区域电力网规划设计

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毕业设计说明书
区域电力网规划设计
专业电气工程及其自动化
学生姓名赵梦亮
班级电气113
学号**********
指导教师秦生升
完成日期2015年5月8日
区域电力网规划设计
摘要：电能在当今社会生活中扮演者越来越重要的角色，它影响着人类生活中的衣食住行，而国家以及企业更是需要稳定、安全、经济的电能质量，可以说电网建设的好坏深刻的影响着我们的生活质量，所以我们要对电力网规划设计有足够的重视。

在这篇论文中，我首先对原始数据进行了功率平衡方面的校验，在确定了数据有效性的基础上，设计出了五种电网接线方案，并确定了发电厂、变电站的变压器型号以及容量的选择。

在进行了线路长度、路径长度、总负荷矩、高压开关数的初步技术经济指标比较后，确立了两种初步方案。

接下来，从下面几个方面进行了进一步的详细技术经济比较：1.架空输电线路导线截面的选择。

2线路最大电压损耗计算。

3一次设备投资费用计算。

4.电网年运行费用。

最终，确定出一种最优方案设计。

然后，对这个最优方案进行潮流分布计算、调压计算和运行特性计算。

关键词：接线方案；潮流计算；技术经济比较
Regional power network planning and design
Abstract: Power in today's social life actor increasingly important role, which affects the basic necessities of human life, while the state and enterprises is the need for stability, power quality and safety, economy, and quality of power grid construction can say a profound impact our quality of life, so we need to have enough power network planning and design attention.
In this paper,I first of all the raw data validation power balance,In determining the validity of the underlying data,Designed five grid wiring scheme and identified plants, substations and transformer capacity models to choose from.After making the line length, path length, total load moment, a preliminary comparison of the number of technical and economic indicators of high-voltage switches, established two initial program.Next, the following aspects were further detailed technical and economic comparison:1. Select the section of the overhead transmission line conductors. 2 The maximum line voltage loss calculations. Three primary equipment investment cost calculations. 4. Power annual operating costs.In the end, determine an optimal design. Then, the optimal solution for the distributed computing power flow, pressure and operating characteristics of computing computing.
Key words: Wiring scheme; flow calculation; technical and economic comparison
前言
电力网规划设计是电网建设的重要组成部分，一个好的规划设计能够满足未来数十年的电力需求。

电力网系统主要是由电力系统、电力网络和电力负荷组成。

在当今生活中，电能存在于我们日常的方方面面，国家、企业、百姓都离不开它。

规划、建设、运行电力网，需要大量的技术、经济、人才的支持，这不仅影响着电力网的经济、安全、有效的运行，还牵扯着资源的有效利用和各种环境因素的制约。

所以，电力网规划设计越来越得到人们的重视。

电能是能量的一种，它是当今是一种最重要的能源。

电能影响着人类生活的衣食住行，电能生产的过程即是发电、输电、变电、配电的过程。

电能由发电厂发出，经过升压变压器远距离输送到高压输电线路，然后通过降压变压器输送给用电用户。

电能的发展与国民经济的发展相辅相成，节能减排，绿色环保将成为发展的趋势。

电力网规划设计，首先要确定发电厂、变电站的变压器型号容量，以及接线方案等，从而进一步细致的确定每条线路的导线型号，然后进行技术经济比较，最终确立一个最优方案，并对这个方案进行潮流计算。

通过对这个课题的设计，我们能大致的了解发电输电配电的流程，对以后的学习生活有莫大的帮助。

1.原始资料
1.1原始资料
台数×额定容量：4×25MW，厂A、B各两台
额定电压均为VGN =10.5KV
功率因素均为cosφ=0.85
c.发电厂、变电站间的地理位置和彼此距离
aa
○5
○2
○4
⊙B
○1
○3
⊙A
L12=28km L2B=26km L5B=24km L54=22km L4B=25km L3A=30km L3B=24km L1A=26km L13=32km L2A=32km
1.2 功率平衡校验 1.
2.1有功平衡校验
用电负荷：Py=K1∑max P =0.9×(15+12+20+10+9)=59.4MW
注：1K 是同时率，它和用电的各个指标有关，在这里我取其值位0.95。

供电负荷：Pg=
Py K ⨯-211=4.5905
.011
⨯-=62.5MW 注：2K 是网损率，这里取0.05。

发aa 电负荷：Pf=
()Pz Pg K +⨯-311=()655.621
.011
++⨯-=81.7MW 注：3K 是厂用电率，这里取0.1，Pz 是发电机电压支配负荷。

P 备≥20%Pf=81.7×20%=16.3MW
P 已备=P 总－ Pf=100-81.7=18.3MW
由此可知满足备用的最小要求，有功功率达到了平衡 1.2.2无功平衡校验 （1）发电厂发出的总无功
var)(62)85.0tan(cos 100)85.0tan(cos P 11M Q =⨯=⨯=--总总
（2）负荷消耗总无功：
var)
(8.36)85.0tan(cos 4.59)tan(cos P 1
1
max M Q ==⨯=--∑ϕ负
（3）=备Q 总Q -负
Q =62-36.8=25.2
（4）负
备Q Q Q =
η=8.362
.25=68%≥20% 由此可知满足备用的最小要求，无功功率达到了平衡
2．电力网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择
2.1.电力网电压等级的选择
各级电压输送能力如表所示：
图2-1：各电压等级线路的合理输送容量及输送距离
由表知，根据原始资料，应选电压等级为110KV
2.2电网接线方案的初步选择
为保证电网供电的可靠性、灵活性、安全性，这里采用的电网接线方式为有备用电源接线。

方案1为环网，方案2~5均为既有环网也有双回线路。

方案1：
A
1
2
3
5
4
B
方案2：A
1
2
3
4
B
方案3：
1
方案4：
1
方案5：
1
2.2.1线路长度
线路长度是架设线路的直接费用。

由于架线地区的地形因素，单回线路长度应该在厂、站间直线距离的基础上增加5%~10%的弯曲度。

如果是双回线路，那么线路长度应该是单回的2倍。

这里统一增加10%的弯曲度。

方案1：L=(28+26+24+30+26+24+22+25)×1.1=225.5km
方案2：L=（28+26+24+30+26+24×2+25×2）×1.1=255.2km
方案3：L=(26+30+32+26×2+24×2+24+25+22)×1.1=284.9km
方案4：L=(26+28+32+26×2+24×2+24+25+22)×1.1=282.7km
方案5：L=(26×2+32+30+26+24+24+25+22)×1.1=258.5km
2.2.2路径长度
路径长度是架设线路的间接费用。

一般是厂、站间的直线距离的基础上加上5%~10%的弯曲度。

而且与回路数无关。

方案1：L=(28+26+24+30+26+24+22+25)×1.1=225.5km
方案2：L=(28+26+24+30+26+24+25)×1.1=201.3km
方案3：L=(26+30+32+26+24+24+25+22)×1.1=229.9km
方案4：L=(26+28+32+26+24+24+25+22)×1.1=227.7km
方案5：L=(26+32+30+26+24+24+25+22)×1.1=229.9km
2.2.3总负荷矩
方案1：
将发电厂B和变电站5、4展开
由公式～
a S ＝
∑
∑L Lm m ~S 和~
'a S ＝∑∑L Lm'm ~
S 可知
SB4=22
2524)
69(24)710(×)2422(+++⨯+++j j =9.5+6.6j
S45 = SB4-S4=9.5+6.6j-（10+7j ）=-0.5-0.4j SB5=S5-S45=9.5+6.4j 功率分点为4
将发电厂A 、发电厂B 、变电站3展开
3
A B
SA3=
24
3024
×)1520(++j =8.9+6.7j
SB3=S3-SA3=11.1+8.3j 功率分点为3
将发电厂A 、发电厂B 、变电站1、变电站2展开
1 2
A B
SA1=
26
282626
)912()2628(×)1015(++⨯++++j j =14+j9.7
S12=SA1-S1= -1-j0.3 SB2=S2-S12=13+j9.3 功率分点为1 由M=∑=⨯l
i Li Pi 1
=9.5×25+0.5×22+9.5×24+8.9×30+11.1×24+14×26+28+13×26=1739.9MW.km
方案2：
M=9×24+10×25+8.9×30+11.1×24+14×26+28+13×26=1729.4MW.km
方案3：
SA1=
32
302630)1520()3032(×)1015(++⨯++++j j =17.4+12.2j S13=SA1-S1=2.4+2.2j
SA3=S3-S13=17.6+12.8j
M=9.5×25+0.5×22+9.5×24+12×26+20×24+17.4×26+2.4×32+17.6×
30=2325.7MW.km
方案4： SA1=32
282632)812()2832(×)1015(++⨯++++j j =14.9+10.3j S12=SA1-S1=-0.1+0.3j
SA2=S2-S12=12.1+8.7j
M=9.5×25+0.5×22+9.5×24+14.9×26+0.1×28+12.1×32+20×24+12×
26=2045.9MW.km
方案5：
将发电厂A 、发电厂B 、变电站3展开
3 A
B
SA3=
24
3024×)1520(++j =8.9+6.7j SB3=S3-SA3=11.1+8.3j
功率分点为3
将发电厂A 、发电厂B 、变电站2展开
2 A
B
SA2=
26
3226×)912(++j =5.4+4j SB2=S2-SA2=6.6+j5
功率分点为2
M=9.5×25+0.5×22+9.5×24+8.9×30+11.1×24+5.4×32+6.6×26+15×
26=1744.3MW.km 2.2.4高压开关数
因为在市场上高压开关的价钱是不便宜的，并且在整体设计的投资中有相当大的比重，所以这里需要拟定各方案的高压开关的数目。

这里就以网络接线数来计算高压开关数，由于一条单回线路就需要在其两端各设置一个高压断路器，即一条单回线路要两个高压断路器。

方案1：高压开关数为16
方案2：高压开关数为18
方案3：高压开关数为20
方案4：高压开关数为20
方案5：高压开关数为18
综合：经比较这4种指标，最终得出初步选出的方案为方案1和方案5。

2.3.发电厂和变电站主接线选择
发电厂：因为发电厂是中小型的，所以高压侧选用双母线接线，低压侧选用单母线分段接线。

变电站：对于110KV、2回线、2台主变压器采用桥型接线，环网为避免穿越功率影响，采用外桥接线。

低压侧采用双母线供电。

3．电网接线方案的详细技术经济比较
对上面选出的两个初步方案，按线路最大电压损耗计算、一次设备投资费用计算、电网的年运行费用进行技术经济的比较，从而选出一种最优方案。

3.1架空输电线路导线截面的选择
3.1.1.方案1
a.最大运行方式下的初步潮流计算
将发电厂B和变电站5、4展开
由公式～
a S＝
∑
∑
L
Lm
m
~
S
和
~
'a S＝
∑
∑
L
Lm'
m
~
S
可知
SB4=
22
25
24
)6 9(
24
)7
10
(×
)
24
22
(
+
+
+⨯
+
+
+j
j
=9.5+6.6j
S45 = SB4-S4=9.5+6.6j-（10+7j）=-0.5-0.4j SB5=S5-S45=9.5+6.4j
功率分点为4
将发电厂A、发电厂B、变电站3展开
3 A
B
SA3=
24
3024×)1520(++j =8.9+6.7j SB3=S3-SA3=11.1+8.3j
功率分点为3
将发电厂A 、发电厂B 、变电站1、变电站2展开
1 2
A B SA1=
26
282626)912()2628(×)1015(++⨯++++j j =14+j9.7 S12=SA1-S1= -1-j0.3
SB2=S2-S12=13+j9.3
功率分点为1 b.经济电流密度选择导线截面
对于35KV 以上的架空输电线路，它的导线截面一般按照经济电流密度来选择
公式为：
cos φ
3N JU P S = 其中：S ——导线截面积（mm 2）；
P--线路上通过的有功功率
J ——经济电流密度（A/mm 2）；
N U ——线路额定线电压（kV ）；
由上述公式，可以求出线路的截面积：
85
.011015.13141⨯⨯⨯=SA =75.22㎜
85
.011015.13132⨯⨯⨯=SB =69.8 85
.011015.13112⨯⨯⨯=S =5.4 85
.011015.139.83⨯⨯⨯=SA =47.8 85
.011015.131.113⨯⨯⨯=SB =59.6 85.011015.135.95⨯⨯⨯=SB =51
85
.011015.135.045⨯⨯⨯=S =2.7 85
.011015.135.94⨯⨯⨯=SB =51 c.选择导线型号
按机械强度校验导线截面：最小允许截面一般规定为35KV 及以上的线路为252㎜
按电晕校验导线截面：110KV 最小允许截面为502㎜
所以A —1段选LGJ —95型
A —3段选LGJ —50型
B —3段选LGJ —70型
B —2段选LGJ —70型
B —4段选LGJ —70型
B —5段选LGJ —70型
4—5段选LGJ —50型
1--2段选LGJ —50型
3.1.2方案5
a.最大运行方式下的初步潮流计算
将发电厂A 、发电厂B 、变电站3展开
3 A
B
SA3=
24
3024×)1520(++j =8.9+6.7j SB3=S3-SA3=11.1+8.3j
功率分点为3
将发电厂A 、发电厂B 、变电站2展开
2 A
B
SA2=
26
3226×)912(++j =5.4+4j SB2=S2-SA2=6.6+j5
功率分点为2 b.经济电流密度选择导线截面 85
.011015.13151⨯⨯⨯=SA =80.52㎜ 85
.011015.134.52⨯⨯⨯=SA =292㎜ 85.011015.139.83⨯⨯⨯=
SA =47.82㎜ 85
.011015.136.62⨯⨯⨯=SB =35.42㎜ 85
.011015.131.113⨯⨯⨯=SB =59.62㎜ 85
.011015.135.94⨯⨯⨯=SB =512㎜ 85
.011015.135.95⨯⨯⨯=SB =512㎜ 85
.011015.135.045⨯⨯⨯=S =2.72㎜
c.选择导线型号
A —1段选LGJ —95型
A —2段选LGJ —50型
A —3段选LGJ —50型
B —2段选LGJ —50型
B —3段选LGJ —70型
B —4段选LGJ —70型
B —5段选LGJ —70型
4—5段选LGJ —50型
3.2.线路最大电压损耗计算
此处计算电压损耗时，只需要进行初步计算，也就是说不考虑线路的功率损耗，各个节点的电压都使用电网的额定电压计算。

为了保证用户的电能质量，正常情况时，网络接线中的电源点到负荷点的最大电压损耗应小于额定电压的10%，故障情况下（断开一条支路）则小于20%。

计算公式如下：N ij ij ij ij U X Q R P U )
(ij +∑=∆ 电压损耗％＝100⨯∆N ij U U %
LGJ —50型经查表得： r=0.65+0.435j
LGJ —70型经查表得： r=0.45+0.425j
LGJ —95型经查表得： r=0.33+0.414j
3.2.1方案1
a.线路参数
ZA1=(0.33+0.414j)×26=8.6+10.8j
ZA3=(0.65+0.435j)×30=19.5+13.1j
ZB3=(0.45+0.425j)×24=10.8+10.2j
ZB2=(0.45+0.425j)×26=11.7+11.1j
ZB4=(0.45+0.425j)×25=11.3+10.6j
ZB5=(0.45+0.425j)×24=10.8+10.2j
Z45=(0.65+0.435j)×22=14.3+9.6j
Z12=(0.65+0.435j)×28=18.2+12.2j
SA1=14+j9.7
SA3=8.9+6.7j
SB3=11.1+8.3j
SB2=13+j9.3
SB4=9.5+6.6j
SB5=9.5+6.4j
S45 =-0.5-0.4j
S12= -1-j0.3
b.正常情况下电压损耗
U ∆B4=110
6.6×6.105.93.11+⨯=1.61KV U ∆45=110
4.0×6.9
5.03.14-⨯-=-0.1KV U ∆B5=U ∆B4+U ∆45=1.51KV
U ∆MAX=1.51<110×10%=11KV 所以满足要求
3 A
B
U ∆A3=110
7.6×1.139.85.19+⨯=2.38KV U ∆B3=110
3.8×2.101.118.10+⨯=1.86KV U ∆MAX=2.38<110×10%=11KV 所以满足要求 A 1 2 B
U ∆A1=110
7.9×8.10146.8+⨯=2.05 U ∆12=110
3.0×2.1212.18-⨯-=-0.2 U ∆B2=110
3.9×1.11137.11+⨯=2.32 U ∆MAX=2.32<110×10%=11KV 所以满足要求
b.故障情况下电压损耗
当B5断线时
SB4=(10+j7)+(9+j6)=19+j13 S45=9+j6
U
∆B4=
110
6. 10×
13
3.
11
19+
⨯
=3.2KV
U
∆54=
110
6.9×
6
3.
14
9+
⨯
=1.69KV
U
∆MAX=3.2<110×20%=22KV所以满足要求当B4断线时
SB5=19+j13
S45=10+j7
U
∆B5=
110
2. 10×
13
8.
10
19+
⨯
=3.07KV
U
∆45=
110
6.9×7
3.
14
10+
⨯
=1.91KV
U
∆MAX=3.07<110×20%=22KV所以满足要求
当A3断线时
SB3=11.1+8.3j
U
∆B3=
110
2.
10×3.8
8.
10
1.
11+
⨯
=1.86KV
U
∆MAX=1.86<110×20%=22KV所以满足要求当B3断线时
SA3=8.9+6.7j
U
∆A3=
110
1.
13×7.6
5.
19
9.8+
⨯
=2.38KV
U
∆MAX=2.38<110×20%=22KV所以满足要求
2.2.2方案5
a.线路参数
ZA1=(0.33+0.414j)×26×½=4.3+5.4j ZA2=(0.65+0.435j)×32=20.8+13.9j
ZA3=(0.65+0.435j)×30=19.5+13.1j
ZB2=(0.65+0.435j)×26=16.9+11.3j
ZB3=(0.45+0.425j)×24=10.8+10.2j ZB4=(0.45+0.425j)×25=11.3+10.6j
ZB5=(0.65+0.435j)×24=15.6+10.4j
Z45=(0.45+0.425j)×22=9.9+9.4j
SA1= 15+j10
SA2=5.4+4j
SA3=8.9+6.7j
SB2=6.6+j5
SB3= 11.1+8.3j
SB4=9.5+6.6j
SB5=9.5+6.4j
S45 =-0.5-0.4j
b.正常情况下电压损耗
U ∆A2=110
9.13×48.204.5+⨯=1.53KV U ∆B2=110
3.11×59.166.6+⨯=1.53KV U ∆MAX=1.53<110×10%=11KV 所以满足要求
U ∆A1=110
4.5×103.415+⨯=1.08KV U ∆MAX=1.08<110×10%=11KV 所以满足要求 c.故障情况下电压损耗
当B2断线时
U ∆A2=110
9.13×48.204.5+⨯=1.53KV U ∆MAX=1.53<110×20%=22KV 所以满足要求
当A2断线时
U ∆B2=110
3.11×59.166.6+⨯=1.53KV U ∆MAX=1.53<110×20%=22KV 所以满足要求
3.3一次设备投资费用计算
为了比较这两种方案，费用包括线路的综合投资Cl 和高压断路器的综合投资Cb 。

经查表得
方案1：C=Cl+Cb=26.7×225.5+110.4×16=7787.25万元
方案5：C=Cl+Cb=26.7×258.5+110.4×18=8889.15万元
3.4电网的年运行费用
电网的年运行费用包括年电能损耗费和设备折旧维护费，年电能损耗费是各线段的损耗和。

电能损耗单价取0.5，设备折旧维护费是包括线路和变电设备的折旧,线路设备折旧维护率取2.2%，变电设备折旧维护率取4.2%。

方案1：
由：i L
i L P W τ⨯∆=∆∑=1
max
=∆L W 40006.8)1107.914(222⨯⨯++46005.19)1107.69.8(222⨯⨯++46008.10)1103.81.11(222⨯⨯++46007.11)1103.913(2
2
2⨯⨯++35003.11)1106.65.9(222⨯⨯++40008.10)1104.65.9(222⨯⨯++37503.14)1104.05.0(222⨯⨯++43002.18)110
3.01(22
2⨯⨯+ =4584.5 kw.h
得：年电能损耗费Fw= L W ∆ ×β=2292.2万元
设备折旧维护费Fs=C ×α=6020.85×2.2%+1766.4×4.2%=206.6万元
所以年运行费用F=Fw+Fs=2498.8万元
方案5：
=∆L W 40003.4)1101015(2
22⨯⨯++46005.19)1107.69.8(222⨯⨯++46008.10)1103.81.11(222⨯⨯++46009.16)11056.6(22
2⨯⨯++35003.11)1106.65.9(222⨯⨯++
40006.15)1104.65.9(222⨯⨯++37509.9)1104.05.0(222⨯⨯++46008.20)110
45.6(2
22⨯⨯+ =4187.2
得：年电能损耗费Fw= L W ∆ ×β=2093.6万元
设备折旧维护费Fs=C ×α=6901.95×2.2%+1987.2×4.2%=235.3万元 所以年运行费用F=Fw+Fs=2328.9万元
经综合考虑，方案5为技术和经济上综合最优的方案设计。

4.短路电流的计算
短路电流计算的目的是，在区域电力网规划设计里，要以短路计算结果作为基准，来选择电气设备如断路器、隔离开关等。

短路可分为三相短路、两相短路接地、两相短路、单相短路。

4.1计算线路阻抗标幺值
这里只计算线路之间的阻抗参数，即发电厂与变电站，变电站与变电站间的，不考虑变压器内部的阻抗。

将发电厂A,B 记为6，7点。

表4.1 线路参数
4.2短路点选择
短路电流冲击值：sh k i = 短路电流最大有效值：sh k
I ，取K sh =1.8，则I sh =1.51I k 。

表4.2 短路电流计算结果
5．选择高压断路器的隔离开关
5.1选择高压断路器
影响高压断路器选择的因素有环境因素，安装位置，使用的技术条件等，一
般，110Kv 电网选择6SF 断路器。

其额定电压N U ≥Ns U ，Ns U 为电网额定电压 额定电流N I ≥m ax I ，m ax I 为最大持续工作电流 额定开断电流Nbr I ≥k I ，k I 为短路电流有效值 额定关合电流1Nc i ≥sh i ，sh i 为短路电流最大冲击值 这里统一采用SN10-10Ⅲ/2000型号断路器。

5.2选择隔离开关
影响隔离开关选择的因素有布置特点，安装位置，使用的技术条件等。

因为隔离开关无灭弧装置，不能用来开断及接通电流，故：
其额定电压N U ≥Ns U ，Ns U 为电网额定电压 额定电流N I ≥m ax I ，m ax I 为最大持续工作电流 这里统一采用GN22-10/2000型号隔离开关。

6．潮流计算
6.1变压器容量的确定 6.1.1发电厂主变压器容量选择
系统和发电机电压的母线连接的变压器通常为两台，其中任一台变压器容量
要求为能满足70%的电厂容量输送。

当变压器与发电机接线是单元接线时，主变压电容量与发电机容量相比，通常留下10%的余量。

T S =(2×25÷0.85)×1.1=64.7MVA ，所以选择T 的额定容量TN S =90MVA
查表得：S P ∆ =440kw 0P ∆ =75kw %S V =10.5 %0I =0.7
T R =2
21000N N S S V P ∆=0.66Ω T X =N
N
S S V V 2
100%⨯= 14.12Ω 0S ∆=N S I j
P 100
%
00+∆=0.075+0.63j MVA 6.1.2变电站主变压器容量选择
系统和变电站连接的变压器通常为两台，当其中1台停运时，另1台能满足全部负荷容量的70%~80%，这里按70%算。

变电站1：
T S =%70)1015(22⨯+=12.62 MVA ，所以选择T 的额定容量TN S =16MVA 查表得：S P ∆ =110kw 0P ∆ =18.5kw %S V =10.5 %0I =0.9
T R =2
21000N N S S V P ∆=5.2Ω T X =N
N
S S V V 2
100%⨯= 79.4Ω 0S ∆=N S I j
P 100
%
00+∆=0.0185+0.144j MVA T Z =)(2
1
T T X R +=2.6+39.7j Ω
T S ∆=)(2
2
2T T N
jX R U Q P ++=0.07+1.07j
变电站2：
T S =%70)912(22⨯+=10.5 MVA ，所以选择T 的额定容量TN S =12.5MVA 查表得：S P ∆ =100kw 0P ∆ =16.4kw %S V =9 %0I =0.93
T R =2
21000N N S S V P ∆=7.74Ω T X =N
N
S S V V 2
100%⨯=87.12 Ω 0S ∆=N S I j
P 100
%
00+∆=0.0164+0.116j MVA T Z =)(2
1
T T X R +=3.87+43.56j Ω
T S ∆=)(2
2
2T T N jX R U Q P ++=0.07+0.81
变电站3：
T S =%70)1520(22⨯+=17.5 MVA ，所以选择T 的额定容量TN S =20MVA 查表得：S P ∆ =135kw 0P ∆ =22kw %S V = 10.5 %0I =0.8
T R =2
21000N N S S V P ∆=4.08Ω T X =N
N
S S V V 2
100%⨯=63.53 Ω 0S ∆=N S I j
P 100
%
00+∆=0.022+0.16j MVA
T Z =)(2
1
T T X R +=2.04+31.77j Ω
T S ∆=)(2
2
2T T N jX R U Q P ++=0.11+1.64j 变电站4：
T S =%70)710(22⨯+= 8.54MVA ，所以选择T 的额定容量TN S =10MVA 查表得：S P ∆ =72kw 0P ∆ =14kw %S V = 10.5 %0I =1.1
T R =2
21000N N S S V P ∆=8.71Ω T X =N
N
S S V V 2
100%⨯= 127.05Ω 0S ∆=N S I j
P 100
%
00+∆=0.014+0.11j MVA T Z =)(2
1
T T X R +=4.36+63.53j Ω
T S ∆=)(2
2
2T T N jX R U Q P ++=0.05+0.78j
变电站5：
T S =%70)69(22⨯+=7.57 MVA ，所以选择T 的额定容量TN S =8MVA 查表得：S P ∆ =62kw 0P ∆ =11.6kw %S V =10.5 %0I =1.1
T R =2
21000N N S S V P ∆=11.72Ω T X =N
N
S S V V 2
100%⨯=158.81 Ω 0S ∆=N S I j
P 100
%
00+∆=0.0116+0.088j MVA T Z =)(2
1
T T X R +=5.86+79.41j Ω
T S ∆=)(2
2
2T T N
jX R U Q P ++=0.06+0.77j
6.2.潮流分布计算 6.2.1正常情况最大负荷 各个节点的运算负荷为： S1=1LD S +20S ∆+T S ∆=15.11+11.36j S2=12.1+10.04j S3=20.15+16.96j S4=10.08+8j S5=9.08+6.95j
5B S =
22
2524)
808.10(25)95.608.9(×47+++⨯++j j =9.56+7.42j
4B S =
22
2524)
808.10(46)95.608.9(×24+++⨯++j j =9.6+7.53j 54S =5B S -5S =0.48+0.47j
5B SL ∆=
)4.106.15(11042.756.92
2
2j ++=0.19+0.13j
5B S '=5B S +5B SL ∆=9.75+7.55j
4B SL ∆=)4.99.9(11053.76.92
2
2j ++=0.12+0.12j 4B S '=4B S +4B SL ∆=9.72+7.65j
45SL ∆=)4.99.9(110
47.048.02
22j ++=3.7×410-+3.51×4
10- 1.2110
4
.1055.76.1575.95=⨯+⨯=
∆B V KV
5V =5B B V V ∆-=110-2.1=107.9KV
08.09
.1074
.947.09.948.054=⨯+⨯=
∆V KV
4V =107.9-0.08=107.82KV
2
A B
2A S =
26
3226
)04.101.12(+⨯+j =5.42+4.5j
2A SL ∆=)9.138.20(1105.442.52
2
2j ++=0.09+0.06j 2B SL ∆=0.11+0.07j
2A S '=2A S +2A SL ∆=5.51+4.56j 同理2B S '=6.79+5.61j
62.1110
9
.1356.48.2051.52=⨯+⨯=
∆A V KV
2V =2A A V V ∆-=108.38KV
3
A B
3A S =
24
3024
)96.1615.20(+⨯+j =8.96+7.54j
3A SL ∆=
)1.135.19(11054.796.82
2
2j ++=0.22+0.15j 3B SL ∆=0.19+0.18j
3A S '=3A S +3A SL ∆=9.18+7.69j 同理3B S '=11.38+9.6j
54.2110
1
.1369.75.1918.93=⨯+⨯=
∆A V KV
3V =3A A V V ∆-=107.46KV
A 1
1A SL ∆=
)4.53.4(11036.1111.152
2
2j ++=0.13+0.16j 1A S '=1A S +1A SL ∆=15.24+11.52j
16.1110
4
.552.113.424.151=⨯+⨯=
∆A V KV
1V =121-1.16=108.84KV 6.2.2正常情况最小负荷
变电站1：T S ∆=)(2
2
2T T N jX R U Q P ++=0.03+0.49j 变电站2：T S ∆=)(2
2
2T T N jX R U Q P ++=0.03+0.36j 变电站3：T S ∆=)(2
2
2T T N jX R U Q P ++=0.04+0.55j 变电站4：T S ∆=)(2
2
2T T N
jX R U Q P ++=0.03+0.39j
变电站5：T S ∆=)(2
2
2T T N
jX R U Q P ++=0.03+0.34j 各个节点的运算负荷为： S1=1LD S +20S ∆+T S ∆=10.07+7.78j S2=8.06+6.59j S3=12.08+8.87j S4=7.06+5.61j S5=6.05+4.52j
B 4 5
5B S =
22
2524)
61.506.7(25)52.405.6(×47+++⨯++j j =6.49+4.97j
4
B S =22
2524)61.506.7(46)52.405.6(×24+++⨯++j j =6.62+5.16j 54S =5B S -5S =0.44+0.45j
5B SL ∆=
)4.106.15(11097.449.62
2
2j ++=0.09+0.06j 5B S '=5B S +5B SL ∆=6.58+5.03j
4B SL ∆=)4.99.9(11016.562.62
2
2j ++=0.06+0.05j 4B S '=4B S +4B SL ∆=6.68+5.21j
41.1110
4
.1003.56.1558.65=⨯+⨯=
∆B V KV
5V =5B B V V ∆-=108.59KV
08.059
.1084
.945.09.944.054=⨯+⨯=
∆V KV
4V =108.56KV
2
A B
2A S =
26
3226
)6.59j +8.06(+⨯=3.61+2.95j
2A SL ∆=)9.138.20(110
95.261.32
2
2j ++=0.04+0.02j 2A S '=2A S +2A SL ∆=3.65+2.97j 同理2B S '=4.5+3.67j
07.1110
9
.1397.28.2065.32=⨯+⨯=
∆A V KV
2V =2A A V V ∆-=108.56KV
3
A B
3A S =
24
3024
)8.87j +12.08(+⨯=5.37+3.94j
3A SL ∆=)1.135.19(110
94.337.52
2
2j ++=0.07+0.05j 3A S '=3A S +3A SL ∆=5.44+3.99j 同理3B S '=6.77+4.99j
44.1110
1
.1399.35.1944.53=⨯+⨯=
∆A V KV
3V =3A A V V ∆-=108.56KV
A 1
1A SL ∆=
)4.53.4(11078.707.102
2
2j ++=0.06+0.07j 1A S '=1A S +1A SL ∆=10.13+7.85j
78.0110
4
.585.73.413.101=⨯+⨯=
∆A V KV
1V =110-0.78=109.22KV
6.2.3最大负荷情况下某一重要支路故障 各个节点的运算负荷为： S1=1LD S +20S ∆+T S ∆=15.11+11.36j S2=12.1+10.04j S3=20.15+16.96j S4=10.08+8j S5=9.08+6.95j
若B-4段故障 B 5 4
)4.99.9(110
808.102
2
254j S ++=∆=0.14+0.13j 5S '=4S +54S ∆=10.22+8.13j 5S ''=5S +5S '=19.3+15.08j
)4.106.15(110
08.153.192
225j S B
++=∆=0.77+0.52j B S '=5S ''+B S 5∆=20.07+15.6j 110
4
.106.156.1507.205⨯+⨯=
∆B V =4.32KV
5V =110-4.32=105.68
68
.1054
.913.89.922.1054⨯+⨯=
∆V =1.68KV
4V =105.68-1.68=104KV
同理，可求B-5、B-2、B-3、A-2、A-3、A-1故障下的潮流分布
7.调压计算及无功补偿
逆调压：在负荷是最大负荷的情况下，电压允许不大于额定电压的1.05倍； 在负荷是最小负荷的情况下，电压允许不小于电网的额定电压。

顺调压：在负荷是最大负荷的情况下，电压允许不小于额定电压的1.025倍； 在负荷是最小负荷的情况下，电压允许不大于额定电压的1.075倍。

常调压：无论负荷是在最大负荷或是最小负荷的情况下，电压维持在额定电压的1.02~1.05倍间。

由S =1LD S +20S ∆+T S ∆，查看之前数据可知：
变电站1：max S =15.11+11.36j HMAX V =108.84KV 常调压 min S =10.07+7.78j HMIN V =109.22KV T Z =2.6+39.7j Ω 变电站2：max S =12.1+10.04j HMAX V =108.38KV
常调压
min S =8.06+6.59j HMIN V =108.93KV
T Z =3.87+43.56j Ω 变电站3：max S =20.15+16.96j
HMAX V =107.46KV
逆调压
min S =12.08+8.87j HMIN V =108.56KV T Z =2.04+31.77j Ω
变电站4：max S =10.08+8j
HMAX V =107.82KV
逆调压
min S =7.06+5.61j HMIN V =108.51KV T Z =4.36+63.53j Ω
变电站5：max S =9.08+6.95j HMAX V =107.9KV 逆调压
min S =6.05+4.52j HMIN V =108.59KV T Z =5.86+79.41j Ω
变电站1：
HMAX MAX MAX TMAX V X Q R P V +=
∆=84
.1087
.3936.116.211.15⨯+⨯=4.5KV
TMAX V =
N LMAX
TMAX
HMAX U V V V 2∆-=
5.105.105.484.108-=104.34KV HMIN
MIN MIN TMIN V X Q R P V +=
∆=22.1097
.3978.76.207.10⨯+⨯=3.07KV
TMIN V =
N LMIN
TMIN
HMIN U V V V 2∆-=
5.102.1007.322.109-=109.27KV 2
TMIN
TMAX T V V V +=
=106.8KV
选择变压器最接近分接头（
1110
8
.106-）×100%=-2.9% 所以选择-5%分接头
校验：LMAX V =
5.105.1045
.484.108-=10.48 LMIN V =
5.105
.10407
.322.109-=10.46 该变压器应选的分接头电压或变比为104.5\10.5KV
变电站2：
HMAX MAX MAX TMAX V X Q R P V +=
∆=38
.10856
.4304.1087.31.12⨯+⨯=4.47KV
TMAX V =
N LMAX
TMAX
HMAX U V V V 2∆-=
5.105.1047.438.108-=103.91KV HMIN
MIN MIN TMIN V X Q R P V +=
∆=93.10856
.4359.687.306.8⨯+⨯=2.92KV
TMIN V =
N LMIN
TMIN
HMIN U V V V 2∆-=
5.102.1092.293.108-=109.13KV 2
TMIN
TMAX T V V V +=
=106.52KV
选择变压器最接近分接头（
1110
52
.106-）×100%=-3.2% 所以选择-5%分接头
校验：LMAX V =
5.105.10447
.438.108-=10.44 LMIN V =
5.105
.10492
.293.108-=10.45 该变压器应选的分接头电压或变比为104.5\10.5KV
变电站3：
HMAX MAX MAX TMAX V X Q R P V +=
∆=46
.10777
.3196.1604.215.20⨯+⨯=5.4KV
TMAX V =
N LMAX
TMAX
HMAX U V V V 2∆-=
5.105.104.54
6.107-=102.06KV HMIN
MIN MIN TMIN V X Q R P V +=
∆=56.10877
.3187.804.208.12⨯+⨯=2.82KV
TMIN V =
N LMIN
TMIN
HMIN U V V V 2∆-=
5.101082.25
6.108-=111.03KV 2
TMIN
TMAX T V V V +=
=106.54KV
选择变压器最接近分接头（
1110
54
.106-）×100%=-3.2% 所以选择-5%分接头
校验：LMAX V =
5.105.1044
.546.107-=10.25 LMIN V =
5.105
.10482
.256.108-=10.49 该变压器应选的分接头电压或变比为104.5\10.5KV
变电站4：
HMAX MAX MAX TMAX V X Q R P V +=
∆=82
.10753
.63836.408.10⨯+⨯=5.12KV
TMAX V =
N LMAX
TMAX
HMAX U V V V 2∆-=
5.105.1012.582.107-=102.7KV HMIN
MIN MIN TMIN V X Q R P V +=
∆=51.10853
.6361.536.406.7⨯+⨯=3.57KV
TMIN V =
N LMIN
TMIN
HMIN U V V V 2∆-=
5.101057.351.108-=111.19KV 2
TMIN
TMAX T V V V +=
=106.45KV
选择变压器最接近分接头（
1110
45
.106-）×100%=-3.2% 所以选择-5%分接头
校验：LMAX V =
5.105.10412
.582.107-=10.32 LMIN V =
5.105
.10457
.351.108-=10.48 该变压器应选的分接头电压或变比为104.5\10.5KV
变电站5：
HMAX MAX MAX TMAX V X Q R P V +=
∆=9
.10742
.7995.686.508.9⨯+⨯=5.61KV
TMAX V =
N LMAX
TMAX
HMAX U V V V 2∆-=
5.105.1061.59.107-=102.29KV HMIN
MIN MIN TMIN V X Q R P V +=
∆=59.10841
.7952.486.505.6⨯+⨯=3.63KV
TMIN V =
N LMIN
TMIN
HMIN U V V V 2∆-=
5.101063.359.108-=110.21KV 2
TMIN
TMAX T V V V +=
=106.25KV
选择变压器最接近分接头（
1110
25
.106-）×100%=-3.4% 所以选择-5%分接头
校验：LMAX V =
5.105
.10461
.59.107-=10.28
LMIN V =
5.105
.10463
.359.108-=10.49
该变压器应选的分接头电压或变比为104.5\10.5KV
8.运行特性的计算及物资统计
8.1最大、最小负荷时全网的有功功率损耗率
a.最大负荷时全网的有功功率损耗率
发电机发出总功率=6.79+5.51+9.72+9.75+11.38+15.24+9.18=67.57MVA 负荷总功率=15+12+20+10+9+5+6=77MW
损耗率=77
57
.6777-=12.2%
b.最小负荷时全网的有功功率损耗率
发电机发出总功率=6.68+6.58+4.5+3.65+6.77+5.44+10.13=43.75MVA 负荷总功率=10+8+12+7+6+3+4=50MW
损耗率=5075
.4350-=12.5%
8.2全网年电能损耗率
全网负荷年电能损耗=（15×5500+12×6000+20×6000+10×5000+9×5500+5×
5500+6×5500）×10
1
=43450万度
年电能损耗率=4345057.74757
.747+×100%=1.69%
8.3输电效率
输电效率=1-1.69%=98.31% 8.4物资统计
结论
在本次毕业设计中，我将区域电网规划设计分成以下大致几个步骤：1.电力网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择。

2.电网接线方案的详细技术经济比较。

3短路电流的计算。

4.选择高压断路器和隔离开关。

5.潮流计算，包括最大最小负荷和故障情况下的潮流计算。

6.调压计算及无功补偿。

7.运行特性的计算及物资统计。

通过这次区域电力网规划设计，我系统性地学习到了从发电、输电到配电的一整套过程，使我明白了理论联系实际的重要性，并且整合了电力系统和其他学科之间的知识点，提升了我们独立完成毕业设计的能力，和自助查询相关知识的能动性。

在电气主接线图的设计中，由于我的知识有限，并没有考虑到更多的相关配套电气设备，所以在以后的生活中仍需进一步的学习。

参考文献
[1] 刘天琪，邱晓燕.电力系统分析理论[M].北京:科学出版社，2005.2
[2] 丁德劭.怎样对新技术标准电气一次接线图[M].中国水利水电出版社，2001
[3] 颜婉仪. 电力系统规划设计[M].成都：成都科技大学出版社
[4] 电力工业部电力规划设计总院编著.电力系统设计手册.北京:中国电力出版社,1998
[5] 《国家电网公司110KV变电站典型设计》工作组. 国家电网公司110KV变电站典型设计.北京:中国电力音像电子出版社,2005
[6] 刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计[M].中国电力出版社,2005
[7] 李光琦. 电力系统暂态分析[M].北京：水利电力出版社.1995
[8]傅知兰. 电力系统电气设备选择与使用计算[M]. 北京：中国电力出版社，2004.
[9] 曹绳敏.电力系统课程设计及毕业设计参考资料[M].中国水利水电出版社,1993
盐城工学院本科生毕业设计说明书 2015
致谢
在本次毕业设计中，我的指导老师秦老师给我提供了莫大的帮助，在我遇到设计瓶颈难题的时候，她总会给我指点迷津，让我清晰了认识到自己在某方面的不足，从而可以去自己完善这方面的短板。

在设计阶段，秦老师严谨的治学态度、渊博的专业知识，让我深深的佩服。

她时刻给我们提供解决问题的方案，给了我极大的关心与鼓励，无论我遇到了什么样的难题，她总是不厌其烦地给予帮助，帮助我渡过难关。

并且，在这里我要感谢同组的同学，他们也给予了我许多参考意见，我从他们的观点中学到了非常重要的东西，让我知道了助人为乐的重要性。

最后感谢学校对我的大学四年的培养，让我成为了一个合格的，对社会有用的人！。