长沙理工大学稳态课程设计

教师批阅课程设计用纸教师批阅课程设计用纸PAGE37-目录摘要 -2-引言 -3-区域电网课程设计任务书 -4-一、原始资料 -4-二．设计步骤 -6-第一章.电网接线初步方案的拟定与比较 -7-1.1拟订接线初选方案 -7-1.2初选方案的潮流计算 -9-1.2.1先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算 -9-1.2.2初步方案的汇总比较 -12-1.2.3校验功率平衡并确定运行方式 -14-1.3选择导线的电压等级 -14-1.4导线截面选择的原则 -14-1.5三个较佳方案及其潮流分布 -15-1.6经济比较计算 -20-1.6.1电能损耗计算 -20-1.6.2经济比较方法 -20-1.6.3较佳方案经济计算 -20-第二章电网接线方式选择及设备选择 -23-2.1变压器选择 -23-2.2最佳方案精确潮流计算 -24-第三章调压计算及分接头的选择 -29-3.1变电所变压器分接头选择 -29-电网课程设计心得 -31-主要参考文献 -38-摘要电力工业是国家的基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位。电能是一种无形的，不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持有功功率和无功率的平衡。电力工业发展的经验告诉我们，电力系统愈大，调度运行就愈合理，经济效益愈好，应变事故的能力就俞强，这也是我国电力工业必然的发展趋势。然而联合电网也是由地方电力网相互联接而成的。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，因此，做好电力规划，加强电网的建设十分重要。电力规划是根据社会经济发展的需求，能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局。确立电压等级，输电方式和合理的网架结构等，电力规划合理与否，事关国民经济的发展，直接影响电力系统今后的运行的稳定性，经济性，电能质量的好坏和未来的发展。关键词:地区力电网规划设计技术比较调压计算分接头引言根据电能生产、输送、消费的连续性，瞬时性，重要性的特点，对电力系统的运行也必须保证对第一类负荷的不间断供电，对第二类负荷的供电可靠性，同时，保证良好的电能质量，除此之外降低变换、输送、分配时的损耗，保证系统虑供电的可靠性、灵活性和经济性的基础上，使方案达到最合理化。保证良好的电能质量和较好的经济效益运行的经济性也极为重要。于是在规划电力网时应该根据各个负荷点对电能要求的不同和保证运行的灵活和操作时的安全来选择合适的接线方式和合理的电压等级。在选择电网设计方案时，首先考虑系统对负荷供电的可靠性，在保证供电可靠性的基础上，对供电的灵活性和经济性进行设计和规划。为保证供电的可靠性，对有一类负荷的负荷点采用双回或环网供电。对于灵活性，系统主要通过变电所的接线来实现。在本电网设计中，电压中枢点是变电所，故通过调节变电所的电压来实现电压调整。总之：进行电网规划设计时，要根据当地地理条件，合理选泽方案，综合考虑。区域电网课程设计任务书论文题目：

区域性高压电网设计

系部：

电气与信息工程系

专业：

电气工程及其自动化

班级：

电气1201班

学生：

郑坚楠刘旭阳粟天乐谭婕唐婷万劲王潇吴瑞薇颜波张瀚文张兴张璇

指导教师：

刘老师肖老师

一、设计资料1．发电厂、变电所相对地理位置及距离如图1所示（距离单位为KM）。图1发电厂、变电所相对地理位置及距离2.发电厂技术参数火电厂A额定功率因数额定电压（kV）装机台数、容量（MW）4×500.8510.525×20.810.5表1-1火电厂技术参数负荷情况地点项目变电所123最大负荷（MW）202020最小负荷（MW）151212功率因数（最大）0.850.90.9功率因数（最小）0.80.850.85各类负荷所占百分比(%)I类504030II类302050III类204020最大负荷利用时间（h）5500调压要求恒调压低压母线电压(kV)10表1-2负荷情况4.系统情况现有系统，电力网在A处以220KV双回路与某系统相联，该系统最大综合负荷为600MW，=0.9该系统的总容量为525MW平均功率因数为0.85，按功率平衡联络线上的最大负荷时向系统送出180ＭＷ，始端功率因数为＝0.95二．设计步骤1.根据任务书的原始资料，检验系统的功率平衡，并确定电厂的运行方式其中：储备系数为：最大负荷时确定系统的装机容量（备用容量）系统的最大综合负荷：其中：K1为同时系数，取1；K2为厂用网损系数，取1.15。根据《电力系统稳态分析》课程所学理论知识和电力系统规划设计的基本任务，在电源及负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成一个区域电力网络的设计。要求对多个方案进行技术经济比较和分析，选择出最优方案，并对所选方案进行必要的技术计算（如调压计算、稳定性计算），提出解决技术问题的措施。具体设计如下：一．最佳接线方案的确定及其潮流分布可行性线路初步接线方案筛选初步接线方案粗略潮流计算较佳接线方案筛选及粗略潮流计算电力网经济比较二．电网接线方式选择及设备选择1.变压器选择2.最佳接线方案筛选及精确潮流计算调压计算及分接头的选择1.变电所变压器分接头选择区域性高压电网设计第一章.电网接线初步方案的拟定与比较1.1拟订接线初选方案初步接线方案的拟定依据：1.电力网接线初步方案主要根据负荷对供电可靠性的要求拟定。2.在电力系统中，对于Ⅰ类负荷要求任何情况下不能断电，Ⅱ类负荷要求尽可能保证供电，必要时可以断电。从设计任务书中的负荷数据表可知，发电站A、变电所1，2，3的Ⅰ和Ⅱ类负荷所占比例均为80%，所以对发电厂A、变电站1，2，3的供电在任何情况下都不能中断。根据上述原则可列出可能的各种电网接线初步方案结线如下图：。方案一图1.1.1方案二图1.1.2方案三图1.1.3方案四图1.1.4方案五图1.1.5方案六图1.1.1.2初选方案的潮流计算 1.2.1先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算。均一网初步功率分布的计算公式如下：S=即：环网潮流有功功率计算公式：负荷矩计算公式：最大故障电压计算公式：初选方案1图1.2.1粗略潮流计算：P1=20MVP2=20MVP3=20MVL1=100KML2=100KML3=100KM路径长度：X=300KM总线路长度：L=100×6×1.1=660KM开关台数：N=2×6=12总负荷矩：∑PL=5500MW.KM最大电压损耗：KV初选方案2粗略潮流计算：P1=20MVP2=20MVP3=20MVL1=100KML2=100KML3=141.42KM路径长度：X=341.42KM总线路长度：L=(100×4+141.42×2)×1.1=751.12KM开关台数：N=2×6=12总负荷矩：∑PL=4855.63MW.KM最大电压损耗：KV初选方案3图1.2.3粗略潮流计算：P1=20MVP2=20MVP3=20MVL1=100KML2=100KML3=100KML4=141.42KM路径长度：X=441.42KM总线路长度：L=(100×4+141.42)×1.1=595.56KM开关台数：N=2×5=10总负荷矩：∑PL=7700MW.KM最大电压损耗：KV初选方案4图1.2.4粗略潮流计算：P1=12MVP2=15MVP3=20MVL1=100KML2=100KML3=100KML4=141KM路径长度：X=441.42KM总线路长度：L=(100×4+141.42)×1.1=595.56KM开关台数：N=2×5=10总负荷矩：∑PL=9138.65MW.KM最大电压损耗：KV初选方案5图1.2.粗略潮流计算：P1=12MVP2=15MVP3=20MVL1=100KML2=100KML4=141KML5=141KM路径长度：X=482.84KM总线路长度：L=(100×2+141.42×2)×1.1=531.12KM开关台数：N=2×4=8总负荷矩：∑PL=10294.6MW.KM最大电压损耗：KV初选方案6图1.2.5粗略潮流计算：P1=12MVP2=15MVP3=20MVL1=100KML2=100KML4=141KML5=141KM路径长度：X=482.84KM总线路长度：L=(100×3+141.42×2)×1.1=641.12KM开关台数：N=2×5=10总负荷矩：∑PL=7898.39MW.KM最大电压损耗：KV1.2.2初步方案的汇总比较项目线路图路径长度（KM）导线总长度（KM）开关台数负荷矩（MW*KM）最大电压损耗（KV）方案一30066012550038.5方案二341.42751.12124855.6327.5方案三441.42595.5610770054.01方案四441.42595.10109138.6574.03方案五482.84531.12810294.6288.78方案六482.84582.84107898.3954.01表1.2.3较佳方案筛选：选负荷矩居中，电压损耗越小越好。方案一与方案二相比经济性更高，所以选方案一；方案三与方案四经济性一样，但是方案三的最大电压损耗较小，供电更加可靠，所以选方案三；方案五与方案六相比，方案六的供电更加可靠，所以选择方案六。较佳方案筛选结果：方案一、方案三、方案六。1.2.3校验功率平衡并确定运行方式储备系数：得M=292.67则选择投入：50MW5台25MW2台则1.3选择导线的电压等级额定电压（KV）输送功率（KV）输送距离（Km）额定电压（KV）输送功率（KV）输送距离（Km）361035100—1000100—1200200—20002000—100001—34—156—2020—50601102203500—3000010000—50000100000—50000030—10050—150100—300根据输电线路的传送容量和输送距离确定电压等级，根据线路长度和输送容量，由上表得出本设计方案使用220KV电压等级。1.4导线截面选择的原则导线截面选择的原则：按计算所得初步功率分布、按经济电流密度选择进行选择。由公式计算得到导线截面进行选择截面。表1.4-1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Tmax材料3000以下3000～50005000以上铝1.651.150.90铜3.002.251.75本设计方案选用钢芯铝绞线，且年最大年负荷利用小时数都为5500小时，所以J取0.91.5三个较佳方案及其潮流分布较佳方案（一）图1.有功功率和无功功率分布：2.各线路的功率因素：cos=PS=0.85cos=PS=0.9cos=PS=0.93.导线截面积：4.最大电流：公式：5.功率损耗电能损耗：选择导线型号，确定电压等级为220KV,由于，则选择LGJ-240/30，,则符合机械强度，热稳定。,采用均一网，选择同上。较佳方案（二）图图1.3-21.有功功率和无功功率分布：2.各线路的功率因素：cos=PS=0.88cos=PS=0.9cos=PS=0.9cos=PS=03.导线截面积：4.最大电流：公式：5.功率损耗电能损耗：由于，，则选择LGJ-240/30，，,则符合机械强度，热稳定。较佳方案（三）图图1.3-31.有功功率和无功功率分布：2.各线路的功率因素：cos=PS=0.88cos=PS=0.9cos=PS=0.89cos=PS=0.863.导线截面积：4.最大电流：公式：5.功率损耗电能损耗：由于，，，则选择LGJ-240/30，，,则符合机械强度，热稳定。电晕校验可不必验算电晕的导线最小直径额定电压（KV）110220导线外径9.621.4相应型号LGJ-50LGJ-240经查表得导线资料：型号半径电阻电抗电纳电导LGJ-24-/3021.660.1310.42.27306551.6经济比较计算1.6.1电能损耗计算最大负荷损耗时间法的计算步骤为：根据负荷的最大负荷时间和功率因数计算输电线路的最大负荷时间和平均功率因数。根据最大负荷损耗小时tmax与最大负荷利用小时Tmax(h),功率因数COSφ之间的关系由表查取最大负荷损耗时间。表格如下：表1.4.1最大负荷时间Tmaxcosφ=0.80cosφ=0.85cosφ=0.90cosφ=0.9555004100400039503750按下式计算电能损耗：W=PMAXmax1.6.2经济比较方法1.6.3较佳方案经济计算表1.4.4较佳方案经济比较项目线路图线路投资（万元）高压断路器投资(万元)附加装机容量(万元)总投资(万元)方案一6270016883.6362951.63方案三56578.2140110.6156718.21方案六60906.414074.3061046.41接上表项目线路图输电线路折旧费(万元)变电所折旧维护费(万元)电能损耗费(万元)年运行费(万元)有色金属耗量(Kg)方案一250823.5266.672597.59608652方案三2263.1319.687.382370.11549225.43方案六2436.2619.658.022513.88591240.861.最佳方案筛选条件：20年内：选投资小，年运行费小的方案。2.最佳方案筛选结果：综合考虑选取较佳方案二。第二章电网接线方式选择及设备选择2.1变压器选择变压器容量的选择：发电厂：（2台）SN===22.67MVA 选择SFPZ7-900000/220型号变压器==0.96==37.64忽略电导电纳（两台并联运行）。变电站1：（2台）==7.86MVA选择SFPZ7-900000/220型号变压器(同上)，变电站2：（2台）==7.42MVA选择变压器型号同上,变电站3：（2台）选择同变电站2，2.2最佳方案精确潮流计算1.最大负荷时系统潮流分布，，变压器的损耗（2台）：变压器的损耗同变压器：变压器的损耗：初步功率计算（采用均一网）线路的功率损耗：发电厂变压器的损耗：最大负荷的电压损耗：最小负荷时系统潮流分布，，变压器的损耗：变压器的损耗同变压器：变压器的损耗：初步功率计算（采用均一网）:线路的功率损耗：发电厂变压器的损耗：最大负荷的电压损耗：第三章调压计算及分接头的选择3.1变电所变压器分接头选择因为变压器采用恒调压方式，故此变压器低压侧电压要保持在10~10.5之间。公式：结点1：最大负荷时：KV最小负荷时：KVKV选：242KV的分接头，校验:校验通过，符合要求。结点2：最大负荷时：KV最小负荷时：KVKV选：242KV的分接头，校验：校验通过，符合要求。结点3与结点2一致，选择242KV的分接头。电网课程设计心得姓名：郑坚楠学号：201282250133在课程设计初期，我们对这次课程设计任务有点畏惧，对于步骤也很陌生。因为本学期我们也刚刚学习完《电力系统稳态分析》感觉我们自己没有完全地掌握好，所以刚开始时不知道从何下手。经过刘老师每天的耐心讲解，分配好每天的任务，让我们对本次的课程设计有了些具体的方向。第一天任务分配后，我们就特别积极地按老师的说明去图书馆借阅相关的电网设计参考书。每天大致就是老师讲解完当天的课程设计任务，然后组长根据具体情况分配每个组员的具体任务。这期间我们组一起参与了课程设计所需数据和文件等资料的网络搜索，初步接线方案的建立和筛选，初步方案2的粗略潮流计算，初步方案和较佳方案的汇总，以及最后设计报告电子档的建立和编排，设计报告所需线路接线图和数据表格的绘制和整理。每个任务看似简单，但一不小心就会出错，尤其在线路的潮流计算中需要格外的细心；线路图的绘制也需要耐心和用心。这期间出现了许多不明白的问题，通过打电话给指导老师，组长，各组员的讨论得以解决。

认真对待每一个任务，珍惜每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我们在课程设计上学到的最重要的东西，也是以后都将受益匪浅的！

-网-欢迎姓名：王潇学号：201282250106为期两周的区域性电网课程设计即将结束，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。起初以为此次稳态课程设计很难，因为也没有完全学好《电力系统稳态分析》，所以对这次设计没有把握。经过刘老师为我们细心讲解，同学们的互相帮助，由组长给我们每天分配任务，大家一起计算，每个人都有事情干，遇到不懂的问题，我们就一起讨论，终于完成了本次课程设计。我们认为，在这次课程设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教我们的老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。感谢我的老师，感谢我的伙伴们！姓名：唐婷学号：201282250105通过这次的电网课程设计，加深了我对电力系统稳态的分析这本书中的理解，使我更加扎实的掌握了有关电力方面的知识，增加了我对这门课程的兴趣，知道了这次设计计算的方法。在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过和同伴的查书，找资料，相互讨论并一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，同时也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。让我了解更多关于电网的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。姓名：张兴学号：201282250102两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。通过这次电网设计，本人在多方面都有所提高。通过这次电网设计，综合运用本专业所学课程的理论进行一次区域性电网设计从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了电机系统及其稳态分析课程所学的内容，掌握电网设计的方法和步骤，怎样确定设计方案，了解了电网的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计电网的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在刘老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在刘老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢!同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!姓名：谭婕学号：201282250103

在回顾整个课程设计的过程，自己还有以下一些方面需要进一步加强，同时也可以在以后的学习工作中不断勉励自己：但因为初次做变电所电气主接线设计，对部分设备性能、使用方面了解不足，在今后的学习中应通过多查阅各种相关资料来掌握；对于所学专业知识应多熟悉，将所学的知识联系起来。

同时在整个的程设计中，把遇到的疑问做了笔记，并通过各种资料去了解相关的知识。也希望带着这些疑问在学习中与其他同学讨论或请教来解决。除此之进行外变电所电气主接线设计通过边做边学习及向同学、老师请教。与队友的合作更是一件快乐的事情，只有彼此都付出，彼此都努力维护才能将作业做的更加完美。而团队合作也是当今社会最提倡的。相信以后我们会以更加积极地态度对待我们的学习、对待我们的生活。同时，课程设计完成也要衷心地感谢刘老师不畏严寒来教室的耐心讲解和指导。姓名：吴瑞薇学号：201281250104在这次的电力系统课程设计中，在老师的帮助及每个组员的共同努力下，我们终于完成了自己的一份比较完整的课程设计。虽然这次课程设计只有短短的两个星期，但在这段时间内，所学习到的知识确是很多的，通过对课程题目的手工计算，使自己对书本中的知识有了更加透彻的理解，熟练地掌握了计算过程中的各个公式，并且运用到计算过程中去。在设计的过程中，对于之前学习的电力系统的有关知识起到了很好的巩固作用，更是在一定程度上检验我们的学习成果。同时在该次课程设计中，还体现了同学们的团结合作精神和创新精神。

但是基于所学知识、能力和水平所限，在本次电网课程设计过程中可能存在很多疏漏、欠妥和错误之处，希望通过以后更深一步的学习能够纠正这些不妥之处。总的来说，这次的课程设计的研究还是算比较成功的，在这次的设计中，我们都学到了很多在书本上学不到的东西，对于陌生的新知识的学习，也得到了一定程度的练习，希望在以后的学习中能一步步的得到提升。姓名：粟天乐学号：201282250129通过对区域性高压电网设计，我了解到大概的设计步骤分为以下几块，首先需要校验功率平衡并确定运行方式。其次是进行初选方案的设计，之后进行较佳方案的技术经济指标运算，包含了对有功功率和无功功率分布计算及各线路的功率因数计算，确定各线路的额定电压等级，按经济电流密度选择导线截面，以机械强度，热稳定，晴天时不发生电晕为标准。功率损耗，电能损耗的计算，最后通过比较，得到最佳方案。这次设计使我对电力系统稳态分析有了更深刻的认识，也使我意识到自己在这门课上知识和学习的不足，鼓励我更加认真