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 (3)1、初步接线方案的拟定依据 (3)2、计划拟定的方案 (3)3、初步潮流计算 (5)4、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 (9)1、发电厂,变电站主接线方式的选择 (9)2、发电厂、变电所主变压器的选择 (11)3、电压等级的确定 (13)4、方案三的导线截面积选择 (14)5、方案四的导线截面积选择 (16)6、方案三与方案四的经济性比较 (16)四、调压计算 (18)1、最大负荷情况下的潮流和压降计算 (19)2、最小负荷情况下的潮潮流和压降计算 (19)3、变压器的分接头选择 (20)五、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 ）。

S21A75655570无限大系统4355403图1 发电厂、变电所相对地理位置及距离2．发电厂技术参数发电厂A 装机台数、容量（MW ） 4×75 额定电压（kV ） 10.5 额定功率因数e ϕcos0.83． 负荷数据及有关要求厂项 站 目发电厂 变电所 A 1 2 3 最大负荷（MW ） 25 80 60 70 最小负荷（MW ） 15 40 30 35 功率因数ϕcos0.85 0.85 0.9 0.85 m ax T (h)5000 6000 5500 5000 低压母线电压(kV)10 10 10 10 调压要求最大负荷(%)2～552.52.5最小负荷(%) 2～5 0 7.5 7.5 各类负荷(%) I 类 30 0 35 30 II 类25503030二、电网接线初步方案的拟定与比较 1、初步接线方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。

1.1.2．电力电量平衡计算：发电厂：MW P A 300754=⨯= MVA S A 375= 负荷：○1发电厂：MW P AL 25max = MW P AL 15min =○2变电所：MW P L 210706080max 123=++= MW P L 105353040min 123=++=2、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。

均一网初步功率分布的计算公式如下：S=∑∑==ni ini ii ZZS 1*1*即：∑∑===ni ini ii LLS S 11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 A1 2 3 最大负荷（MW ） 25 80 60 70 最小负荷（MW ） 15 40 30 35 功率因数ϕcos0.850.850.90.85以方案九计算为例，详细计算过程如下：将电网在S 点拆开，得到两端供电网络如图2-3所示m mm S l S l=∑∑5.15554055707555*60)5540(*)275()554055(*80)55405570(*70=++++++-+++++++=线路总长度：L=L s3+L 31+L 1a +L a2+L 2s =75+70+55+40+55=295（km ） 线路总负荷矩：P 2L=P 2s3*75+P 231*70+P 21a *55+P 2a2*40+p 22s ’*55=711625方 案线路长度（KM ）负荷矩∑P 2·L (kw ·km)373 731344.262383 785059.769 406 498087.5 421 561460 383 1215425 330 1749500335 1192625368 714190.38295 2366923.754、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Ⅱ电能质量Ⅲ运行维护的方便性Ⅳ线路投资小 Ⅴ线路的功率损耗小 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于系统中均为中小型电厂，为了便于今后发电厂的扩建，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，接线如图类型 线路长度 (km) 负荷矩ΣP •L (MW •km) 技术性比较方案1 373 731344.262 供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便 方案2 383 785059.769 供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便 方案3 406 498087.5 供电可靠性高、电能质量较好、维修方便 方案4 421 561460 供电可靠性高、电能质量较好、维修方便 方案5 383 1215425 供电可靠性较差、电能质量一般、维修方便 方案6 330 1749500 供电可靠性较差、电能质量一般、维修方便 方案7 335 1192625 供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便 方案8 368 714190.385 供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便 方案92952366923.75供电可靠性差、电能质量较差、维修方便发电厂主接线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，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min (1)0.7()/(1)cos GN NinP kp S S n ϕ-=--∑其中：GNP ——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 ϕ——发电厂的功率因数； minS ——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：由公式：1zNii S=∑kS max =10.6/(1)zni Ni i S S n ==-∑其 中：K ——容载比，此处k=1.6；n ——主变台，此处n=2 变电所1：1zNii S=∑6.1max ⨯=S=12810.6/(21)zni Ni i S S ==-∑=76.8MVA变电所2：1zNii S=∑6.1max ⨯=S=9610.6/(21)zni Ni i S S ==-∑=57.6MVA变电所3：1zNii S=∑6.1max ⨯=S=11210.6/(21)zni Ni i S S ==-∑6.1max ⨯=S=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参数名发电厂和变电所台数变压器型号变比空载电流I0%空载损耗P0短路损耗P K短路电压比U K%发电厂A 4 SFPL-90000/11010.5/121±2×2.5%/10.50.7A 75KW 440KW 10.5KV变电站1 2 SFPL-90000/110110±2×2.5%/10.50.7A 75KW 440KW 10.5KV变电站2 2 SFPL-63000/220110±2×2.5%/10.50.9A 70 KW260KW10.5 KV变电所3 2 SFPL-90000/110110±2×2.5%/10.50.7A 75KW 440KW 10.5KV3、电压等级的确定方案三的初步潮流计算如下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（KV ） 输送功率（KW ） 输送距离（KM ） 35 2000～10000 20～50 60 3500～30000 30～100 110 10000～50000 50～150 220100000～500000100～300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。

由公式JI S mas js 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 / mm 2）年最大负荷利用小时数T max 3000以下 3000～5000 5000以上 铝 1.65 1.15 0.90 铜3.002.251.75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 /arctan(/)cos cos[arctan(/)]33cos j N j N jQ PQ P Q P I S P S J U J U J φφφφ======截面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 Sa1 LGJ-300 274.5 0.105 0.399 Sa2 LGJ-185 193 0.17 0.394 Sa3 LGJ-240 240 0.132 0.386 Sas LGJ-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：6.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T max 3000以下 3000～5000 5000以上 铝 1.65 1.15 0.90 铜3.002.251.75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范围包括：（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ui i i ZNF n n +-++=1)1()1(000其中：NF ——规划方案的年费用Z ——折算至基准年（规划水平年）的总投资n ——电力工程经济使用年限（取25年）i ——电力工业投资回收系数（取 0.1）u ——基准年的年运行费用（取投资的5％）支路 线路型号 截面积 单位电阻 单位电抗 Sa1 LGJ-300 274.5 0.105 0.399 Sa2 LGJ-400 363 0.08 0.406 Sa3 LGJ-240 240 0.132 0.386 Sas LGJ-400 319 0.08 0.406 S2s LGJ-7061 0.450.425输电线路的投资指标110KV 架空输电线路单位投资指标 类 别 单位造价指标 LGJ －400 45万元／公里 LGJ －300 40万元／公里 LGJ －240 32万元／公里 LGJ －185 30万元／公里 LGJ －150 28万元／公里 LGJ －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max P ∆；（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数max T 、负荷功率因数ϕcos ，根据下表查出年最大负荷损耗时间max τ；（3）计算整个电网全年电能损耗max max P W τ∆=∆（Kwh ／年）； （4）按电力系统综合成本电价（取0.35元／Kwh ）计算电能损失费。