110KV电力网潮流及调压计算

长沙学院课程设计说明书题目110KV电力网潮流及调压计算系(部)电信系专业(班级)电气工程及其自动化姓名学号指导教师饶瑜起止日期2013-12-8——2013-12-15电力系统分析课程设计任务书——饶瑜电力系统分析分析课程设计任务书系部：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导老师：饶瑜课程名称：110KV电力网潮流及调压计算设计主要内容及要求计算发电厂和变电站以及输电线路的等值参数计算网络的潮流分布和母线电压作出等值网络图，并标注网络的参数和最终潮流分布以及节点电压选择变压器的分接头计算系统的全年电能损耗以及输电效率设计工作量准备原始数据，计算电路等值参数复习电力系统潮流计算和调压计算知识计算网络的潮流分布和节点电压选择变压器的分接头，确定调压方式进度安排第一天：课题介绍，收集相关材料，分析原始数据第二天：复习电力系统的潮流计算相关知识第三天：计算网络的潮流分布第四天：确定变电站和发电厂的调压方式第五天：编写设计说明书原始数据：元件参数:1.发电厂:发电厂A高压母线:Vmax=118KV,Vmin=115KV发电厂B中的发电机:Pe=25MW,COSΦ=0.8,Ve=6.3KV厂用负荷为:2.5+j1.875MVA(最大负荷:发电厂满载运行)和1.8+j1.2MVA(最小负荷:负荷率为60%,COSΦ不变)2.变压器:B1:Se=31.5MVA,Ve=121/6.3KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=2.7B3.B4:Se=31.5MVA,Ve=110/11KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=3.5B2:Se=15MVA,Ve=110/6.6KV,⊿Po=50KW,⊿Pd=133KW,Vd%=10.5,Io%=3.53.输电线路的参数:Ve=110KV,均采用LGJ—150导线架设,Djj=5m短路的原因、短路的类型、短路计算的目的电力系统短路电流计算包括电力系统网络的参数计算和故障点短路电流计算电力系统不对称短路电流计算包括各序网络的制定和不对称短路的分析长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级设计题目110KV电力网潮流及调压计算指导教师饶瑜指导教师意见：评定成绩：教师签名：日期：辩论小组意见：评定成绩：辩论小组长签名：日期：教研室意见：最终评定等级：教研室主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。目录一、摘要及关键字7二、设计参数7三、设计任务及要求9四、设计及参数计算10五、心得体会19六、参考文献19一、摘要及关键字摘要：电力系统潮流计算是电力系统设计及运行时必不可少的根本计算，计算的目的主要有：1在规划设计中，用于选择接线方式，电气设备以及导线截面。2在运行时，用于确定运行方式，制定检修方案，确定调整电压的措施。关键字：潮流计算等值参数节点电压电能损耗恒调压逆调压分接头等值网络图二、设计参数原始数据：元件参数:1.发电厂:发电厂A高压母线:Vmax=118KV,Vmin=115KV发电厂B中的发电机:Pe=25MW,COSΦ=0.8,Ve=6.3KV厂用负荷为:2.5+j1.875MVA(最大负荷:发电厂满载运行)和1.8+j1.2MVA(最小负荷:负荷率为60%,COSΦ不变)2.变压器:B1:Se=31.5MVA,Ve=121/6.3KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=2.7B3.B4:Se=31.5MVA,Ve=110/11KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=3.5B2:Se=15MVA,Ve=110/6.6KV,⊿Po=50KW,⊿Pd=133KW,Vd%=10.5,Io%=3.53.输电线路的参数:Ve=110KV,均采用LGJ—150导线架设,Djj=5m短路的原因、短路的类型、短路计算的目的电力系统短路电流计算包括电力系统网络的参数计算和故障点短路电流计算电力系统不对称短路电流计算包括各序网络的制定和不对称短路的分析三、设计任务及要求电力系统分析课程设计任务书——饶瑜电力系统分析分析课程设计任务书系部：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导老师：饶瑜课程名称：110KV电力网潮流及调压计算设计主要内容及要求计算发电厂和变电站以及输电线路的等值参数计算网络的潮流分布和母线电压作出等值网络图，并标注网络的参数和最终潮流分布以及节点电压选择变压器的分接头计算系统的全年电能损耗以及输电效率设计工作量准备原始数据，计算电路等值参数复习电力系统潮流计算和调压计算知识计算网络的潮流分布和节点电压选择变压器的分接头，确定调压方式进度安排第一天：课题介绍，收集相关材料，分析原始数据第二天：复习电力系统的潮流计算相关知识第三天：计算网络的潮流分布第四天：确定变电站和发电厂的调压方式第五天：编写设计说明书四、设计及参数计算1.计算发电厂B和变电所以及输电线路的等值参数.〔1〕线路的等值参数R。==(31.5/150)/km=0.21(/km)r==6.9(mm)X。=0.1445Lg+0.0157=0.1445Lg+0.0157=0.429(/km)G。=0B。=×10-6=×10-6=2.65×10-6(S/km)LAa=70kmLBa=50kmLAB=120kmLBb=60kmZ1=14.7+j30.03Y1=j1.855×10-4SZ2=10.5+j21.45Y2=j1.325×10-4SZ3=25.2+j51.48Y3=j3.18×10-4SZ4=12.6+j25.74Y4=j1.59×10-4S〔2〕变压器的等值参数RT=⊿Pd×Ve2/1000Se2XT=Vd%×Ve2/100SeGT=⊿Po/1000Ve2BT=Io%×Se/100Ve2B1RT=2.95XT=48.8GT=5.87×10-6SBT=58×10-6SB2RT=7.15XT=84.7GT=4.13×10-6SBT=43.4×10-6SB3B4RT=2.44XT=40.3GT=7.1×10-6SBT=91.1×10-6S2.计算网络的初步潮流分布.BBaS12SaSBS2S1A2A1Z3Z2Z1网络等值电路图〔1〕最大运行方式时SLDa=(40+j30)MVASLDB=〔25+j18.75〕—(2.5+j1.875)=22.5+j16.875MVA由于是供电端，便于下面计算把SLDB=－22.5－j16.875MVASLDc=(12+j7)MVA变压器的绕阻损耗计算公式：ΔST=(P2LD＋Q2LD)(RT+jXT)/V2n变压器的励磁损耗计算公式：ΔSO=Po+j(Io%/100)SeB1变压器损耗：ΔST1=0.193+j3.19MVAΔSO1=0.086+j0.851MVAB2变压器损耗：ΔST2=0.114+j1.351MVAΔSO2=0.05+j0.525MVAB3B4变压器损耗：ΔST3=ΔST4=0.504+j8.326MVAΔSO3=ΔSO4=0.086+j1.103MVA线路段一端的充电功率计算公式：ΔQB＝－Bi*V2n/2Aa线路一端的充电功率：ΔQB1＝－1.122MVABa线路一端的充电功率：ΔQB2＝－0.802MVAAB线路一端的充电功率：ΔQB3＝－1.924MVABb线路一端的充电功率：ΔQB4＝－0.962MVA运算负荷：Sa=SLDa+2(ΔST3+ΔSO3)+jΔQB1+jΔQB2=41.18+j46.934MVASb=SLDb+(ΔST2+ΔSO2)+jΔQB4=12.164+j7.914MVABb线路损耗：ΔSL4＝(P2Sb＋Q2Sb)(R4+jX4)/V2n＝0.219+j0.448MVASB=Sb+ΔSL4+SLDB+ΔST1+ΔSO1+jΔQB2+jΔQB3+jΔQB4=－9.838－j8.16MVA计算网络功率分布：S1=[Sa×(Z*2+Z*3)+SB×Z*3]/(Z*1+Z*2+Z*3)=24.250+j29.166MVAS2=[Sa×Z*1+SB×(Z*1+Z*2)]/(Z*1+Z*2+Z*3)=7.092+j9.610MVAS12=S2－SB=16.93+j17.77MVA〔2〕最小运行方式时SLDb=(30+j20)MVASLDB=〔15+j11.25〕—(1.8+j1.2)=13.2+j10.05MVA由于是供电端，便于下面计算把SLDB=－13.2+j10.05MVASLDc=(7+j5)MVA变压器的绕阻损耗计算公式：ΔST=(P2LD＋Q2LD)(RT+jXT)/V2n变压器的励磁损耗计算公式：ΔSO=Po+j(Io%/100)SeB1变压器损耗：ΔST1=0.067+j1.110MVAΔSO1=0.086+j0.851MVAB2变压器损耗：ΔST2=0.044+j0.516MVAΔSO2=0.05+j0.525MVAB3B4变压器损耗：ΔST3=ΔST4=0.262+j4.330MVAΔSO3=ΔSO4=0.086+j1.103MVA线路段一端的充电功率计算公式：ΔQB＝－Bi*V2n/2Aa线路一端的充电功率：ΔQB1＝－1.122MVABa线路一端的充电功率：ΔQB2＝－0.802MVAAB线路一端的充电功率：ΔQB3＝－1.924MVABb线路一端的充电功率：ΔQB4＝－0.962MVA运算负荷：Sa=SLDa+2(ΔST3+ΔSO3)+jΔQB1+jΔQB2=30.696+j28.942MVASb=SLDb+(ΔST2+ΔSO2)+jΔQB4=7.094+j5.079MVABb线路损耗：ΔSL4＝(P2Sb＋Q2Sb)(R4+jX4)/V2n＝0.079+j0.162MVASB=Sb+ΔSL4+SLDB+ΔST1+ΔSO1+jΔQB2+jΔQB3+jΔQB4=－5.774－j6.986MVA计算网络功率分布：S1=[Sa×(Z*2+Z*3)+SB×Z*3]/(Z*1+Z*2+Z*3)=18.856+j17.008MVAS2=[Sa×Z*1+SB×(Z*1+Z*2)]/(Z*1+Z*2+Z*3)=6.066+j4.948MVAS12=S1－SB=11.84+j11.934MVA3.计算网络的最终潮流分布,并检查是否有线路过载现象由潮流初步计算可知，a节点的功率由两个方向流入，故a节点为功率分点。在a节点将网络解开，使之成为两个开式电力网。等值电路如下：AA2S1′SaaSaS1″A1Z1S2′S12″aBS12′SBS2″Z3Z2〔1〕最大运行方式时Sb′=Sb=12.164+j7.914MVASb″=Sb′+ΔSL4=12.383+j8.362MVAS1′=S1=24.250+j29.166MVAS12′=S12=16.93+j17.77MVAAa线路段的功率损耗：ΔSL1＝(P2S1′＋Q2S1′)(R1+jX1)/V2n＝1.748+j3.571MVAS1″=S1′+ΔSL1＝25.998+j32.737MVABa线路段的功率损耗：ΔSL2＝(P2S12′＋Q2S12′)(R2+jX2)/V2n＝0.524+j1.070MVAS12″=S12′+ΔSL2＝17.454+j18.840MVAS2′=S12″+SB＝7.616+j10.68MVAAB线路段的功率损耗：ΔSL3＝(P2S2′＋Q2S2′)(R3+jX3)/V2n＝0.358+j0.732MVAS2″=S2′+ΔSL3＝7.974+j11.412MVA变电所a流出的功率：SA=S1″+S2″=33.974+j44.149MVA〔2〕最小运行方式时Sb′=Sb=12.164+j7.914MVASb″=Sb′+ΔSL4=7.173+5.241MVAS1′=S1=18.856+j17.008MVAS12′=S12=11.84+j11.934MVAAa线路段的功率损耗：ΔSL1＝(P2S1′＋Q2S1′)(R1+jX1)/V2n＝0.786+j1.606MVAS1″=S1′+ΔSL1＝19.642+j18.614MVABa线路段的功率损耗：ΔSL2＝(P2S12′＋Q2S12′)(R2+jX2)/V2n＝0.245+j0.501MVAS12″=S12′+ΔSL2＝12.085+j12.435MVAS2′=S12″+SB＝6.311+j5.449MVAAB线路段的功率损耗：ΔSL3＝(P2S2′＋Q2S2′)(R3+jX3)/V2n＝0.145+j0.296MVAS2″=S2′+ΔSL3＝6.456+j5.745MVA变电所a流出的功率：SA=S1″+S2″=26.098+j24.359MVA4.计算发电厂B的高压母线电压.〔1〕最大运行方式时VA=115KVΔV=(PS2″×R3+QS2″×X3)/VA=6.856KVδV=(PS2″×X3－QS2″×R3)/VA=3.470KVVBmin==108.200KV〔2〕最小运行方式时VA=118KVΔV=(PS2″×R3+QS2″×X3)/VA=3.885KVδV=(PS2″×X3－QS2″×R3)/VA=1.590KVVBmax==114.126KV5.计算变电所a.b的高压母线电压变电所a的高压母线电压:〔1〕最大运行方式时VA=115KVΔV=(PS1″×R1+QS1″×X1)/VA=11.872KV25.998+j32.737δV=(PS1″×X1－QS1″×R1)/VA=2.604KVVamin==103.161KV〔2〕最小运行方式时VA=118KVΔV=(PS1″×R1+QS1″×X1)/VA=7.184KV19.642+j18.614δV=(PS1″×X1－QS1″×R1)/VA=2.680KVVamax==110.828KV变电所b的高压母线电压:〔1〕最大运行方式时VB=108.200KVΔV=(PSb″×R4+QSb″×X4)/VB=3.431KV12.383+j8.362δV=(PSb″×X4－QSb″×R4)/VB=1.972KVVbmin==104.788KV〔2〕最小运行方式时VB=114.126KVΔV=(PSb″×R4+QSb″×X4)/VB=1.974KV7.173+5.241δV=(PSb″×X4－QSb″×R4)/VB=1.041KVVbmax==112.157KV6.作出等值网络图,并标注网络的参数和最终潮流分布以及各节点电压.AAbaB7.选择变压器的分接头:(1)变电所a要求恒调压:最大负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：Ｖ′a2max=Vamin－(PLDamax×RＴ1+QLDamax×XＴ1)/Vamin=90.495kv103.161最小负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：Ｖ′a2min=Vamax－(PLDamin×RＴ1+QLDamin×XＴ1)/Vamax=102.895kv110.828最大负荷时二次侧母线电压应保持1.03ＶN，那么分接头电压为：Vtamax=Ｖ′a2max×VTa2N/Vmax=87.859kv最小负荷时二次侧母线电压应保持1.03ＶN，那么分接头电压为：Vtamin=Ｖ′a2min×VTa2N/Vmin=99.898kv取平均值Vta=〔Vtamax+Vtamin〕/2=93.879kv(2)变电所b要求逆调压;最大负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：Ｖ′b2max=Vbmin－(PLDbmax×RＴ2+QLDbmax×XＴ2)/Vbmin=100.709kv104.788最小负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：Ｖ′a2min=Vbmax－(PLDbmin×RＴ2+QLDbmin×XＴ2)/Vbmax=107.934kv112.157最大负荷时二次侧母线电压应为1.05ＶN，那么分接头电压为：Vtbmax=Ｖ′b2max×VTb2N/Vmax=95.913kv最小负荷时二次侧母线电压应为ＶN，那么分接头电压为：Vtbmin=Ｖ′b2min×VTb2N/Vmin=107.934kv取平均值Vtb=〔Vtbmax+Vtbmin〕/2=101.924kv3)发电厂B的发电机电压保持在6—6.5KV内.Umax=6—6.5KVVtBmax=(UBmax－ΔVBmax)UT2n/Umax=(111.3－8.09)6.3/〔6～6.5〕=〔117.5～117.4)KVVtBmin=(UBmin－ΔVBmin)UT2n/Umin=(116.3－4.8)6.3/〔6～6.5〕=〔121.1～115.3)KVb:V1t.av=〔117.4+127.5〕/2=122.4kv8.计算系统的全年电能损耗,设负荷的Tmax=6000h,计算出输电效率.经估算比拟可知，各线段的线路传输功率因数均在0.6左右，故取系统功率因数cosθ=0.6。根据Tmax=6000h、cosθ=0.6由下列图Tmax—τ关系图得,τ=4900hAa线路：有功功率损耗ΔPL1＝PS1″－PS1′＝1.748MVA输电效率%=PS1′/PS1″×100%=93.3%Ba线路：有功功率损耗ΔPL2＝PS12″－PS12′＝0.524MVA输电效率%=PS12′/PS12″×100%=97.0%AB线路：有功功率损耗ΔPL3＝PS2″－PS2′＝0.358MVA输电效率%=PS2′/PS2″×100%=95.3%Bb线路：有功功率损耗ΔPL4＝PSb″－PSb′＝0.219MVA输电效率%=PSb′/PSb″×100%=98.2%线路全年损耗ΔWL=(ΔPL1+ΔPL2+ΔPL3+ΔPL