  学生姓名：          指导教师：                  （签字） 起止时间：2013.12.26—2014.01.11 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院                    教研室： 电气工程及其自动化 学 号   学生姓名   专业班级   课程设计题目 利用调相机实现电力系统电压调整（1） 课程设计（论文）任务 ～ T1 T2 电力系统图如图： 1． 励磁可调节发电机：PN=300MW，cosφN=0.8，UN=10.5KV，Xd=Xq=1.7； 2． 变压器T1：SN=300MVA,Uk%=12,Pk=1.5MW,I0%=3,P0=0.8MW,变比K1=242±8×1.25%/10.5KV. 3． 变压器T2：SN=300MVA,Uk%=15,Pk=1.5MW,I0%=3,P0=0.8MW,变比K2=220±8×1.25%/11KV. 4． 每回线路:L=250KM,X1=0.42Ω/KM, R=0.07Ω/KM, b1=2.8×10-6S/KM. 5． 末端最大负荷: S=250MVA.最小负荷: S=120MVA. 功率因数均为0.8。 任务要求： 1 计算各元件的参数，并画出系统的等值电路。 2 对给定的系统（变压器为主分接头，发电机电压额定），计算各点电压。 3 采用在负荷端安装调相机的方法，确定调相机的容量和型号，使发电厂220KV母线电压不超过240KV，变电所10KV母线电压在9.6KV到10.8KV之间。 5 利用单片机（或PLC等）实现对调相机励磁的实时控制。 4 对调压结果进行分析总结。 进度 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 1、布置任务，查阅资料，理解电压调整的基本方法和原理。（1天） 2、系统等值电路绘制及参数计算。（1天） 3、变压器取主分接头，发电机取电压额定，计算各点电压（1天） 4、采用负荷端安装调相机的调压方法，选择调相机，完成电压调整要求。（2天） 5、利用单片机（或PLC等）实现对调相机的实时控制。（3天） 6、对结果进行分析总结。（1天） 7、撰写、打印设计 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 （1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日               注：成绩：平时20%  论文质量60%  答辩20%  以百分制计算 摘 要 我国电力系统的整体现状比较好，但电力需求也越来越大，随着我国电力系统的逐步发展，规模的日益扩大和网络的复杂性对我国的电力系统建设和控制提出了更为严格的要求，电源建设的告诉发展是其中一个方面，更为重要的是，用户对电压质量要求的提高等因素也要求对现有的电力系统进行改进和完善。 对于电力系统自动化电压的调整，采用调相机的调整电压的方法，进行了调压原理的学习，系统等值电路的计算，同时对于系统各个节点的电压进行计算，还进行CPU控制的研究，然后确定调相机型号，能够实时的进行控制，然后进结果分析，确定调相机能够满足电力系统要求。 利用调相机进行电压的调整可以进行实时的控制，因此可以根据具体负荷的大小进行适当的补偿，其在投入电力系统后，有时可以在极端情况下对电力网进行无功功率的补偿。可以为电力系统的功率的最优传输进行适当的调整。而且利用单片机控制，可以根据实际的情况可以很方便的进行控制的修改。次调相机在系统进行补偿后可以很好满足了负荷端对电压的要求。 关键词：调相机；电压；无功功率；调整；CPU 目 录 第1章 绪论    1 1.1 电力系统电压调整概况    1 1.2 本文主要内容    1 第2章 安装调相机补偿前系统电压计算    2 2.1 等值电路    2 2.2 参数计算    2 2.3 电压计算    3 第3章 安装调相机补偿后的电压计算    6 3.1 安装调相机的电压调整原理与方法    6 3.2 补偿容量的计算    6 3.3 调相机的选择    10 第4章 控制系统设计    11 4.1 输入通道设计    11 4.2 输出通道设计    11 4.3 最小系统设计    12 4.4 软件设计    13 第5章 课程设计总结    16 参考文献    17 绪论 电力系统电压调整概况 电压调整是电力系统调节的一个重要组成部分。无功功率是电力系统中的一个重要的概念。有网络结构与参数确定的情况下，电压损耗与输送的无功功率有关，如果输送无功功率过多，则线路电压损耗可能超过最大允许值，从而引起用户端电压偏低。无功功率在电力系统运行中的冗余或者缺乏都对电力系统有极大的影响，甚至造成电力系统电压的崩溃。所以，无功功率平衡对系统电压质量的重要保证。电力系统的无功功率的调节是电压调整的一个非常重要的方面。其中无功功率电源有同步发电机，同步调相机及同步电动机，并联电容器，精致武功功率补偿器等。随着电力电子器件的发展人们能够用于调节电压的方法越来越多，从而系统能够运行的可靠性更高、实用性更好。 本文主要内容 电力系统电压调整方式有很多种。比如，调整发电机、调相机、并联电容器、并联电抗器等设备。本文主要对于调相机的研究，其中要进行电力系统等值电路的计算以及电力系统各个元件的参数进行计算，采用符合端装设调相机，根据系统负荷的参数情况来确定调相机的型号和容量。同时进行CPU的控制从而实现系统输入通道设计、输出通道设计以及最小系统结构图的设计。通过实践验证系统并顺利通过后，进行系统比较进行分析，最后确定自己的所选设备是否满足标准。 安装调相机补偿前系统电压计算 等值电路 根据题目所给的电力系统图，可以得到等值电路图（图2.1）。 图2.1 电力系统等值电路图 参数计算 对于发电机： 其他元件的参数，对于变压器归算到高压侧： 对于变压器 ： 对于变压器 ： 对于输电线路： 电压计算 根据所学的知识采用最好的方法是潮流法，从末端的功率推算到起始端的的功率，在利用起始端的已知电压再潮流到各个节点的电压。 由于我们只知道末端负荷的最大最小功率因此我们采用其的平均功率为此次潮流计算的末端功率输送。负荷的功率因数为0.85，所以 两台变压器运行时，它们的励磁功率为： 由于线路电压未知，可以用线路的额点电压计算线路产生的充电功率，并将其分成两个部分，变得 末端的功率传送到节点4的变压器损耗 节点4的总负荷 线路的损耗 得到节点3的功率 节点3到节点2的变压器损耗 同样变压器1的励磁功率也看做节点2的负荷功率，节点2的功率 由于发电机的电压额定，发电机出口的电压为10.5KV，所以节点2的电压 从节点2到节点3的传输功率 根据电压降落的公式 得 变压器的功率损耗 节点3线路充电功率 节点3到节点4的传输功率 可节点4的电压 线路的功率损耗 节点4的线路等效的充电功率 则由节点4流到节点5的功率 此时变压器的损耗 损耗后的电压 则末端电压 安装调相机补偿后的电压计算 安装调相机的电压调整原理与方法 调相机是特殊运行状态下的同步电动机，可视为不带有功负荷的同步发电机或者是不带机械负荷的同步电动机。当过激运行时，它向电力系统提供感性无功功率；欠激运行时，从电力系统中吸收感性无功功率。因此，改变同步调相机的励磁，可以平滑地改变它的无功功率的大小及方向，从而平滑地调节所在地区的电压。同步调相机在运行时要产生用功功率损耗，一般在满负荷运行时，有功功率损耗为额定容量的1.5%~5%，容量越小，有功损耗所占的比重越大。在轻负荷运行时，有功功率损耗也要增大，同步调相机的电压调节效应一般为正值，即它所输出的无功功率随其端电压的下降而增加，这是其独特的地方。 补偿容量的计算 调相机的补偿容量是根据具体的负荷功率来进行判断。无功功率的产生基本上不消耗能源，但是无功功率沿电力网传送却要引起有功功率损耗和电压损耗。合理的配置无功功率补偿容量，以改变电力网的无功功率潮流分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善用户处的电压质量。 由于线路的特点是否忽略变压器的励磁支路,有序变压器的励磁功率对于整个计算系统来书非常小，因此可以忽略这个励磁损耗，这样可以是的计算过程变得简单同时还能够对于数据的计算不会造成很大的误差。我们假设发电机的端电压为额定电压10.5KV。同时得到电力系统等值电路图（图3.2）。 图3.1 电力系统等值电路图 所以节点1的电压 。 应用首端功率计算网络的电压损耗。为此，先按额定电压计算输电系统的功率损耗： 继续阅读