电网规划课程设计

电网规划课程设计1 设计任务本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计： 1.1 确定供电电压等级；1.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案； 1.3 发电厂、变电所主变压器选择； 1.4 电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5 输电线路导线截面选择； 1.6 调压计算。

2 原始资料2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离2.2 发电厂技术参数 发电厂A B C 装机台数、容量（MW ） 4×25 4×25 4×50 额定电压（kV ） 10.5 10.5 10.5 额定功率因数e cos 0.80.80.8557550 8050 4545704045 3 4 1 2C A B 45 452.3 负荷数据及有关要求厂 项 站 目 发电厂 变电所A B C 1 2 3 4 最大负荷（MW ） 30 20 20 50 90 60 50 最小负荷（MW ） 20 15 15 25 50 35 30 功率因数ϕcos0.85 0.85 0.85 0.9 0.9 0.9 0.9 max T (h)5000 5000 5000 5000 6000 5500 6000 低压母线电压(kV)10 10 10 10 10 10 10 调压要求最大负荷(%)5 2.5 2.5 2.5 5 2~5 5 最小负荷(%)0 7.5 7.5 7.5 0 2~5 0 各类负荷(%)I 类35 25 25 35 35 30 40 II 类3030303030 30303 课程设计任务说明及注意事项3.1 确定电网供电电压等级应考虑变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离。

3.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案需考虑发电厂、变电所的相对地理位置、距离，变电所负荷的大小、对供电可靠性的要求。

3.3 选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式应注意：（1）发电厂主变压器至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑。

（2）发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线。

（3）选择发电厂主变压器容量时，应注意：发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电（没有经过主变压器），具体按如下方式考虑：① 若采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套；② 若采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：扣除机端最小负荷、厂用电后，保证将全部剩余功率送入系统；③ 若采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时，主变压器应能从系统倒送功率保证机端负荷的需要；④ 若发电机端母线上接有多台主变压器，当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内保证输送全部剩余功率的70％以上。

（4）变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：6.1==maxP S K3.4 电力网接线方案的技术性比较内容包括：供电可靠性、电压质量、运行灵活性、电网将来发展的适应性等，此次课程设计只要求作定性分析。

电力网接线方案的经济性比较内容包括：投资、运行维护费、电能损失费。

经技术、经济比较后，从各待选方案中选出最佳方案作为推荐方案。

在进行电力网接线方案技术、经济比较时，需要进行初步潮流计算。

由于此时输电线路导线截面尚未确定，因此，可首先按某一种导线截面计算线路电阻、电抗等参数，然后进行初步潮流计算。

3.5选择输电线路导线截面根据初步潮流计算结果，按经济电流密度选择输电线路导线截面，按技术条件(如电晕、机械强度、发热条件等)进行校验。

3.6 调压计算对于经过技术、经济性比较后得到的推荐方案，根据调压要求进行调压计算。

调压计算方法是：通过选择合适的主变压器分接头，满足10KV 调压要求。

若通过选择主变压器分接头不能满足调压要求，则应考虑采用有载调压变压器，或采用并联无功补偿装置调压（计算所需要的并联无功补偿容量）。

4 附录4.1 架空输电线路导线经济电流密度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 max3000以下 3000～50005000以上 铝 1.65 1.15 0.90 铜3.002.251.754.2 规划方案的经济性比较方法本次《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。

4.2.1 规划方案的年费用计算方法ui i i ZNF nn +-++=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） 0i ——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％） 4.2.2 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 －24032万元／公里LGJ －185 30万元／公里 LGJ －150 28万元／公里 LGJ －12025万元／公里4.2.3 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m ax 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。

最大负荷损耗小时max τ与最大负荷利用小时)(h T max 、功率因数ϕcos 之间的关系 ϕcos)(h T max0.800.850.900.951.002000 1500 1200 1000 800 700 2500 1700 1500 1250 1100 950 3000 2000 1800 1600 1400 1250 3500 2350 2150 2000 1800 1600 4000 2750 2600 2400 2200 2000 4500 3150 3000 2900 2700 2500 5000 3600 3500 3400 3200 3000 5500 4100 4000 3950 3750 3600 6000 4650 4600 4500 4350 4200 6500 5250 5200 5100 5000 4850 7000 5950 5900 5800 5700 5600 7500 6650 6600 6550 6500 6400 80007400735072505 参考资料（1）于永源 主编 电力系统分析 湖南师范大学出版社 1992年7月 （2）陈珩 编 电力系统稳态分析 水利电力出版社 1995年11月第二版 （3）陆敏政 主编 电力系统习题集 水利电力出版社 1990年一． 供电电压等级确定及变压器选择1.1 功率平衡分析发电厂总容量400GN GA GB GC P P P P MW =++=,发电厂和各发电所最大负荷总和为max 320L P MW =,max GN L P P >，所以发电可以满足负荷要求。

1.2供电电压等级确定从地理接线图上看到该电网输送距离在40-80KM 之间；考虑最大负荷时的输送功率，最大的可能输送功率为90MW ，综合输送距离和输送功率，根据表1，确定110KV 为最佳供电电压。

表1额定电压（KV ）输送功率（KW ） 输送距离（KM ）3 100～1000 1～3 6 100～1200 4～15 10 200～2000 6～20 35 2000～10000 20～50 60 3500～30000 30～100 110 10000～50000 50～150 220100000～500000100～3001.3变压器选择 发电厂A ：70%cos GATN AP S ϕ=⨯=87.5MW 所以使用容量为90MW 的变压器两台，按同样的方法选择发电厂B ，发电厂C 的变压器。

变电所1：m a x 70%TN L S kP =⨯=63MW所以选择容量为63MW 的变压器两台， 按同样的方法选择其余变电所的变压器。

将变压器选择结果列于表2 。

表2厂 项 站目发电厂 变电所A B C1 2 3 4 变压器容量（MW ） 90 90 90 63 120 90 63 变压器台数2232222为方便后续潮流计算，先将各变压器的阻抗及导纳参数进行计算。

各容量变压器技术数据变压器容容量（MW ） 负载损耗k P (KW) 空载损耗0P (KW)空载电流 （%） 阻抗电抗（%）63 260 65 0.6 10.590 340 85 0.6 10.5 1204221060.510.5利用公式221000k NT N PU R S =,2%100k N T N U U X S =⨯,0021000N P G U =,02100N T NI S B U =计算的阻抗导纳参数，并将计算结果列于表3。

表3变压器容量（MW ） T R （Ω） T X （Ω） 0G （610S -）T B （610S -） 63 0.79 20.17 5.37 31.24 90 0.51 14.12 7.02 44.63 1200.3510.598.7649.59二． 电力网接线方案初步拟定2.1初步拟定接线方案由于该电网中一类和二类负荷占了很大比例，对可靠性要求高，所以在拟定接线方案时采用有备用接线方式以保证供电可靠性，初步拟定五个待选方案，如下。

2.2初步方案的粗略潮流计算及输电线路选择设发电厂C 为平衡节点，发电厂A 和B 设为PV 节点，给定功率为其满发状态下的功率,此时A 和B 给定功率分别为7052.5A S j MVA =+,8060B S j MVA =+,其余节点为PQ节点，其负荷功率取最大负荷时的功率，分别为 15024.23()Sj MVA =+， 29045.58()Sj MVA =+， 36029.06()S j MVA =+， 45024.23()S j MVA =+。

根据功率平衡，发电厂C 应发功率 123410010.6()C A B SS S S S S S j MVA =+++--=+,由此就可计算出整个网络上各条线路上的功率分布。

方案一1.初步潮流计算 线路：A-1 115024.23()A SS j MVA -==+ A-3 312027.73()A A A SS S j MVA --=-=+ B-3 33340 1.33()B A SS S j MVA --=-=+ C AB 1234方案五C AB1234方案四C AB1234方案三CAB1234方案二C AB1234方案一B-4 434058.67()B B B SS S j MVA --=-=+ C-4 4441034.44()C B SS S j MVA --=-=- C-2 229045.58()C SS j MVA -==+ 2.输电线路导线选择统一用LGJ 系列导线，导线经济电流密度取J=0.9A / mm 2，按公式max 3lI S S J UJ==确定导线截面积进而确定导线型号,计算结果如下。