电网规划课程设计电力系统

1、一、设计说明书1 设计任务本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计：1.1 确定供电电压等级；1.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案；1.3 发电厂、变电所主变压器选择；1.4 电力网接线方案的技术、经济比较；1.5 输电线路导线截面选择；1.6 调压计算。2 原始资料2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离无穷大系统557065354555405240552341AS 2.2 发电厂技术参数装机台数、容量：475（MW）额定电压（kV）：10.5KV额定功率因数2.3 负荷数据及有关要求 厂 项 站 目发电厂变电所A1234最大负荷（MW）2530504080最小

2、负荷（MW）1515303050功率因数0.850.90.90.90.9(h)50005000550060006000低压母线电压(kV)1010101010调压要求最大负荷(%)52525255最小负荷(%)02525250各类负荷(%)I类3030353540II类30303030303 课程设计任务说明及注意事项3.1 确定电网供电电压等级应考虑变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离。3.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案需考虑发电厂、变电所的相对地理位置、距离，变电所负荷的大小、对供电可靠性的要求。3.3 选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式应注意：（1）发电厂主变压器

3、至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑。（2）发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线。（3）选择发电厂主变压器容量时，应注意：发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电（没有经过主变压器），具体按如下方式考虑： 若采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套； 若采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：扣除机端最小负荷、厂用电后，保证将全部剩余功率送入系统； 若采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时，主变压器应能从系统倒送功率保证机端负荷的需要； 若发电机端母线上接有多台主变压器，

4、当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内保证输送全部剩余功率的70以上。（4）变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：3.4 电力网接线方案的技术性比较内容包括：供电可靠性、电压质量、运行灵活性、电网将来发展的适应性等，此次课程设计只要求作定性分析。电力网接线方案的经济性比较内容包括：投资、运行维护费、电能损失费。经技术、经济比较后，从各待选方案中选出最佳方案作为推荐方案。在进行电力网接线方案技术、经济比较时，需要进行初步潮流计算。由于此时输电线路导线截面尚未确定，因此，可首先按某一种导线截面计算线路电阻、电抗等参数，然后进行初步潮流计算。3.5选择输

5、电线路导线截面根据初步潮流计算结果，按经济电流密度选择输电线路导线截面，按技术条件(如电晕、机械强度、发热条件等)进行校验。3.6 调压计算对于经过技术、经济性比较后得到的推荐方案，根据调压要求进行调压计算。调压计算方法是：通过选择合适的主变压器分接头，满足10KV调压要求。若通过选择主变压器分接头不能满足调压要求，则应考虑采用有载调压变压器，或采用并联无功补偿装置调压（计算所需要的并联无功补偿容量）。4 附录4.1 架空输电线路导线经济电流密度架空输电线路导线经济电流密度（A / mm2）年最大负荷利用小时数Tmax3000以下300050005000以上铝1.651.150.90铜3.00

6、2.251.754.2 规划方案的经济性比较方法本次电网规划课程设计要求按年费用最小法进行规划方案的经济性比较，年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。规划方案年费用的计算范围包括：（1）输电线路的投资；（2）输电线路的年运行费用；（3）网络电能损失费。4.2.1 规划方案的年费用计算方法其中：规划方案的年费用折算至基准年（规划水平年）的总投资电力工程经济使用年限（取25年）电力工业投资回收系数（取 0.1）基准年的年运行费用（取投资的5）4.2.2 输电线路的投资指标110KV架空输电线路单位投资指标类 别单位造价指标LGJ40045万元公里LGJ30040万元公里LGJ24032万元公里L

7、GJ18530万元公里LGJ15028万元公里LGJ12025万元公里4.2.3 电能损失费计算方法（1）由潮流计算结果得出全网最大损耗功率；（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数、负荷功率因数，根据下表查出年最大负荷损耗时间；（3）计算整个电网全年电能损耗（Kwh年）；（4）按电力系统综合成本电价（取0.35元Kwh）计算电能损失费。最大负荷损耗小时与最大负荷利用小时、功率因数之间的关系 0.800.850.900.951.00200015001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150

8、20001800160040002750260024002200200045003150300029002700250050003600350034003200300055004100400039503750360060004650460045004350420065005250520051005000485070005950590058005700560075006650660065506500640080007400735072505 参考资料（1）于永源 主编 电力系统分析 湖南师范大学出版社 1992年7月（2）陈珩 编 电力系统稳态分析 水利电力出版社 1995年11月第二版（3）陆

9、敏政 主编 电力系统习题集 水利电力出版社 1990年二、设计内容（一）初步拟定特选方案 方案一： 线路总长 优缺点 307KM 采用环形网设计，供电可靠性高，线路投资小 方案二： 295KM 采用环形网设计，供电可靠性高，线路投资小 方案三： 450KM 双回路设计接线，供电可靠性高，线路投资较大，电厂的接线多，不利于保护管理方案四： 线路投资 优缺点 385KM 双回与环网相结合，供电可靠性高，投资较大方案五： 307KM 采用环形网设计，供电可靠性高，线路投资小，发电厂接线少，利于保护管理方案开关数（个）线路总投资（KM）优点缺点112307环网设计，供电可靠性高，投资小212295环网

10、设计，供电可靠性高，投资小320450双回路设计，供电可靠性高线路投资大，电厂出线多414385环网加双回路设计，供电可靠性高 线路投资大512307环网设计，供电可靠性高，投资小 从以上方案中，考虑到线路的长度、电厂的出现、开关数量、而已结构以及可靠性等方面，因此选择方案一、二、五来进行更加精确的比较。方案一：1.初步的潮流计算,其中S在初步计算中可以省略1.1发电厂总容量： 则有：1.2用均一网计算得：1.3计算导线面积及选择导线截面：导线截面选择法则：按计算所得初步功率分布，按经济电流密度选择，使用公式计算得到导结截面进而选择对应型号的导线。导线电流 截面 1.4线路阻抗计算1.5粗略电

11、压损失计算 2.1精确潮流计算2.2用均一网精确计算2.3精确计算电压损耗24年电能损耗方案二：1. 初步的潮流计算发电厂总容量： 1.1进行略的潮流计算1.2用均一网计算得：1.3计算导线面积及选择导线截面：导线截面选择法则：按计算所得初步功率分布，按经济电流密度选择，使用公式计算得到导结截面进而选择对应型号的导线。导线电流 截面 1.4线路阻抗计算1.5粗略电压损耗计算 2.1精确的潮流计算2.2用均一网精确计算2.3精确计算电压损耗2.4年电能损耗方案五：2.1初步的潮流计算则有：2.计算导线面积及选择导线截面：导线截面选择法则：按计算所得初步功率分布，按经济电流密度选择，使用公式计算得

12、到导结截面进而选择对应型号的导线。导线电流 截面 线路A-3 ： 选LGJ-300线路S-1 ： 选LGJ-300线路A-S ： 选LGJ-240线路3-4 ： 选LGJ-240线路1-2 ： 选LGJ-240线路2-4 ： 选LGJ-1203.计算线路阻抗线路A-3 ： 线路S-1 ： 线路A-S ：线路3-4 ：线路1-2 ：线路2-4 ：4.粗略电压损失计算 线路A-3 ：线路S-1 ：线路A-S ：线路3-4 ：线路1-2 ：线路2-4 ：2.1精确潮流计算2.2用均一网计算可得：2.3 精确计算电压损耗 线路A-3 ：线路S-1 ：线路A-S ：线路3-4 ：线路1-2 ：线路2-4

13、 ：2.4年电能损耗则整个电网全年电能损耗：电能损失费：三种方案比较：方案一二五线路投资（万元）10434991010469电能损耗（万元）641.05582431.205521.344年费用（万元）1671.25158731673.66考虑供电可靠性，电能损耗及经济性三方面因素，最终选用方案五为最终方案。（二）确定电压等级由方案导致截面与电流决定等级为220KV（三）选择发电厂、主变压器台数、容量及电气主接线形式1、为了保证发电机电压绕组供电可靠性，接在发电机电压母线上的主要变压器一般不少于两台。2、发电厂变压器的容量因为有两台变压器，则每台变压器的容量为2*75MW=150MW，机组变压器

14、的容量为: S=150/0.8=187.5故发电厂变压器选择2台型号为SFL1-180000/110的变压器。3、发电厂电气主接线形式发电厂的主接线有三个要求，可靠、灵活、经济性。有两种基本地接线形式，包括单线线接线、双母线接线，其中包括桥型接线与单元接线。双母线接线的优点：（1）检修母线时可以不使用用户和电源停止工作，工作母线和备用母线可轮流检修；（2）检修故障时，可能迅速从故障母线切换到另一母线，大大减少了停电时间；（3）检修母线隔离开关时只需要将其所属的回路停止供电。10KV10KV10KV110KV10KV为了避免在母线故障时的短路停电，可以将双母线中的工作母线分段，为了保证采用双母线

15、的配电装置，在进出线断路器检修时不中断用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。4、变电所变压器台数 一般每个变电所为两台主变压器，故设计也是两台变压器。5、变电所变压器容量变压器型号：2台SFPL-50000/220变压器型号：2台SFPL-80000/220变压器型号：2台SFPL-90000/220变压器型号：2台SFPL-120000/2206、变电所的电气主接线形式 每个变电所使用两台变压器，变电所主接线形式一般采用有母线接线 或桥形接线。由于外桥形接线多用于小容量的发电厂变电所，因此，变压器高压侧均采用桥型接线，低压侧采用双线接线。10kv10kv（四）调压计算线路分布电容的充电功

16、率为：，其中电力系统中的负荷在无时无刻的变化，因此设备的实际电压也随着变化。如果电压偏移过大时，会影响工农业生产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的电压崩溃，造成大面积停电。采电力系统电压调整主要通过监视调整中枢点电压，中枢点的调压方式有三种：顺调压，逆调压和常调压。逆高压：高峰负荷时升高电压至105%UN，低谷负荷时降低电压UN；适用于供电线路较长，负荷变动大的中枢点电压的调整。顺调压：高峰负荷时中枢点电压降小（不低于102.5%），低谷负荷时提高电压（不高过107.5%）,适用于供电线路不开，负荷变动不在的中枢。常调压：介上上两种情况的，在任何负荷下都保持中枢点电压基本保持不变。 所

17、以，发电厂主变压器采用逆调压。变电所主变压器采用常调压。1.变电站1变压器分接头的选择：最大负荷时S-1的末端功率为：最大负荷时S-1的始端功率为：最大负荷时S-1电压降落为：最小负荷时：最小负荷时S-1的始端功率为：最小负荷时S-1的电压降落为：变电站2变压器分接头的选择：变电站3变压器分接头的选择：变电站4变压器分接头的选择：课程设计小结两周的电网课程设计，周一周二主要是听老师大致讲解并分组选题，跟老师说了一下，找了一个组加，希望能跟他们一起合作，比较成功地完成这次设计。我作为主修物理专业同学来辅修电气工程专业，加上是电力系统稳态分析这门课是上个学期就已经修完了，目前为止很多概念都变得模糊

18、了。刚开始看到任务书，四个都大致浏览了一遍，都是一头雾水，搞不清楚该从哪里入手，特别是设计任务完全接近实际，不同于平常理论学习时简单地算一个题，它还要求附加上实际施工中的经济运算，实际变压器型号的选择，还有没有学过的发电厂电气主接线方式的确实等等，对这些，感觉都是非常麻烦的难题，但还得硬着头皮去做吧。周二去听周老师对一些重点难点针对性地作了一些讲解，周三去图书錧查找相应的资料，由于我所加的组里面同学第一周都在忙着准备考试，没有他们的帮助我又感觉一个人无法完成。我的真正设计其实是第二周才开始的， 每天从早到晚不停地做。由于基础不是太好，首先只能先参照别人原来所做的设计，思路大概理清了，感觉还比较简单。便开始着手我的设计，大概花了一上午的时间看了一下稳态接线方式，设计方案相关内容，然后按我任务进行方案设计，开始一共设计了八个方案，仔细再看一下，觉得其中三个比较纯属很幼稚的设计，没太