专业课程设计-边浩东

1、四川大学网络教育学院本科生（业余）专业课（设计）题 目 区域电力网设计 办学学院 四川大学网络教育学院 校外学习中心 天津市劳动经济学校 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2012年春季 指导教师 刘馨老师 学生姓名 边浩东 学 号 DH1121S1003 2014年3月12日区域电力网络设计一、设计任务1、原始资料F图：1发电厂、变电所地理位置图(自行定义各变电所位置)图中， 代表电厂， 代表变电所2格为1cm，比例1cm = 10km2各变电所负荷情况3发电厂装机发电厂参数表C4其他情况（1）各变电所功率因数必须补偿到0.9。（2）各发电厂装机台数根据情况确定。2、设计内容1电力系统的功

2、率平衡2网络电压等级和结线方式的选择3发电厂、变电所主结线的选择4潮流计算5调压措施的选择3、设计成品1设计说明书2发电厂、变电所、电力网电气主结线图网络等值阻抗图3潮流分布图（最大、最小负荷时之潮流分别标出）二、设计说明书按照设计任务书要求，我们完成了规定的任务：1根据变电所需要供电的情况，做出有功功率平衡。由表格可得所需最大负荷PL =295 (MW)取网损7% 厂用电8% 热备用5%得发电厂总装机容量为PG =1.2* PL =354 (MW)冷备用大于最大发电机容量，选择100 MW2根据设计任务书给出的区域图，设计出方案：方案：计算初步功率分布：SA =144.7 MWSB =150

3、.3 MW线路总长L =179KMP *L =11440.5 P2 *L = 817642.83发电厂变电所主接线选择1) 发电厂主接线、厂用电接线选择发电厂：高压侧为110kv，功率在100MVA-200MVA 之间，选择双母线分段接线，可靠性高，灵活性也较高，发电机接变压器后直接连双母线分段接线较为合适由于只有两个发电机，所以发电厂采用单元接线。厂用电：考虑到发电厂重要性较高，功率也较高，为保证厂用电不断电，直接从高压母线连接变压器供给6kv 高压厂用电，400v 低压厂用电，综合考虑用一个三绕组变压器。由于发电机和主变之间采用了单元接线，厂用电从主变压器低压侧引接。为了降低间歇性弧光接地

4、电压水平和便于寻找接地点故障点的情况，厂用电接地方式（高压、低压）均采用中性点经高阻接地方式。两厂功率相近，故采用类似的接线方式。（接线见附图）2) 发电厂主变选择发电厂A 输出S=161MWA按供给重要负荷计算S*0.7=112MVA 选取120MVA 变压器两台发电厂B 计算方法同A 由于输出负荷相差不大，所以选取变压器也相同查表选取SPF7-120000/1103) 变电站主接线选择、变电站主变选择变电站主接线：由于出线端负荷较高，均用10kv 出线，按功率分配10 回出线，综合考虑采用单母线分段接线；进线端只有双回进线，故采用单母线分段接线。各个变电所功率相近，均按重要变电所方案设计。

5、（接线图见附图）变电站主变选择：由所给负荷表:变电所4S=*75%=71 选取90MVA*2台变电所3S=*60%=53 选取50MVA*2台变电所2S=*70%=62 选取63MVA*2台变电所1S=*80%=44 选取50MVA*2台选用的变压器参数如下表9：变压器参数4潮流计算线路参数：线路按集中参数计算，忽略对地导纳，得下表表10：线路参数变压器参数：计算公式如下R= X= * G= *0.001 B= 由上述公式计算的变压器各参数如下表由线路参数进行初步潮流分布计算，求得A、B 电厂功率，做出功率流向，找到功率分点，进而将全网从功率分点解开，分别计算潮流。最大负荷时：由公式S=计算得

6、到SA=145.06+j67.03;SB=149.96+j75.69得到功率分点为变电所3，在该点解开，得到两个分开的网络A 网络：先由负荷端计算线损，回推到发电厂变电所3：S3Z=( )2ZT=*(1.05+j25.41)=9.02*10-3+j0.23 MVA由于有功损耗太小，忽略不计，即S3Z=j0.23 MVAS3Z=UN2(G+jB)=0.055+j0.35 MVA母线右端功率为S3=10.12+j2.23 MVA线路L1-3:S1-3=( )2Z1-3=*(16.07+j11.53)=0.143+j1.644 MVA=S3+S1-3=10.263+j3.874 MVA变电所1：S1

7、Z=( )2ZT=*j25.41=j6.501 MVAS1Y=(G+jB)=0.005+j0.35 MVAS1=+S1Z+S1Y+S1=60.318+j35.135线路L4-1:S4-1=( )2Z4-1= *(0.75+j2.8)=0.302+j1.128 MVA+S1Z+S1Y+S1=60.318+j35.135=S1+S4-1=60.62+J36.263 MVA变电所4：S4Z=( )2Z4= *j14.21=j10.409S4y=(G+jB)=0.085+j0.540 MVAS4=+S4Z +S4Y +S4=145.705+j88.382 MVA线路L A-4A 厂变：发电厂A 输出再

8、由各节点功率求得线路压降(忽略线路横向压降)：线路A-4线路4-1线路1-3：电压损耗:末端电压偏差为符合要求。B网络：3变损耗：母线右端功率为s3=70.558+j51.103MVA线路2-32变损耗线路B-2SB-2=()*ZB-2= *(1.6+j6.01)=4.479+j26.92 MVA= S2+SB-2=156.539+j130.609 MVA电压降落计算UB=121 KV线路B-2UB-2=8.577 KVU2=UB-UB-2=112.443 KV线路2-3U2-3=3.728 KVU3=U2-U2-3=108.714 KV计算电压损耗U %=（121-108.714）110=1

9、1.17%末端电压差为（110-108.714）110=1.169% 符合条件最小负荷时：解开网络，计算A、B 功率分配，公式同上。得SA=94.43+j44.40 MVASB=95.58+j48.03 MVA在变电站3 解开网络A 网络：先由负荷端计算线损，回推到发电厂变电所3：S3Z=( )2*ZT =*j25.41=j0.041(MVA)S3Z= UN2（G +jB）=0.055+j0.35(MVA)母线右端功率 S3=4.47+j0.801(MVA)线路L1-3:S1-3=()*Z1-3=*(16.67+j11.53)=0.020(MVA)= S3+S1-3=4.502+j0.821(

10、MVA)S1变电所1：S1Z=()*ZR=*j25.41=j3.176(MVA)S1Y=(G+jB)=0.055+j0.35(MVA)S1= +S1Z +S1Y +S1 =39.557+j21.297(MVA)线路L4-1:S4-1 =( )*Z4-1= *(0.75+j2.8)=0.215+j0.467MVA=+S4-1 =39.682+j21.764(MVA)变电所4：S4Z=()2*Z4=*j14.21=j4.358(MVA) S4Y = (G+jB)=0.085+j0.540(MVA) = +S4Z +S4Y +S4 =94.767+j53.329(MVA) 线路L A-4 SA-4

11、=()*ZA-4=*(1.89+j7.11)=1.847+j6.948 MVA=+SA-4 =96.614+j60.277(MVA)A 厂变：=()2ZA=*=发电厂A 输出SA= 96.667+j66.245(MVA)再由各节点功率求得线路压降(忽略线路横向压降)：线路A-4UA-4= =5.05 KVU4= UA-UA-4=115.95 KV线路4-1U4-1= =0.78 KVU1= U4-U4-1=115.17 KV线路1-3：U1-3= =0.72 KVU3= U1-U3=114.46 KV电压损耗:U%=5.9%末端电压偏差=4.0%B 网络：3 变损耗：S3Z=()*ZT=*(1

12、.05+j25.41)=0.229+j5.831 MVAS3Y= (G+jB)=0.055+j0.35 MVA母线右端功率为S3=45.864+j29.991 MVA线路2-3：S2-3=( )*Z2-3=*(1.48+j5.57)=0.36+j2.046 MVA=S3+S2-3=46.231+j32.037 MVA2 变损耗：S2Z=()*ZT=*(0.63+j20.17)=0.161+j3.241 MVAS2Y=(G+jB)=0.063+j0.378 MVAS2= +S2Y+S2Z+S2=96.455+j59.876 MVA线路B-2:SB-2=()* ZB-2=*(1.6+j6.01)=

13、1.704+j10.243 MVA= S2+SB-2=98.159+j70.119 MVA电压降落计算：UB=121KV线路B-2：UB-2= =4.781 KVU2=UB-UB-2=116.219 KV线路2-3：U2-3=2.124 KVU3=U2-U2-3=114.095 KV计算电压损：U%=6.28%末端电压偏差：=3.27%符合条件5调压措施的选择（含无功补偿计算）：变电所1：1、无功补偿负荷端要求的功率因数为cos = 0.85最大负荷时，变压器低压侧S= 50+J24.22MVA负荷端S=50+j30.987MVA补偿电容量：QCMAX=Q- Q=30.987-24.22=6.

14、767MVar最小负荷时，变压器低压侧S=35+j16.951MVA负荷端S=35+j21.691MVA补偿电容量QCMAX=Q-Q=21.691-16.951=4.740MVar应并联的电容量QC=6.767MVar最大负荷时全部投入，最小负荷时退出2.027MVar。2、选择变压器分接头最大负荷时流入的功率是SMAX=50.055+j30.946MVA,U1MAX=111.15KVUMAX= = =7.547KVU2MAX=111.15-7.547=103.603KV逆调压U2MAX=105%*10=10.5KVU1MAXt= U2MAX* =103.603* =108.536KV最小负荷

15、流入的功率是SMIN=35.055+j20.476MVA,U1MIN=115.17KVUMIN= = =4.837KVU2MIN=115.17-4.837=110.33KVU2MIN=10KVU1MINt= U2MIN* =110.33* =121.363KVU1t=0.5*( U1MINt+ U1MAXt)=114.95KV选择分接头（1+2.5%*2）UN=115.5KV校验大、小负荷时低压侧实际电压：U2MAX=108.536* =10.3710所以，所选择的分接头符合要求变电所2：1、无功补偿负荷端要求的功率因数为cos = 0.8最大负荷时，变压器低压侧S =80+j38.746MV

16、A负荷端S=80+j60MVA补偿电容量QCMAX=Q-Q=60-38.746=21.254MVar最小负荷时，变压器低压侧S=50+j24.22MVA负荷端S=50+j37.5MVA补偿电容量QCMAX=Q-Q=37.5-24.22=13.28 MVar应并联的电容量为QC=21.254 MVar最大负荷时全部投入，最小负荷时退出7.974MVar。2、选择变压器分接头最大负荷时流入的功率是SMAX=80.411+j47.415MVA,U1MAX=112.443KVUMAX= = =8.956KVU2MAX=112.443-8.956=103.487KV逆调压U2MAX=107.5%*10=

17、10.75KVU1MAXt= U2MAX* =103.487* =111.059KV最小负荷流入的功率是SMIN=50.244+j27.839MVA,U1MIN=116.219KVUMIN= = =5.104KVU2MIN=116.219-5.104=111.115KVU2MIN=10.75KVU1MINt= U2MIN* =111.115* =111.946KVU1t=0.5*( U1MINt+ U1MAXt)=111.503KV选择分接头（1+2.5%*2）UN=115.5KV校验大、小负荷时低压侧实际电压：U2MAX=111.509* =10.57710.25U2MIN=111.946*

18、 =10.66210.75所以，所选择的分接头符合要求变电所3：1、无功补偿负荷端要求的功率因数为cos = 0.85最大负荷时，变压器低压侧S=80+j38.746MVA负荷端S= 80+j49.580MVA补偿电容量QCMAX=Q-Q=49.580-38.746=10.834 MVar应并联的电容量为QC=10.834 MVar最大负荷时全部投入，最小负荷时退出4.067MVar。2、选择变压器分接头最大负荷时流入的功率是SMAX=80.678+j53.333MVA,U1MAX=112.69KVUMAX= = =6.916KVU2MAX=112.69-6.916=105.774KV逆调压U

19、2MAX=105%*10=10. 5KVU1MAXt= U2MAX* =105.774* =110.811KV最小负荷流入的功率是SMIN=50.339+j30.792MVA,U1MIN=114.328KVUMIN= = =7.309KVU2MIN=114.328-7.309=106.968KVU2MIN=10KVU1MINt= U2MIN* =106.968* =117.665KVU1t=0.5*( U1MINt+ U1MAXt)=109.002KV选择分接头（1+2.5%*0）UN=110KV校验大、小负荷时低压侧实际电压：U2MAX=100.338* =10.33810所以，所选择的分接头符合要求变电所4：1、无功补偿负荷端要求的功率因数为cos=0.9所以无需并联电容器补偿无功。