长沙理工电网规划课程设计

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc281864047 第一部分 电网规划课程设计任务书（二） PAGEREF _Toc281864047 h - 0 - HYPERLINK l _Toc281864048 1原始资料 PAGEREF _Toc281864048 h - 0 - HYPERLINK l _Toc281864049 2设计任务 PAGEREF _Toc281864049 h -1 - HYPERLINK l _Toc281864050 3设计要求 PAGEREF _Toc281864050 h - 2 - HYPERLINK l _Toc281

2、864051 4 主要参考文献 PAGEREF _Toc281864051 h - 2 - HYPERLINK l _Toc281864052 5 课程设计（论文）工作进度计划表 PAGEREF _Toc281864052 h - 3 - HYPERLINK l _Toc281864053 第二部分 课程设计内容 PAGEREF _Toc281864053 h - 3 - HYPERLINK l _Toc281864054 第一章 检测系统的功率平衡 PAGEREF _Toc281864054 h - 3 - HYPERLINK l _Toc281864055 1.1有功功率平衡 PAGERE

3、F _Toc281864055 h - 3 - HYPERLINK l _Toc281864056 1.2无功功率平衡 PAGEREF _Toc281864056 h - 4 - HYPERLINK l _Toc281864057 第二章 电力网接线方案的技术论证及经济性比较 PAGEREF _Toc281864057 h - 5 - HYPERLINK l _Toc281864058 2.1 电力网接线方案的初步选择 PAGEREF _Toc281864058 h - 5 - HYPERLINK l _Toc281864059 2.2 初选合理方案的初步设计 PAGEREF _Toc2818

4、64059 h - 10 - HYPERLINK l _Toc281864060 2.3 方案的比较和筛选 PAGEREF _Toc281864060 h - 18 - HYPERLINK l _Toc281864061 第三章 变压器的选择和计算 PAGEREF _Toc281864061 h - 19 - HYPERLINK l _Toc281864062 3.1 变压器的额定容量选择 PAGEREF _Toc281864062 h - 19 - HYPERLINK l _Toc281864063 3.2 变压器的型号选择 PAGEREF _Toc281864063 h - 20 - HY

5、PERLINK l _Toc281864064 第四章 网络潮流计算 PAGEREF _Toc281864064 h - 21 - HYPERLINK l _Toc281864065 4.1 计算元件参数 PAGEREF _Toc281864065 h - 21 - HYPERLINK l _Toc281864066 4.2 潮流计算 PAGEREF _Toc281864066 h - 22 - HYPERLINK l _Toc281864067 第五章 电压调整 PAGEREF _Toc281864067 h - 25 - HYPERLINK l _Toc281864068 第六章 设计总结

6、与体会 PAGEREF _Toc281864068 h - 28 - HYPERLINK l _Toc281864069 第三部分 附录 PAGEREF _Toc281864069 h - 29 - HYPERLINK l _Toc281864070 附录一：电网规划课程设计指导书 HYPERLINK l _Toc281864071 附录二：电力系统接线图 PAGEREF _Toc281864071 h HYPERLINK l _Toc281864072 附录三：最大最小负荷运行方式潮流分布图 HYPERLINK l _Toc281864073 附录四：电力系统阻抗图附录五：潮流计算程序说明第

7、一部分 电网规划课程设计任务书（二）1原始资料发电厂、变电所相对地理位置及距离1.2发电厂技术参数和系统S1.2.1 发电厂A：火电厂装机2数、容量：2600（MW） 额定电压（kV）：21KV额定功率因数0.91.2.2 等值系统：A厂通过220KV与某系统S相联，该系统装机容量为2600MW，平均功率因数为0.9，其最大综合负荷为2200MW，平均功率因数为0.85。1.3待规划地区负荷数据及有关要求地点 项目123最大负荷（MW）1006060最小负荷（MW）602520最大功率因数0.850.90.9最小功率因数0.80.850.85(h)550055005500低压母线电压(kV)1

8、01010调压要求逆调压负荷类别I%504030II%304050III%2020202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。3设计要求（1） 设计中应严格遵守课程设计的规章制度，按时到设计教室进行设计，任何人不得迟到、早退和无辜缺席；（2） 同学应根据设计要求独立完成课程设计任务，同组成员之间可以商量讨论，但严禁相互抄袭；（3） 设计完成后，每个同学应提交打印的设计

9、说明书一份，课程设计说明书编写和电路图绘制应附和规范要求；（4） 按时参加课程设计答辩。4 主要参考文献1 电力系统稳态分析（第三版）. 陈珩 主编. 中国电力出版社. 2007年2 电力系统分析（第三版）. 何仰赞 温增银主编. 华中科技大学出版社. 2002年3 电力系统分析学习指导. 徐政 主编. 机械工业出版社. 2003年4 熊信银.发电厂电气部分.北京：中国电力出版社，20015 工厂常用电气设备手册编写组. 工厂常用电气设备手册(上、下册).中国电力出版社.19986 中国电器工业协会编.输配电设备手册M.机械工业出版社.1999.5 课程设计（论文）工作进度计划表序号课程设计（

10、论文）工作任务工作进度日程安排123456789101阅读设计任务书，搜集、阅读与电网规划有关的各种资料2电网接线初步方案拟定与比较3电网接线方案的经济技术比较4调压计算5整理课程设计论文并打印6提交课程设计成果、答辩第二部分 课程设计内容第一章 检测系统的功率平衡1.1有功功率平衡1.1.1 系统功率平衡分析等值系统最大综合负荷为2600MW，该系统总发电容量为2200MW，存在缺额，经常拉闸限电，故需要发电厂A供给400MW。1.1.2系统最大负荷时的有功功率平衡用电负荷 供电负荷 发电负荷 总装机容量 系统的总装机容量大于系统最大发电负荷的1.1倍，满足有功功率平衡要求。1.2无功功率平

11、衡1.2.1 计算发电厂及各变电站无功负荷根据公式可由负荷有功功率以及相应功率因数计算无功功率变电所1： 变电所2：变电所3：1.2.2 无功功率平衡分析220KV电网中，无功电源安装总容量应大于电网最大自然无功负荷，由以上计算可知，总容量大于电网最大自然无功负荷的1.15倍，故无功平衡条件满足。第二章 电力网接线方案的技术论证及经济性比较2.1 电力网接线方案的初步选择根据给定的电源和负荷，以及它们之间的相对距离，做出了九种可能实现的各种接线方案。如图2.1。备选方案线路长度(KM)技术比较方案一709.7变电所都为两端供电，而且线路相对较短方案二780变电所都为两端供电，但线路较长，线路损

12、耗大方案三793.89变电所都为两端供电，但线路较长，线路损耗大方案四631.796变电所都为两端供电，而且线路相对较短方案五702.09变电所都为两端供电，而且线路相对较短方案六390线路最短，但供电可靠性不能保证方案七462.09线路最短，但供电可靠性不能保证根据供电可靠性、灵活性、经济性等原则比较：方案二、三由于导线过长，投资大，经济性不好，所以淘汰。方案六、七因为不能保证供电的可靠性，所以淘汰。留下方案一、四、五，分别编号为一、二、三。将导线视为均一网，比较这三种方案的电能质量和线路的功率损耗。方案一 功率损耗： 电能质量：方案二功率损耗：电能质量：方案三功率损耗：电能质量：由于三种方

13、案的电能质量和功率损耗相差不多，难以取舍。故三种方案均保留。2.2 初选合理方案的初步设计2.2.1 电压等级的确定根据负荷情况及输电距离，参照下表确定选用输电线路的电压等级为220KV。额定电压（KV）输送功率(KW)输送距离（Km）35200010000205060350030000301001101000050000501502201000005000001003002.2.2 输电线路导线截面积的理论计算选择导线截面积的选择，与输电线路流过的最大电流和经济电流密度J有关，换言之，既要考虑该截面积下的电路损耗（导线截面积越大，损耗越小），又要考虑其经济性（导线截面积越大，成本越高）。其中

14、最大工作电流电流经济密度由最大负荷利用小时数查表得到架空输电线路导线的经济电流密度J（A/mm2）导线材料年最大负荷利用小时数Tmax3000以下300050005000以上铝1.651.150.9铜3.002.251.75依据计算所得初步功率分布，其导线的经济截面积计算如下：方案一：所以,考虑未来的发展41段选用2LGJ-40050 13段选用LGJ-3004012段选用LGJ-3004023段选用LGJ-30040取（本设计中均以此作为基值）求取各段线路阻抗标幺值方案二：所以,考虑未来的发展41段选用LGJ-40050 13段选用LGJ-3004012段选用LGJ-3004023段选用LG

15、J-40040方案三：所以,考虑未来的发展41段选用2LGJ-40050 13段选用LGJ-4005012段选用LGJ-4005042段选用LGJ-40050将以上三种方案利用计算机进行潮流计算，得导线截面积选取合适。按机械强度校验，对于跨运河，公路，通讯线路，居民区线路，导线截面积不得小于，应此所选导线截面积满足机械强度的要求;2.2.3功率损耗及电能损耗，电压损耗的计算 潮流计算最终结果方案一： 节点电压_ V( 1)= .966390, DETA( 1)= -5.563752 V( 2)= .913987, DETA( 2)= -9.161996 V( 3)= .913987, DETA

16、( 3)= -9.161996 V( 4)= 1.050000, DETA( 4)= .000000_ 节点功率 _ P( 1)= -.100000, Q( 1)= -.061970 P( 2)= -.060000, Q( 2)= -.029100 P( 3)= -.060000, Q( 3)= -.029100 P( 4)= .227065, Q( 4)= .165507_ 支路功率及支路功率损耗 _ 起(i) 止(j) Pij Qij Pji Qji DPij DQij 1 2 .061384 .034689 -.060000 -.029100 .00138401 .00558928 1

17、3 .061384 .034689 -.060000 -.029100 .00138401 .00558928 1 4 -.222768 -.131348 .227065 .165507 .00429664 .03415829 2 3 .000000 .000000 .000000 .000000 .00000000 .00000000 _ 系统支路有功功率损耗dp= .00706467 系统支路无功功率损耗dq= .04533686 方案二： 节点电压_ V( 1)= .894849, DETA( 1)= -9.047193 V( 2)= .918179, DETA( 2)= -8.1467

18、90 V( 3)= .872654, DETA( 3)= -11.035875 V( 4)= 1.050000, DETA( 4)= .000000_ 节点功率 _ P( 1)= -.100000, Q( 1)= -.061969 P( 2)= -.060000, Q( 2)= -.029099 P( 3)= -.059998, Q( 3)= -.029100 P( 4)= .231805, Q( 4)= .181110_ 支路功率及支路功率损耗 _ 起(i) 止(j) Pij Qij Pji Qji DPij DQij 1 3 .028721 .012205 -.028405 -.01092

19、3 .00031621 .00128186 1 4 -.128721 -.074174 .135474 .109703 .00675285 .03552828 2 3 .032235 .020776 -.031593 -.018176 .00064200 .00259940 2 4 -.092236 -.049875 .096331 .071407 .00409515 .02153215 _ 系统支路有功功率损耗dp= .01180621 系统支路无功功率损耗dq= .06094169方案三：节点电压_ V( 1)= .938730, DETA( 1)= -7.465230 V( 2)= .9

20、51800, DETA( 2)= -6.521035 V( 3)= .932808, DETA( 3)= -7.290069 V( 4)= 1.050000, DETA( 4)= .000000_ 节点功率 _ P( 1)= -.100000, Q( 1)= -.061970 P( 2)= -.060000, Q( 2)= -.029100 P( 3)= -.060000, Q( 3)= -.029100 P( 4)= .226852, Q( 4)= .163728_ 支路功率及支路功率损耗 _ 起(i) 止(j) Pij Qij Pji Qji DPij DQij 1 2 -.015944

21、-.008751 .016018 .009138 .00007358 .00038703 1 3 .060470 .029095 -.060000 -.029100 .00047015 .00000452 1 4 -.144526 -.082314 .148324 .112294 .00379847 .02997968 2 4 -.076018 -.038238 .078528 .051434 .00250975 .01319614 _ 系统支路有功功率损耗dp= .00685195 系统支路无功功率损耗dq= .04356738方案一：=0.00706467方案二：= 0.01180621方

22、案三：=0.00685195能量损耗：方案一：W=+ =28.12（MKW.h）方案二： W=+ =45.153（MKW.h）方案三：W=+ =27.255（MKW.h）电压损耗：方案一：U*=U*=0.086013方案二：0.127346方案三：U*=0.067192比较以上数据可知，方案二损耗远其他方案，可排除此方案。方案三能量损耗和电压损耗均为最小。2.3 方案的比较和筛选2.3.1技术比较的计算根据2.3.c的功率损耗和电压损耗得方案一最优。2.3.2经济比较的计算现值比较法F规划方案的费用现值N计算期或指电力工程经济使用年限（取25年）I总投资C年经营总成本计算期末回收固定资产余额（

23、20%I）W计算期末回收流动资金（50%I）方案一：I=36985.5 C=3339.943 I+C-W=14435.593方案二：I=33300.45 C=3015.08 I+C-W=13005.151方案三：I=（150+120+2*120+192.09）*55=38614.95 C= =3486.248 I+C-W=15070.732通过经济比较与技术比较，方案一与方案三各有所长，无法取舍，故进一步按照抵偿年限的计算来选择。抵偿年限比较结论：由技术上看，方案三的供电可靠性都很好，而经济上看，由于抵偿年限大于10年，按电力工业投资回收系数0.1考虑，应采用方案三。第三章 变压器的选择和计算

24、3.1 变压器的额定容量选择按变电站为双变压器设计，则额定容量的选择原则为：当其中容量最大一台主变压器因故退出运行，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。以变电站1为例计算步骤如下：变电站1：其中为第一个变电站的变压器额定容量，为第一个变电站的最大负荷容量。同理可求得：变电站2: 变电站3：发电厂A的主变压器额定容量根据装机容量确定3.2 变压器的型号选择3.2.1 变电站的主变压器型号选择1、由网络电压等级确定主变为降压变压器2、网络中各段线路电压等级均为220KV，各变电所无需三绕组变压器，故选用双绕组变压器3、为保证改变变压器变比调压时，不影响系统运行，选用

25、有载调压变压器参照标准变压器数据表最终确定三个变电所均选用两台型号为 高压侧额定电压：2422*2.5%低压侧额定电压：10.5KV查表可知其参数：3.2.2 发电厂A主变压器型号选择根据实际情况，主变压器为升压变压器，由于高压侧额定电压为242KV，故选用双绕组变压器，同样，为保证通过改变变压器变比调节电压时系统正常运行，采用有载调压。查表确定每台机组选择两台型号为的变压器。高压侧额定电压：2422*2.5%低压侧额定电压：10.5KV查表可N知其参数第四章 网络潮流计算4.1 计算元件参数发电厂主变压器参数计算：变电所1、2、3所选用的变压器型号相同，故参数也一样：4.2 潮流计算4.2.

26、1 最大负荷时的潮流分布变电所1的变压器损耗及运输负荷变压所2、3的变压器损耗及运算负荷将上述数据输入程序，经四次迭代计算可得潮流计算最终结果 节点电压_ V( 1)= .919698, DETA( 1)= -7.510625 V( 2)= .936490, DETA( 2)= -6.542556 V( 3)= .893514, DETA( 3)= -9.459107 V( 4)= 1.050000, DETA( 4)= .000000_ 节点功率 _ P( 1)= -.100294, Q( 1)= -.073479 P( 2)= -.060157, Q( 2)= -.033701 P( 3)

27、= -.060156, Q( 3)= -.033701 P( 4)= .228486, Q( 4)= .194001_ 支路功率及支路功率损耗 _ 起(i) 止(j) Pij Qij Pji Qji DPij DQij 1 2 -.016348 -.011754 .016442 .012243 .00009393 .00048826 1 3 .060704 .036763 -.060156 -.033701 .00054785 .00306159 1 4 -.144650 -.098487 .149031 .133050 .00438060 .03456314 2 4 -.076599 -.0

28、45944 .079455 .060951 .00285631 .01500765 _ 系统支路有功功率损耗dp= .00787869 系统支路无功功率损耗dq= .053120634.2.2 计算最小负荷时的潮流分布变电所1变压器损耗及其运算负荷变电所2变压器损耗及其运算负荷变电所3变压器损耗及其运算负荷将上述数据输入程序，经三次迭代计算可得潮流计算最终结果潮流计算最终结果 节点电压_ V( 1)= .984578, DETA( 1)= -3.319954 V( 2)= .995113, DETA( 2)= -2.782359 V( 3)= .975235, DETA( 3)= -3.861

29、926 V( 4)= 1.050000, DETA( 4)= .000000_ 节点功率 _ P( 1)= -.060173, Q( 1)= -.050508 P( 2)= -.025105, Q( 2)= -.017359 P( 3)= -.020097, Q( 3)= -.013999 P( 4)= .107089, Q( 4)= .093521_ 支路功率及支路功率损耗 _ 起(i) 止(j) Pij Qij Pji Qji DPij DQij 1 2 -.010444 -.008037 .010479 .008215 .00003510 .00017801 1 3 .020155 .0

30、14311 -.020097 -.013999 .00005801 .00031233 1 4 -.069884 -.056782 .070896 .064758 .00101197 .00797533 2 4 -.035584 -.025574 .036193 .028764 .00060880 .00318970 _ 系统支路有功功率损耗dp= .00171388 系统支路无功功率损耗dq= .01165537第五章 电压调整5.1 通过表四可以看出最大负荷时1、2、3节点的电压偏低.5.2本方案中选择逆调压方式：最大负荷时，发电厂A低压母线电压不高于额定值的1.05，最小负荷时不低于额定

31、值.1 计算最大负荷分接头采用并联无功补偿装置调压。选变压器分接头（逆调压）变电站1主变最大负荷：最小负荷时： 应此选择230KV的分接头变电站2主变最大负荷：最小负荷时：应此选择230KV的分接头变电站3主变最大负荷：最小负荷时：应此选择230KV的分接头经校验，变压器分接头不能满足调压要求，所以应该采用并联无功补偿调压。补偿无功后，再次进行潮流计算，电压偏移在允许范围内，如下所示 节点电压_ V( 1)= 1.007464, DETA( 1)= -3.414619 V( 2)= 1.012604, DETA( 2)= -2.867641 V( 3)= 1.007338, DETA( 3)= -4.018127 V( 4)= 1.050000, DETA( 4)= .000000_第 HYPERLINK l _Toc219706492