1、电网规划课程设计长沙理工大学最终版一、 设计任务书和原始资料 2二、 电网接线初步方案的拟定与比较 31、 初步接线方案的拟定依据 32、 计划拟定的方案 33、 初步潮流计算 54、 方案经济性初步比较 8三、电网接线方式的选择与经济技术比较 91、 发电厂,变电站主接线方式的选择 92、 发电厂、变电所主变压器的选择 113、 电压等级的确定 134、 方案三的导线截面积选择 145、 方案四的导线截面积选择 166、 方案三与方案四的经济性比较 16四、 调压计算 181、 最大负荷情况下的潮流和压降计算 192、 最小负荷情况下的潮潮流和压降计算 193、 变压器的分接头选择 20五、
2、 参考文献 22六、 电网课程设计心得 23一、设计任务书和原始资料2.发电厂技术参数发电厂A装机台数、容量(MW4X 75额定电压(kV)10.5额定功率因数cos e0.8发电厂最小运行方式为三台机运行3.负荷数据及有关要求厂项 站目发电厂变电所A123最大负荷(MW25806070最小负荷(MVV15403035功率因数cos0.850.850.90.85Tmax (h)5000600055005000低压母线电压(kV)10101010调压要求最大负荷(%)2552.52.5最小负荷(%)2507.57.5各类负荷(%)I类3003530二、电网接线初步方案的拟定与比较1、 初步接线方
3、案的拟定依据本次课程设计的答题思路是，首先根据任务书上的发电厂和变电所的相对地理位置，作出大致的8-9个供电可靠性比较合理，线长较省的地理接线图方案，然后假设全 网的输电线路都是一个型号的电力线路，将整个电网均一化，利用均一网的潮流分布计 算公式，确定整个线路上的初步潮流分布。通过负荷矩（即输电线路的电能指标）和线 长（即输电线路的一次投资量指标）进行筛选，选出两个备选方案进行精确潮流计算。在电力系统中，对丁 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。1.1.2 .电力电量平衡计算：发电厂：PA 4 75 300MW SA 375MVA负荷：（1 发电厂:
4、PALmax 25MW Pgin 伟 MW变电所:P23Lmax 80 60 70 210MWP23L min 40 30 35 105MW2、 计划拟定的方案根据上述原则可列出可能的各种电网接线初步方案如图（可能还有其他方案）3、初步潮流计算初步方案并未确定导线截面积，因此先按均一网对其进行初步功率分布的计算_ * _SiZi SLi均一网初步功率分布的计算公式如下： S= 即：S 一*Z LJi ii 1 i 1发电厂、变电所的最大负荷时的运算负荷（不计变压器损耗）如表 1所示:厂项 站目发电厂变电所A123最大负荷（MW25806070最小负荷（MW15403035功率因数cos0.85
5、0.850.90.85将电网在S点拆开，得到两端供电网络如图 2-3所示C, %l% mim 70*(70 55 40 55) 80*(55 40 55) ( 275)*(40 55) 60*55 155m l 75 70 55 40 55线路总长度：_ 1_=顷+0+1_伯+0+|_2、=75+70+55+40+55=295( knj)线路总负荷矩：P2L=Ps3*75+P23i*70+P2ia*55+P2a2*40+p22s *55=711625方案四方案七A户/、方案六4、方案经济性初步比较计算结果比较如下表4.1比较依据I供电可靠性n电能质量in运行维护的方便性IV线路投资小v线路的功
6、率损耗小类型线路长度(km)负荷矩Z P?L(MW km)技术性比较万案1373731344.262供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便万案2383785059.769供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便万案3406498087.5供电可靠性高、电能质量较好、维修方便方案4421561460供电可靠性高、电能质量较好、维修方便方案53831215425供电可靠性较差、电能质量一般、维修方便万案63301749500供电可靠性较差、电能质量一般、维修方便万案73351192625供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便万案8368714190.385供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便万案9
7、2952366923.75供电可靠性差、电能质量较差、维修方便4.2方案的比较根据比较依据和表，知在满足供电可靠性前提下方案四、方案七线路投资、功率损 耗较其它七种方案优。因此选择方案四和方案七作为初步方案三、电网接线方式的选择与经济技术比较1、发电厂,变电站主接线方式的选择1.1发电厂主接线方式的选择由丁系统中均为中小型电厂，为了便丁今后发电厂的扩建，并保证发电厂供给符 合时的可靠性和经济性，所以低压侧采用单母线分段接法，接线如图发电厂主接线1.2变电所主接线方式的选择：在电网中，若是两回输电线路接入变电所的情况，变电所采用桥式接法，主变 低压侧采用双母线供电；若有三回以上的线路接入变电所，
8、采用主变高压侧单母线, 低压侧双母线的接线方式，接线如图Vok、；I 、nTlV K o 11 IX变电所主接线2、发电厂、变电所主变压器的选择2.1、 确定发电厂变压器容量Sn 0.7(如(1 kp)Smin)/(n 1)COS n其中：%N 发电厂发出的最大有功功率；Kp 发电厂厂用电率，这里取 0.01 ;cos n发电厂的功率因数；Smin 发电厂所带的最小负荷；n 主变台数，此处n=2发电厂A:SNi=83.125MVA2.2、 确定变电所变压器容量 按容载比选择：zSni 0.6 SNi /(n 1)i 1其中：K容载比，此处k=1.6;n主变台，此处n=2变电所1:=128zSn
9、i 0.6 SNi /(2 1)i1=76.8MVA变电所2:zSNii1=96zSni 0.6 SNi /(2 1)i1=57.6MVA变电所3:SNii1Smax1.6=112zSni 0.6 SNi /(2 1)i1Smax 1.6=67.2 MVA根据上面的计算，选择发电厂和变电所的变压器如下表发电厂和变电所、 I台数变压器型号变比空载电流I 0%空载损耗P0短路损耗PK短路电压比U%发电厂A4SFPL-90000/11010.5/121 2X2.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV变电站12SFPL-90000/110110 2X2.5%/10.50.7A75KW44
10、0KW10.5KV变电站22SFPL-63000/220110 2X2.5%/10.50.9A70 KW260 KW10.5 KV变电所32SFPL-90000/110110 2X2.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV3、电压等级的确定方案三的初步潮流计算如下方木三e?初席演计其方案四的初步潮流计算确定依据如下表电压等级确定依据额定电压（KW输送功率（KW输送距离（KM3520001000020 506035003000030 100110100005000050 150220100000500000100300根据初步潮流分布并考虑到实际电能输送情况和线路检修时个别线路的潮
11、流会增 大，最终均选择110KV的电压等级。4、方案三的导线截面积选择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S1 masjs T计算得到导线截面进行。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3.002.251.75发电厂的年最大负荷利用小时为 5000小时因为用的钢芯铝绞线，且年最大利用小时都在 5000小时以上，所以J取0.9较优方案各线路功率因数及导线截面计算：tan Q/ ParctanQ/ P)cos cosarctanQ / P)& S P面 Jj 3
12、UNJj 3UNcosJj计算后对照线路型号表选取后结果如下：支路线路型号截面积单位电阻单位电抗Sa1LGJ-300274.50.1050.399Sa2LGJ-1851930.170.394Sa3LGJ-2402400.1320.386SasLGJ-3003180.1050.3995、方案四的导线截面积的选择同方案三的计算方法，计算后对照线路型号表选取后结果如下:支路线路型号截面积单位电阻单位电抗Sa1LGJ-300274.50.1050.399Sa2LGJ-4003630.080.406Sa3LGJ-2402400.1320.386SasLGJ-4003190.080.406S2sLGJ-7
13、0610.450.4256.方案三与方案四电力网接线方案的技术、经济比较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3.002.251.75方案的经济性比较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。规划方案的年费用计算方法其中：NF 规划方案的年费用n电力工程经济使用年限（取i0电力工业投资回收系数（取u基准年的年运行费用（取投资的 5
14、%）输电线路的投资指标110KV架空输电线路单位投资指标类另U单位造价指标LG卜 40045万元/公里LG卜 30040万元/公里LG卜 24032万元/公里LG卜 18530万元/公里LG卜 15028万元/公里LG卜 12025万元/公里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 Pmax ；（2） 根据附录中给出的年最大负荷利用小时数 Tmax、负荷功率因数cos ，根据下表查出年最大负荷损耗时间 max ;（3）计算整个电网全年电能损耗 W Pmax max （KwM年）；r 方案二: 线路投资：55 K2X40+402K30+65 2区32+4字2*40=14400
15、 万元 高压断路器：台数K单价=整711900= 5695200总投资（Y）： Y= 14400+5695200=914106.963 万元年运行费用（N）:输电线路的折旧费4%变电所的折旧维修费（只考虑高压断路器）14%输电线路电能损耗0.2元/度。N=805934 万元方案四：线路投资：130 32+86 45+110 40+40 45+55 17=15165高压断路器：台数X单价=8 711900= 5695200总投资（Y : Y=5695200+ 15165年运行费用（N）:输电线路的折旧费4%变电所的折旧维修费（只考虑高压断路器）14% 输电线路电能损耗0.2元/度。N=15164
16、%+569520014%+8.129500g 0.2=806063.6 万元综合比较上面，方案三比方案四总投资要少，经济性要好。同时方案三的负荷矩要小, 线路要短。综合以上因素，最终选定方案三位最佳方案。四、调压计算调压原则：为进行调压计算需要计算最大和最小负荷的情况下，电力网的潮流分布计算，然后利用潮流计算结果即可以进行变压器分接头的选择， 当采用普通变压器分接头不能满足要求的情况下，可以考虑采用有载调压变压器或采用无功补偿装置。最终确定的方案为方案三SnnaK= 70 + (43383 I Smin=35+J21.6911Smax=&0+j29.0S注意，在计算最大负荷潮流的时候，将发电厂
17、 A的母线电压保持115kv不变；计算最小负荷的潮流的时候，将发电厂的母线 A的母线电压保持116kv不变1、最大负荷情况下的潮流和压降计算最大负荷时：SmaQ 80+j49.48 SS 3ma= 70+j43.38Za-1= 2.8875+j10.9725 Z a-2= 3.4+j7.88Za-3= 4.29+j12.545P12 Q2uN2ma= 60+j29.06V&Za1 2.1115+j8.0242Sa1VSa82.1115+j57.5024VU1Pa1Ra1UaQa 1Xa 1 7.5485U 1maxUa VU1 107.4515VSa 2P22 q22 Za 2 1.2489+
18、j2.8943u;Sa 2VSa 2 61.2489+j31.9543VU22Ra2 Qa2Xa2 4.0004UaU 2maxUaVU2 =110.9996VSa 3P32Q；2二 Za 3 2.4045+j7.0315UNSa 3S3VSa 3 72.4045+j50.4115VU33Ra 3 Qa 3Xa 3 8 2002Un .U 3maxUa VU3 106.79982、最小负荷情况下的潮流和压降计算Smin= 40+j24.7898Za-i =2.8875+j10.97252 八2R Qi -7Za 1VSa iSaiSiVSaVU1S 2min= 30+j14.5297 S 3m
19、in=35+j21.6911Z a-2=3.4+j7.88 Z a-3=4.29+j12.5450.5283 j2.008040.5283 26.7978Pa1Ra1 Qa1Xa13.5437U1min Ua VU1 112.4563Sa 2 S2 VSa 2 30.3122 j15.2531U2min Ua 2 = 114.0754一 R2 Q：VS 3 3 3Za 3 0.6011 j1.7576UNSa 3 S3 VSa 3 35.6011 j 23.4487U3min Ua VU3 112.14753、变压器的分接头选择变电所1的调压计算1）选择变压器的分接头最大负荷时应选择的变压器计
20、算分接头为:最小负荷时应选择的变压器计算分接头为:1 min1163.5437*10.5118.08变压器应选择的计算分接头Uti U1min U1max 112.7662可选112.75kv接头2）校验最大负荷时低压侧的实际电压为：107.4514 - *10.5 10.007 10112.75U imax最小负荷时低压侧的实际电压为：112.4563 *10.5 10.47 10.5112.75U imin所选分接头满足要求。变电所2的调压计算1）最大负荷时应选择的变压器计算分接头为115 4.004* *10.5 113.7U 2max10.25最小负荷时应选择的变压器计算分接头为:11
21、6 1.9246*10.5 114.42U 2min10.75变压器应选择的计算分接头为:, 111.42 113.7Uti 112.562可选112.75kv接头2）校验最大负荷时低压侧的实际电压为：110.996-*10.5 10.34 10.25112.75最小负荷时低压侧的实际电压为：114.075-*10.5 10.62 10.7112.75所选分接头满足要求U 2maxU 2min变电所3的调压计算1）最大负荷时应选择的变压器计算分接头为115 8.2002*. *10.5 109.38U 3max10.25最小负荷时应选择的变压器计算分接头为:116 3.8525 *10.5 1
22、09.54U 3min10.75变压器应选择的计算分接头为:U. 109.54 旋38 109.46选变压器的标准分接头Uti 110KV2）校验最大负荷时低压侧的实际电压为：U3max 106.8 *10.5 10.2 10.25 110最小负荷时低压侧的实际电压为：U3min 11215 *10.5 10.7 10.75 110所选分接头满足要求。五、参考文献参考文献1应敏华，程乃蕾.供用电工程.北京：中国电力，2006.92景禄.使用配电网技术.北京：中国水利水电，20063玲.玲编；怡，万秋兰，高山修订.一3版.电力系统稳态分析.北京：中国电力，20074方大千.输配电速查速算手册.北
23、京：中国水利水电，2004.35淑英.电力系统概论M. 北京：中国电力，2003.86克宁.电力工程. 北京：中国电力，2005.27韦钢.电力工程概论.北京：中国电力，2005.28温步瀛.电力工程基础.北京：中国电力，2006.69胡安民.架空电力线路使用计算.北京：中国电力，2003.1010熊信银.发电厂电气部分.北京：中国电力，2004.811看球.发电厂电气部分.北京：中国电力，2004.10六、电网课程设计心得课程设计心得在这次的课程设计中，遇到了许多困难，但是收获很大。在开始的时候，由于没有经验，感觉课程设计有很大的困难，不知道 从哪做起，加上课程时间与考试准备的时间冲突，所以
24、进度很慢。在这个 时候，白己心里是比较着急的，怕到时候不能按时完成任务。在考试完几门课程后，白己把精力全部放到了课程设计上，从方案的 选择到初步潮流的计算，从导线的选择到变压器容量的选择，从精确的潮 流计算到变压器的分接头选择，我都努力学习与掌握，然后将本组的课程 设计整个框架构思出来。有了框架之后，我们便开始逐步开始工作。在方案的选择时，由于对 电力系统认识不够深刻，设计的一些方案有很多的不合理之处。另外，为 了在电脑上将方案图形画出来，白己特意学了下画图软件，然后将方案图 逐个在电脑上画出来，并进行了一定的修改。在进行完初步潮流计算后又 对方案进行了一些合理的修改。在这个反复的过程中，对整
25、个系统又有了 一些比较深刻的认识和了解。当然，在这个过程中也遇到了一些困难，比 如说在在设计方案时候，要考虑到线路上的功率和线的长度，对方案优劣 的初步估计等等。比较幸运的是，在白己遇到困难的时候，打给周老师询 问，周老师总是能耐心地给我解答，在此要特别感谢周老师。在确定完方案之后，大家对各种方案进行了初步潮流计算，组员们在 工作的过程中还是比较配合和积极的。虽然白己在设计的过程中有一些不 合理导致方案的修改和潮流的重新计算，大家也没什么怨言，还是很积极 地配合，让工作能顺利地进行下去。在初步潮流地计算中，我们发现有些 方案的不合理，于是又对方案进行了合理的修改，重新计算潮流，让所选 的方案设
26、计得更加地合理和可行。在下面的工作中，我们对初步潮流计算后对方案进行比较后选出来的 两个方案进行了经济性的比较，组员们比较积极地计算让这部分工作比较 顺利地进行了下去。后面还有许多工作，白己在做这些工作的时候也遇到了不少困难，比 如说调压不能达到要求。在参考了以前的处理方法后，白己用所学的知识对发电厂的母线出线 电压进行了调整，即中枢点电压的调整，从而使得调压达到了预期的要求。在整个的课程设计中，白己承受着比较大的压力。白己要处理技术性 的东西，要确定方案，很多的东西白己感觉都有点吃力。但是幸运的是白 己所遇到的困难受到了老师和同学的帮助，让白己既把问题解决了，同时 也学到了很多的知识，对整个电网的运行和电力系统有了更进一步的认识。 在做完课程设计后，白己的身心都感觉到一种舒畅，一种满足！也许白己的设计不一定是最合理的，但是白己却花了很多心思，付出 了很多时间，有时候连续待在电脑前七八小时，在这个做课程设计的过程 中体验了其中的过程，收获了很多！这是一件让白己觉得特别有意义的事 情。另外做课程设计也锻炼了白己的耐心和毅力，培养了一种战胜困难的 勇气和信心！我想我以后会特别地怀念这段课程设计的经历！最后感谢两位指导老师的辛勤指导！附录 口e-osEJIAW
