规划理工大学电网课程设计.docx
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规划理工大学电网课程设计
【关键字】规划
电网规划课程设计
（一）
学生姓名：
姬高扬
学号：
0535
同组设计者：
郝文静韩文娥陈双喜杨涵
张晴陆亮刘野冯楚潇
所在院（系）：
城南学院
班级：
电气07---05班
指导教师：
刘桂英、蔡立红
完成日期：
2010年1月日
目录：
1.1初步拟定若干待选的电力网接线方案；
1.2确定供电电压等级；
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。
1.7附录
一、原始资料
1.1发电厂、变电所相对地理位置及距离
1.2发电厂技术参数
装机台数、容量：
4×50（MW）
额定电压（kV）：
10.5KV
额定功率因数
最小运行方式为三台机运行
1.3负荷数据及有关要求
厂
项站
目
A
1
2
最大负荷（MW）
30
60
30
最小负荷（MW）
15
35
15
功率因数
0.85
0.9
0.9
（h）
5000
5000
5500
低压母线电压（kV）
10
10
10
调压要求
最大负荷（%）
5
2～5
2～5
最小负荷（%）
0
2～5
2～5
各类负荷（%）
I类
30
30
0
II类
30
30
60
1.4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/mm2）
年最大负荷利用小时数Tmax
3000以下
3000～5000
5000以上
铝
1.65
1.15
0.90
铜
3.00
2.25
1.75
1.5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。
1.6规划方案的年费用计算方法
其中：
——规划方案的年费用
——折算至基准年（规划水平年）的总投资
——电力工程经济使用年限（取25年）
——电力工业投资回收系数（取0.1）
——基准年的年运行费用（取投资的5％）
1.6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－120
25万元／公里
1.7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；
（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数、负荷功率因数，根据下表查出年最大负荷损耗时间；
（3）计算整个电网全年电能损耗（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。
最大负荷损耗小时与最大负荷利用小时、功率因数之间的关系
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
2000
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
8000
7400
7350
7250
参照资料：
（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
（4）电力系统设备手册电力出版社
二、电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定
1、初步接线方案的拟定依据
电网接线初步方案主要是根据负荷对供电可靠性的要求拟定的，根据所给的条件来看，变电所1和2的I类负荷所占的比例比较大，因此，为了满足这些负荷的供电可靠性的要求，I和2都需采用双电源供电的方式。
2、拟定的方案
根据已知的条件如电厂、负荷1、2以及无穷大系统的地理位置和距离，可以初步列出若干种连接线路的方式如下：
3、初步方案的潮流计算
为了先粗略选出这些初步方案中相对较为可行的，排除一些不切实际的，先对其进行粗略的计算，即并未确定导线截面积，先考虑成均一网并应用所给的条件对这些方案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：
即：
得到初步功率分布（不计损耗）：
以二号方案为例我们有：
初步分布
负荷移置：
得功率流程图为：
移置后还原：
所以：
其他方案得算法简略，我们仅给出最初分布得流程图：
一号方案：
二号方案：
三号方案：
四号方案：
五号方案：
六号方案：
七号方案：
八号方案：
考虑到将来负荷发展得需求及供电的需要我们线路电压选择110KV电压等级（参考电力系统稳态分析第三版电力出版社）
初步方案的比较选择：
如表1----1
类型
损耗
线路长度
方案1
1376982.8
182
方案2
837660.3
242
方案3
2744774.7
136.7
方案4
1240202.5
196.7
方案5
3775881.93
147
方案6
1540010.3
142
方案7
1518167.3
216
方案8
5431814.4
165
经过技术和经济的初步比较我们选择方案一和方案二作为备选方案
对方案一和方案二进行进一步的比较，以确定最优的方案。
电网接线方案的技术经济比较
1、发电厂与变电所主接线方式的选择
发电厂与变电所主接线方式与电源回路数﹑电压和负荷的大小﹑级别以及变压器的台数﹑容量等因数有关。
确定主接线对电气设备的选择,配电装置的布置及运行的可靠性、灵活性、经济性等都有密切的关系。
1.1方案一和二所需的变压器相同
发电厂主接线方式的选择：
由于发电机容量为4×50MW，所以采用接线双母线方式。
主变压器台数采用2台,即每台发电机连接一台变压器。
变电站主接线方式的选择：
由于变电站1、变电站2都是两进两出，所以高压侧采用桥型接线，低压采用双母线。
如图2-2，2-3：
图2-2图2-3
2、发电厂、变电所主变压器的选择
厂站
项目
发电厂
变电站1
变电站2
台数
2
2
2
容量（MVA）
180
63
31.5
额定电压（高压）（kV）
121
110
110
额定电压（低压）（kV）
15.7
10.5
10.5
空载电流（％）
0.5
0.6
0.8
空载损耗（kW）
110
65
38.5
短路损耗（kW）
550
260
148
阻抗电压（％）
10.5
10.5
10.5
变压器型号
SFP7-180000/110
SFP7-63000/110
SF7-31500/110
表1-2发电厂、变电站主变压器的选择
3、输电线路导线截面的选择
发电厂、变电所主变压器选择
1.发电厂的主变压器选择：
所以应选180MVA的变压器SFP7----180000/110
2.变电所的主变压器的选择：
变电所1：
所以应该选择两台63MVA的变压器
变电所2：
所以应该选择两台31.5MVA的变压器
导线截面的选择：
由公式
计算得到导线截面进行截面的选择
方案一：
最初潮流分布图：
将网打开：
表1-3
线路区间
导线型号
R+jX（欧姆每千米）
总阻抗（欧姆）
S--2
LGJ300
0.107+j0.405
4.494+j17.01
S—1
LGJ300
0.107+j0.405
4.28+j16.2
A—1
LGJ400
0.08+j0.397
3.2+j15.88
A—2
LGJ400
0.08+j0.397
4.8+j23.82
按照选定的导线截面重新计算潮流
经过负荷移置等运算后得到按非均一网计算的潮流：
方法同上：
可以求得
线路
电流
最大年利用小时数
导线截面
经济电流密度
S2
292.37
8562.5
324.86
0.9
A2
460.42
7221.89
511.58
0.9
S1
331.28
8562.5
368.09
0.9
A1
667.74
6455.72
741.93
0.9
所以我们有：
线路
电流
导线截面（计算）
选择导线型号
S2
292.37
324.86
LGJ300
A2
460.42
511.58
LGJ400
S1
331.28
368.09
LGJ300
A1
667.74
741.93
LGJ400
经计算两次所选的导线截面相同。
方案二：
我们省去与方案一类似的步骤
按均一网计算潮流得到
计算得到个线段的电流，最大利用小时，以及求得的经济截面为：
各个线路
电流
年最大利用小时
经济截面
选择的截面
参数
S2
126.75
8562.5
140.87
LGJ120
11.34+j18.186
A2
293.39
6496.2
325.99
LGJ300
6.42+j24.3
SA
379.55
8562.5
421.72
LGJ400
4.8+j23.82
S1
124.47
8562.5
138.3
LGJ120
10.8+j17.32
A1
455.84
5549.56
506.49
LGJ400
3.2+j15.88
接下来我们由选择的截面按非均一网计算潮流分布：
得下表：
各个线路
电流
年最大利用小时
经济截面
选择的截面
参数
S2
120.91
8562.5
134.34
LGJ120
11.34+j18.186
A2
282.02
6318.03
313.36
LGJ300
6.42+j24.3
SA
398.15
8562.5
442.39
LGJ400
4.8+j23.82
S1
119.51
8562.5
132.79
LGJ120
10.8+j17.32
A1
448.19
5480.4
497.99
LGJ400
3.2+j15.88
经两次计算选择的导线截面相同。
（1）电能损耗计算：
利用最大负荷损耗时间法
最大负荷损耗时间法计算步骤为：
根据负荷的最大负荷时间和功率因数计算输电线路的最大负荷时间和平均功率因数。
根据最大负荷损耗小时tmax与最大负荷利用小时Tmax（h）,功率因数COSΦ之间的关系由表查取最大负荷损耗时间。
按下式计算电能
△W=△Pmax*Γmax
（投资计算、年运行费用计算和抵押年限计算）
方案比较方法常用的有最小费用法，净现值法，内部收益率法，和抵偿年限法等，其中抵偿年限法属于静态投资收回法。
该方法的优点是计算准确，资料要求少；缺点是以无偿占有国家投资为出发点，未考虑时间因素，无法计算推迟投资效果，投资发生与施工期，运行费用发生与投资后，在时间上未统一起来；仅计算回收年限，未考虑投资比列多少，未考虑固定资产残值；多方案比较一次无法算出。
仅用于电力系统规划设计中简单方案比较。
本设计采用抵偿年限法。
抵偿年限法的计算公式如下：
N=Z1-Z2/C1-C2
按电力工业投资回收系数0.04考虑，当N小于6年时，采用投资大，年运行费用低的方案，否则应采用投资小的方案。
C=0.35*△W+0.09*Z
方案一：
由潮流分布图得：
由图可以求出各个线路的功率因数角，结合年最大利用小时数可以查表的到
，然后可以计算一年的线路损耗。
由此求得方案一的损耗为2084.8866万
线路投资为Z=45*100+40*82=7780万
C=0.05*z+0.04*z+
W
=2785.0866万
方案二：
由潮流分布图得
同上可以求得方案二的损耗为：
△W=3680.57722+8042.179031+16892.21125+3424.381835+7906.557658=39945.90699
按每度电0.35元计算得损耗为：
1398万
线路总投资为：
25*82+40*60+45*100=8950万
C2=0.09*Z+1398=2203.5万
比较两种方案：
1.第二种技术性与第一种相差不远，但稍稍比第一种稳定性高
2.第二种投资多些，但损耗少些
=2.0117<6
因此我们需要取投资大的方案。
经过综合比较的方案二更优越。
调压计算：
1.最大负荷时
首先进行负荷移置：
由1移到S的负荷为
S1S=
S1=0.4406S1=26.436+j12.804
由1移到A的负荷为
S1A=
S1=33.564+j16.256
由2移到S的负荷为
S2S=
=0.5406S2=16.218+j7.855
由2移到A的负荷为
S2A=
S1=13.782+j6.675
对三条线路进行功率分配
SS-2-A=
=
=
SS-A=
=
=
SS-1-A=
=
将负荷1，2点还原
（粗斜体为阻抗，细黑体为功率）
因为发电厂A为定出力，所以应从节点A处将环网拆开，设全网电压均为额定电压，按以下公式计算每条线路的功率损耗：
得最终潮流分布见下图，利用最终潮流分布和无穷大系统S处电压（设
=110kv）,从S处往两侧按如下公式开始计算电压分布：
（PQU均为同一端的取值），得表3.1
参数
线路
线路损耗
电压降落
A-1
2.066+.j10.251
9.085
1-S
0392+j0.629
3.244
A-S
0680+3.374
6.860
A-2
1.798+6.807
10.087
2-S
0.512+0.821
4.100
根据下列公式计算变压器参数：
可得发电厂及变电所变压器的各参数如下表3.2
RT（Ω）
XT（Ω）
GT（S）
BT（S）
变电所1
0.774
20.167
4.30×10-6
31.20×10-6
变电所2
0.573
40.333
2.56×10-6
20.83×10-6
发电厂A
0.46
17.08
5.81×10-6
20.80×10-6
3.3
（变压器导纳支路损耗）
（变电所变压器阻抗支路高压侧功率计算）
（变压器电压损耗）
（发电厂变压器阻抗支路高压侧功率计算）
表3.3
高压侧母
线电压
变电所1
111.915
0.104+j0.756
0.1422+j3.7111
3.05
变电所2
109.06
0.038+j0.248
15.027+j80197
3.21
发电厂A
117.93
56.42+j28.6
4.36
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