电网规划设计

1、华北电力大学科技学院课程设计（论文）华北电力大学科技学院课程设计报告课程设计名称:电力工程设计设计作品名称:电力系统规划设计专业:电力工程系 班组别: 组学生姓名:指导教师: 设计时间:1电力工程课程设计原始资料31.1设计题目：电力系统规划设计31.2设计的原始资料：32.原始资料分析42.1 有功平衡校验42.2无功平衡校验52.3可选方案52.4 确定电压等级73.选择变电站主接线形式，变压器台数容量73.1变电站主接线形式73.2变压器台数和容量73.2.1发电厂的变压器台数和容量83.2.2变电站的变压器数量台数和容量83.2.3变压器型号和相关参数84.选择导线型号94.1方案2的

2、导线型号选择94.1.1最大运行方式初步潮流分布94.1.2计算导线截面积104.1.3选择导线型号及其校验114.1.4允许载流量校验124.2方案3得导线型号选择134.2.1最大运行方式初步潮流分布134.2.2计算导线截面积144.2.3选择导线型号及其校验154.2.4允许载流量校验164.3方案4的导线型号选择164.3.1最大运行方式初步潮流分布164.3.2计算导线截面积174.3.3选择导线型号及其校验194.3.4允许载流量校验195.初步比较205.1 导线长度205.2断路器数目205.3金属耗量215.3.1方案4：215.3.2方案3，2：215.3.3初步方案比较

3、结果216 详细比较226.1 电压损耗计算226.1.1 电压损耗计算原则226.1.2 正常运行电压损耗226.1.3 故障情况潮流计算276.2一次投资336.3年运行费347 最优方案潮流设计367.1正常运行最大负荷情况367.2正常运行最小负荷情况397.3故障情况潮流计算438 变压器分接头选择458.1 变电站1458.2变电站2468.3变电站3478.4变电站4489 最优网络计算数字499.1一次投资499.2 年运行费499.3输电效率49结论5052 1电力工程课程设计原始资料1.1设计题目：电力系统规划设计1.2设计的原始资料：电源： 变电站： 比例：1/10000

4、0负荷情况发电厂直配变电站AB12345最大负荷（MW）1564154最小负荷（MW）72.41.671.6COS0.850.850.850.850.85负荷电压（KV）10101010101，2，3类负荷%50,30,2030,30,4030,30,4030,20,5030,20,50Tmax(h)50004500450040004000调压要求逆逆逆常常注意：上表中为包括发电厂厂用电电源情况发电厂发电机型号额定容量（MW）额定电压（KV）额 定 功率因素台数备注A火2510.50.832.原始资料分析2.1 有功平衡校验 可见，经过计算与要求的最小备用容量相比较，满足备用要求，是有功功率平

5、衡。2.2无功平衡校验（1） 发电厂发出的无功： （2） 符合消耗总无功： （3） 变压器消耗总无功： (4)总无功负荷： （5） 无功备用容量: (6)已有备用容量： 满足要求，使无功平衡2.3可选方案根据不同的接线线，按原始资料的地理位置图，以及负荷达大小，经过比较直观淘汰了一些明显不合理的设计方案，保留了如下5中方案，如表21：序号方案断路器数（个）导线长（Km）优缺点11425.3优点：供电可靠性高，电压损耗小，断路器数量较小缺点：有环网，保护须带方向；电厂出线多，倒闸操作较复杂21222.5优点：断路器数量较少，电厂出线不多，倒闸操作方便，供电可靠性高缺点：电压损耗大，有环网，保护须

6、带方向31021.1优点：断路器数量最少，线路最短，一次投资最少缺点：有环网，且环上节点数较多，电压损耗大，保护必须带方向41225.4优点：供电可靠性高，断路器数量较少缺点：电厂出线较多，倒闸操作不便，有环网，保护须带方向51626.4优点：供电可靠性高，电压损失小缺点：断路器数量最多，线路长，一次投资大注：所设计方案的导线都考虑了弧垂和裕度，所以为路径的1.21倍。从表21中分析比较后，可选择的方案有三种：方案2和方案3和方案4。2.4 确定电压等级 根据表2-2确定电压等级。表2-2：各电压等级线路的合理输送容量及输送距离 额定电压（KV）输送功率（KW）输送距离（Km）额定电压（KV）

7、输送功率（KW）输送距离（Km）310010001360350030000301006100120041511010000500005015010200200062022010000050000010030035200010000205050080000020000004001000 根据原始资料，向用户供给的最大负荷为15MW,超过了10MW，所以额定电压应选为110KV。3.选择变电站主接线形式，变压器台数容量3.1变电站主接线形式发电厂母线采用双母线方案。为了提高供电可靠性，接入变电站的线路条数是两条，同时变电站的变压器台数也是两台。四个变电站都可以选用桥型接线，所用的断路器数少，投资少

8、。如果是环形网时为了，防止穿越功率通过三台断路器，则应选用外桥接线。3.2变压器台数和容量3.2.1发电厂的变压器台数和容量 采用发电机变压器单元接线形式时，主变的容量只要和发电机的容量相配套即可，但要保留10%的裕度。连接25MW机组的变压器的容量为25×1.1/0.8=34.375MW。所以用SFL1-31500/110型的变压器。3.2.2变电站的变压器数量台数和容量 由于4个变电站都属于枢纽变电站，主变压器的台数为两台，低压母线的电压都为10kv。因为各站都有备用要求，其容量应考虑一台切除后，剩下的一台在过负荷30%的情况下能够负担第一类第二类负荷。其容量计算如下： 站一容量

9、为：S1=6×60%/（1.3×0.85）=3.26MVA 站二容量为：S2=4×60%/（1.3×0.85）=2.17MVA 站三容量为：S3=15×50%/（1.3×0.85）=6.79MVA 站四容量为：S4=4×50%/（1.3×0.85）=1.81MVA3.2.3变压器型号和相关参数项目站别型号及容量连接组空载损耗（kw）短路损耗（kw）阻抗电压（%）空载电流（%）参考价格发电厂SFL1-31500/110Y0/-1131.0519010.50.6717万变电站SFL1-8000/110Y0/-1111.

10、66210.51.17.44 4.选择导线型号4.1方案2的导线型号选择4.1.1最大运行方式初步潮流分布将变电站1、2和发电厂A三个节点从发电厂处打开节点，计算初步潮流分布。根据集中参数公式可以算出初步潮流。 =5.7+j3.5（MVA）（MVA）（MVA）可以看出有功分点、无功分点都是1。将变电站2、3、4从2处打开，计算初步潮流分（WVA）（WVA）可以看出有功分点、无功分点均为3。4.1.2计算导线截面积从无功分点3将环网打开，如下图所示：各条之路的经济电流密度：电网登记为110kv。 查表的 查表的 查表的 查表的查表得用公式： 计算导线截面积其中S导线截面积（）P、Q流过线路的有功

11、功率和无功功率；J经济电流密度（A/）；线路额定电压（kv）；根据上述公式，可求得线段的截面积如下：（）（）（）（）（）（）4.1.3选择导线型号及其校验导线型号的选择：根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。按机械强度校验导线截面时，在平原地区35kv以上的线路中，容许的最小截面积为25。可以选择导线如下：A1段选LGT35A2段选LGT3512段选LGT2523段选LGT7034段选LGT3542段选LGT704.1.4允许载流量校验（1）、机械强度校验所选导线截面积都大于25，所以符合要求。（2）、允许载流量校验首选根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地

12、年平均气温为25，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。再查表得修正系数为=1.00。只要即符合要求。经过校验，长期运行时得导线的载流量满足要求。4.2方案3得导线型号选择4.2.1最大运行方式初步潮流分布将变电站1、2、3、4和发电厂A 组成的环网从发电厂A打开，计算初步潮流。根据集中参数公式可以算出初步潮流。（MVA）（MVA）（MVA）（MVA）4.2.2计算导线截面积从无功分点3打开环网：各条支路的经济电流密度、电压等级为110KV。 查表的 查表的 查表的 查表的查表得用公式： 计算导线截面积其中S导线截面积（）P、Q流过线路的有功功率和无功功率；J经济电流密度（A/）；线路额定电压（kv

13、）;根据上述公式，可求得线段的截面积如下：（）（）（）（）（）（）4.2.3选择导线型号及其校验导线型号的选择：根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。按机械强度校验导线截面时，在平原地区35kv以上的线路中，容许的最小截面积为25。可以选择导线如下：A1段选LGT95A2段选LGT9523段选LGT7014段选LGT5043段选LGT354.2.4允许载流量校验（1）、机械强度校验所选导线截面积都大于25，所以符合要求。（2）、允许载流量校验首选根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为25，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。再查表得修正系数为=1.0

14、0只要即符合要求。经过校验，长期运行时得导线的载流量满足要求。4.3方案4的导线型号选择4.3.1最大运行方式初步潮流分布 将变电站2、3、4和发电厂A 4个节点从发电厂当初打开节点，计算初步潮流分布。根据集中参数公式可以算出初步潮流。 =12.8+j8（MVA）（MVA）（MVA）（MVA）可以看出有功分点、无功分点均为3.4.3.2计算导线截面积 从无功分点将环网打开，如下图所示各条之路的经济电流密度：电网电压等级为110KV。 查表得 查表得 查表得 查表得查表得用公式：其中: S-导线截面积（） P、Q-流过线路的有功功率和无功功率； J-经济电流密度 -线路额定电压（KV）根据上述公

15、式，可求得线段的截面积如下：4.3.3选择导线型号及其校验 导线型号的选择： 根据求得的导线截面积，电压等级和所处环境，可以使用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区35KV以上的线路中，容许的最小截面积为25mm.可以选择线路如下： A-1段选LGJ-35型 A-2段选LGJ-70型 2=3段选LGJ-50型 3-4段选LGJ-35型 A-4段选LGJ-70型4.3.4允许载流量校验 （1）机械强度校验 所选的绞线截面积都大于25mm，所以都符合要求。 （2）允许在流量校验 首选根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为25，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。再查表得修

16、正系数为只要，即符合要求。经过校验，长期运行时导线的载流量满足要求。5.初步比较将方案2，方案3，方案4进行初步比较，比较它们的导线长，断路器数目，金属耗量和优缺点。首先要求出三个方案的金属耗量，查表可得各种导线的单位长度的重量，计算求得总重量。5.1 导线长度方案2：L=（4.1+4.7+1.9+3.9+4.6+3.3)101.21=272.3（KM）方案3：L=（4.1+4.7+1.9+7.1+3.3)101.21=255.3（KM）方案4：L=（4.1+4.7+1.9+8.1+3.32)101.21=307.34（KM）5.2断路器数目根据一条线路两个断路器的原则，各方案的高压断路器的数

17、目如下：方案2：26=12（个）方案3：25=10（个）方案4：26=12（个）5.3金属耗量各种型号导线每千米的价格由参考资料可查到，具体计算过程如下所示：5.3.1方案4： A-1段：=990101.21=11979(kg) A-2段：=1127.5101.21=13643(kg) 2-3段：=921.2101.21=11147(kg) 3-4段：=285101.21=3449(kg) A-4段：=2227.5101.21=26953(kg) 总的耗量为：5.3.2方案3，2： 计算方法同方案3：总的耗量为： 计算方法同方案1：总的耗量为：5.3.3初步方案比较结果方案项目导线长度（km）

18、断路器数目（个）金属耗量（t）2272.31250.63255.31072.14307.41267.2 表5-1：三个方案的初步比较 6 详细比较6.1 电压损耗计算6.1.1 电压损耗计算原则 由于发电厂电气部分相同，可以只对线路部分的电压损耗进行初步计算，计算时可以假定网络各点电压都等于额定电压，计算正常运行时最大负荷和故障两种情况下的电压损耗，故障运行方式应和理地假设较为严重的情况。正常情况下电压损耗不超过10%，故障时不超过15%即符合要求。计算公式如下： 6.1.2 正常运行电压损耗（1） 方案2：首先打开发电厂A，变电站1，2的环网，从发电厂处打开。潮流分布如下： 查表求得线路阻抗

19、，在下图中画出:根据公式带入数据进行计算：打开变电站2，3，4的环网，从变电站2打开。潮流分布图如下：查表求得线路阻抗，在下图中画出：根据公式带入数据进行计算：（2）方案3：首先打开发电厂A,变电站1，2，3，4的环网，从发电厂处打开。潮流分布图如下查表求得线路的阻抗，在下图中画出：根据公式带入数据进行计算：(3) 方案4： 首先打开发电厂A,变电站2，3，4的环网，从发电厂处打开。潮流分布图如下：查表求得线路阻抗，在下图中画出根据公式带入数据进行计算： 发电厂A，变电站1的潮流分布如下：查表得线路的阻抗，在下图中画出：6.1.3 故障情况潮流计算（1） 方案2：当A-1线路断线时，电网的等值

20、电路图如下：线路2-1 段的功率损耗为：所以流过线路2-1的负荷为：流过A-2的负荷为：线路上的阻抗值如下：当3-2线路断线时，电网的等值电路图如下：线路4-3段的功率损耗为：所以流过线路4-3的负荷为：流过线路2-4的负荷为：线路上的阻抗值如下：（2） 方案3：当A-2断线时，电网的等值电路如图所示：线路3-2 段的功率损耗为：所以流过线路2-3的负荷为：流过4-3的负荷为：线路上的阻抗值如下：所以电压损耗满足要求。所以流过线路1-4的负荷为：线路上的阻抗值如下图：流过线路A-2的负荷为：线路上的阻抗为：（3） 方案4：当3-4线路断线时，电网的等值电路图如下：线路2-3段的功率损耗为：所以

21、流过线路2-3的负荷为：流过A-2的负荷为：线路上的阻抗值如下图:当断开A-1单条线路时，线路上的阻抗值如下图：6.2一次投资方案二：导线成本D：D=17.3万元断路器成本Y=12×4.76=57.12万元总成本Z=D+Y=17.3+57.12=74.42万元方案三：导线成本DD=19.8万元断路器成本Y=10×4376=47.6万元总成本Z=D+Y=19.8+47.6=67.4万元方案四：导线成本DD=22.9万元断路器成本Y=12×4.76=57.12万元总成本：Z=D+Y=22.9+57.12=80.02万元6.3年运行费年运行费主要包括电能损耗，折旧费。方

22、案（二）电能损耗：电能损耗折算成电费A：（按每度8分钱计）折旧费B：（按导线投资的7%计算）年运行费为A+B=24.5（万元）方案（三）电能损耗：电能损耗折算成电费A：（按每度8分钱计）折旧费B：（按导线投资的7%计算）年运行费为A+B=44.486（万元）方案（四）电能损耗：电能损耗折算成电费A：（按每度8分钱计）年运行费为A+B=57.1（万元）7 最优方案潮流设计7.1正常运行最大负荷情况 首先算出各变电站的负荷损耗，得到各节点的最大潮流分布。 变电站1： 同理可得 变电站2： 变电站3： 变电站4： 将发电厂A变电站1、2组成的环，从1处打开环网，计算潮流： 从发电厂经过变电站2上的压

23、降 从发电厂A直接算变电站上的压降 计算无误 其次，先算第二个环网：由变电站2、3、4组成，从3处开环网计算潮流。 变电站2经过变电站4算3的压降 计算无误 从变电站2直接算变电站3上的压降 计算无误7.2正常运行最小负荷情况 首先算出各变电站的负荷损耗，得到各节点的最大潮流分布 变电站1： 同理可得： 最小运行负荷1 首先先算发电厂A，变电站1、2。从无功分点1处打开环网，计算潮流。 从发电厂经过变电站2算变电站1上的压降 从发电站A直接算变电站1的压降 计算无误最小负荷2 将变电站2、3、4由无功分点3处打开环网，计算潮流。 变电站2经过变电站4算3的压降 从变电站2直接算变电站3的压降

24、计算无误7.3故障情况潮流计算 当A-2线路断线时，电网的等值电路如下： 线路1-2断的功率消耗为： 流过A-1的负荷为： 压降百分数： 当2-3线路断线时，电网等值电路图如下： 线路4-3断的功率损耗： 所以流过线路4-3的负荷为： 流过线2-4的负荷为: 压降百分数: 8 变压器分接头选择8.1 变电站1 站1为逆调压，最大负荷是时电压不大于105%，最小负荷时电压不小与。变压器型号为 ，等值阻抗为由于变压器并联运行，因此两变压器阻抗是：变压器最大压降：最大负荷时低压侧母线要求实际电压变压器最小压降：最小负荷时低压侧母线要求实际电压可选1107.5%得分接头，变压器高压侧分接头电压为118.25kv。最大负荷时低压侧得实际电压为：最小负荷时低压侧的实际电压：满足调压要求8.2变电站2站2为逆调压最大负荷时变压器的压降：最大负荷时低压侧母线要求实际电压变压器最小压降：最小负荷时低压侧母线要求实际电压 可选110+5%得分接头，变压器高压侧分接头电压为115.5KV。最大负荷时低压侧得实际电压为：最小负荷时低压侧的实际电压：满足调压要求.8.3