專業(yè)課程設(shè)計(jì)-邊浩東

1、四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生（業(yè)余）專業(yè)課（設(shè)計(jì)）題 目 區(qū)域電力網(wǎng)設(shè)計(jì) 辦學(xué)學(xué)院 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 校外學(xué)習(xí)中心 天津市勞動經(jīng)濟(jì)學(xué)校 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 年 級 2012年春季 指導(dǎo)教師 劉馨老師 學(xué)生姓名 邊浩東 學(xué) 號 DH1121S1003 2014年3月12日區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)1、原始資料F圖：1發(fā)電廠、變電所地理位置圖(自行定義各變電所位置)圖中， 代表電廠， 代表變電所2格為1cm，比例1cm = 10km2各變電所負(fù)荷情況3發(fā)電廠裝機(jī)發(fā)電廠參數(shù)表C4其他情況（1）各變電所功率因數(shù)必須補(bǔ)償?shù)?.9。（2）各發(fā)電廠裝機(jī)臺數(shù)根據(jù)情況確定。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容1電力系統(tǒng)的功

2、率平衡2網(wǎng)絡(luò)電壓等級和結(jié)線方式的選擇3發(fā)電廠、變電所主結(jié)線的選擇4潮流計(jì)算5調(diào)壓措施的選擇3、設(shè)計(jì)成品1設(shè)計(jì)說明書2發(fā)電廠、變電所、電力網(wǎng)電氣主結(jié)線圖網(wǎng)絡(luò)等值阻抗圖3潮流分布圖（最大、最小負(fù)荷時(shí)之潮流分別標(biāo)出）二、設(shè)計(jì)說明書按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，我們完成了規(guī)定的任務(wù)：1根據(jù)變電所需要供電的情況，做出有功功率平衡。由表格可得所需最大負(fù)荷PL =295 (MW)取網(wǎng)損7% 廠用電8% 熱備用5%得發(fā)電廠總裝機(jī)容量為PG =1.2* PL =354 (MW)冷備用大于最大發(fā)電機(jī)容量，選擇100 MW2根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給出的區(qū)域圖，設(shè)計(jì)出方案：方案：計(jì)算初步功率分布：SA =144.7 MWSB =150

3、.3 MW線路總長L =179KMP *L =11440.5 P2 *L = 817642.83發(fā)電廠變電所主接線選擇1) 發(fā)電廠主接線、廠用電接線選擇發(fā)電廠：高壓側(cè)為110kv，功率在100MVA-200MVA 之間，選擇雙母線分段接線，可靠性高，靈活性也較高，發(fā)電機(jī)接變壓器后直接連雙母線分段接線較為合適由于只有兩個(gè)發(fā)電機(jī)，所以發(fā)電廠采用單元接線。廠用電：考慮到發(fā)電廠重要性較高，功率也較高，為保證廠用電不斷電，直接從高壓母線連接變壓器供給6kv 高壓廠用電，400v 低壓廠用電，綜合考慮用一個(gè)三繞組變壓器。由于發(fā)電機(jī)和主變之間采用了單元接線，廠用電從主變壓器低壓側(cè)引接。為了降低間歇性弧光接地

4、電壓水平和便于尋找接地點(diǎn)故障點(diǎn)的情況，廠用電接地方式（高壓、低壓）均采用中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地方式。兩廠功率相近，故采用類似的接線方式。（接線見附圖）2) 發(fā)電廠主變選擇發(fā)電廠A 輸出S=161MWA按供給重要負(fù)荷計(jì)算S*0.7=112MVA 選取120MVA 變壓器兩臺發(fā)電廠B 計(jì)算方法同A 由于輸出負(fù)荷相差不大，所以選取變壓器也相同查表選取SPF7-120000/1103) 變電站主接線選擇、變電站主變選擇變電站主接線：由于出線端負(fù)荷較高，均用10kv 出線，按功率分配10 回出線，綜合考慮采用單母線分段接線；進(jìn)線端只有雙回進(jìn)線，故采用單母線分段接線。各個(gè)變電所功率相近，均按重要變電所方案設(shè)計(jì)。

5、（接線圖見附圖）變電站主變選擇：由所給負(fù)荷表:變電所4S=*75%=71 選取90MVA*2臺變電所3S=*60%=53 選取50MVA*2臺變電所2S=*70%=62 選取63MVA*2臺變電所1S=*80%=44 選取50MVA*2臺選用的變壓器參數(shù)如下表9：變壓器參數(shù)4潮流計(jì)算線路參數(shù)：線路按集中參數(shù)計(jì)算，忽略對地導(dǎo)納，得下表表10：線路參數(shù)變壓器參數(shù)：計(jì)算公式如下R= X= * G= *0.001 B= 由上述公式計(jì)算的變壓器各參數(shù)如下表由線路參數(shù)進(jìn)行初步潮流分布計(jì)算，求得A、B 電廠功率，做出功率流向，找到功率分點(diǎn)，進(jìn)而將全網(wǎng)從功率分點(diǎn)解開，分別計(jì)算潮流。最大負(fù)荷時(shí)：由公式S=計(jì)算得

6、到SA=145.06+j67.03;SB=149.96+j75.69得到功率分點(diǎn)為變電所3，在該點(diǎn)解開，得到兩個(gè)分開的網(wǎng)絡(luò)A 網(wǎng)絡(luò)：先由負(fù)荷端計(jì)算線損，回推到發(fā)電廠變電所3：S3Z=( )2ZT=*(1.05+j25.41)=9.02*10-3+j0.23 MVA由于有功損耗太小，忽略不計(jì)，即S3Z=j0.23 MVAS3Z=UN2(G+jB)=0.055+j0.35 MVA母線右端功率為S3=10.12+j2.23 MVA線路L1-3:S1-3=( )2Z1-3=*(16.07+j11.53)=0.143+j1.644 MVA=S3+S1-3=10.263+j3.874 MVA變電所1：S1

7、Z=( )2ZT=*j25.41=j6.501 MVAS1Y=(G+jB)=0.005+j0.35 MVAS1=+S1Z+S1Y+S1=60.318+j35.135線路L4-1:S4-1=( )2Z4-1= *(0.75+j2.8)=0.302+j1.128 MVA+S1Z+S1Y+S1=60.318+j35.135=S1+S4-1=60.62+J36.263 MVA變電所4：S4Z=( )2Z4= *j14.21=j10.409S4y=(G+jB)=0.085+j0.540 MVAS4=+S4Z +S4Y +S4=145.705+j88.382 MVA線路L A-4A 廠變：發(fā)電廠A 輸出再

8、由各節(jié)點(diǎn)功率求得線路壓降(忽略線路橫向壓降)：線路A-4線路4-1線路1-3：電壓損耗:末端電壓偏差為符合要求。B網(wǎng)絡(luò)：3變損耗：母線右端功率為s3=70.558+j51.103MVA線路2-32變損耗線路B-2SB-2=()*ZB-2= *(1.6+j6.01)=4.479+j26.92 MVA= S2+SB-2=156.539+j130.609 MVA電壓降落計(jì)算UB=121 KV線路B-2UB-2=8.577 KVU2=UB-UB-2=112.443 KV線路2-3U2-3=3.728 KVU3=U2-U2-3=108.714 KV計(jì)算電壓損耗U %=（121-108.714）110=1

9、1.17%末端電壓差為（110-108.714）110=1.169% 符合條件最小負(fù)荷時(shí)：解開網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算A、B 功率分配，公式同上。得SA=94.43+j44.40 MVASB=95.58+j48.03 MVA在變電站3 解開網(wǎng)絡(luò)A 網(wǎng)絡(luò)：先由負(fù)荷端計(jì)算線損，回推到發(fā)電廠變電所3：S3Z=( )2*ZT =*j25.41=j0.041(MVA)S3Z= UN2（G +jB）=0.055+j0.35(MVA)母線右端功率 S3=4.47+j0.801(MVA)線路L1-3:S1-3=()*Z1-3=*(16.67+j11.53)=0.020(MVA)= S3+S1-3=4.502+j0.821(

10、MVA)S1變電所1：S1Z=()*ZR=*j25.41=j3.176(MVA)S1Y=(G+jB)=0.055+j0.35(MVA)S1= +S1Z +S1Y +S1 =39.557+j21.297(MVA)線路L4-1:S4-1 =( )*Z4-1= *(0.75+j2.8)=0.215+j0.467MVA=+S4-1 =39.682+j21.764(MVA)變電所4：S4Z=()2*Z4=*j14.21=j4.358(MVA) S4Y = (G+jB)=0.085+j0.540(MVA) = +S4Z +S4Y +S4 =94.767+j53.329(MVA) 線路L A-4 SA-4

11、=()*ZA-4=*(1.89+j7.11)=1.847+j6.948 MVA=+SA-4 =96.614+j60.277(MVA)A 廠變：=()2ZA=*=發(fā)電廠A 輸出SA= 96.667+j66.245(MVA)再由各節(jié)點(diǎn)功率求得線路壓降(忽略線路橫向壓降)：線路A-4UA-4= =5.05 KVU4= UA-UA-4=115.95 KV線路4-1U4-1= =0.78 KVU1= U4-U4-1=115.17 KV線路1-3：U1-3= =0.72 KVU3= U1-U3=114.46 KV電壓損耗:U%=5.9%末端電壓偏差=4.0%B 網(wǎng)絡(luò)：3 變損耗：S3Z=()*ZT=*(1

12、.05+j25.41)=0.229+j5.831 MVAS3Y= (G+jB)=0.055+j0.35 MVA母線右端功率為S3=45.864+j29.991 MVA線路2-3：S2-3=( )*Z2-3=*(1.48+j5.57)=0.36+j2.046 MVA=S3+S2-3=46.231+j32.037 MVA2 變損耗：S2Z=()*ZT=*(0.63+j20.17)=0.161+j3.241 MVAS2Y=(G+jB)=0.063+j0.378 MVAS2= +S2Y+S2Z+S2=96.455+j59.876 MVA線路B-2:SB-2=()* ZB-2=*(1.6+j6.01)=

13、1.704+j10.243 MVA= S2+SB-2=98.159+j70.119 MVA電壓降落計(jì)算：UB=121KV線路B-2：UB-2= =4.781 KVU2=UB-UB-2=116.219 KV線路2-3：U2-3=2.124 KVU3=U2-U2-3=114.095 KV計(jì)算電壓損：U%=6.28%末端電壓偏差：=3.27%符合條件5調(diào)壓措施的選擇（含無功補(bǔ)償計(jì)算）：變電所1：1、無功補(bǔ)償負(fù)荷端要求的功率因數(shù)為cos = 0.85最大負(fù)荷時(shí)，變壓器低壓側(cè)S= 50+J24.22MVA負(fù)荷端S'=50+j30.987MVA補(bǔ)償電容量：QCMAX=Q- Q=30.987-24.

14、22=6.767MVar最小負(fù)荷時(shí)，變壓器低壓側(cè)S=35+j16.951MVA負(fù)荷端S'=35+j21.691MVA補(bǔ)償電容量QCMAX=Q'-Q=21.691-16.951=4.740MVar應(yīng)并聯(lián)的電容量QC=6.767MVar最大負(fù)荷時(shí)全部投入，最小負(fù)荷時(shí)退出2.027MVar。2、選擇變壓器分接頭最大負(fù)荷時(shí)流入的功率是SMAX=50.055+j30.946MVA,U1MAX=111.15KVUMAX= = =7.547KVU2MAX=111.15-7.547=103.603KV逆調(diào)壓U2MAX=105%*10=10.5KVU1MAXt= U2MAX* =103.603*

15、 =108.536KV最小負(fù)荷流入的功率是SMIN=35.055+j20.476MVA,U1MIN=115.17KVUMIN= = =4.837KVU2MIN=115.17-4.837=110.33KVU2MIN=10KVU1MINt= U2MIN* =110.33* =121.363KVU1t=0.5*( U1MINt+ U1MAXt)=114.95KV選擇分接頭（1+2.5%*2）UN=115.5KV校驗(yàn)大、小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)實(shí)際電壓：U2MAX=108.536* =10.37<10.5U2MIN=121.363* =11.56>10所以，所選擇的分接頭符合要求變電所2：1、無功補(bǔ)

16、償負(fù)荷端要求的功率因數(shù)為cos = 0.8最大負(fù)荷時(shí)，變壓器低壓側(cè)S =80+j38.746MVA負(fù)荷端S'=80+j60MVA補(bǔ)償電容量QCMAX=Q'-Q=60-38.746=21.254MVar最小負(fù)荷時(shí)，變壓器低壓側(cè)S=50+j24.22MVA負(fù)荷端S'=50+j37.5MVA補(bǔ)償電容量QCMAX=Q'-Q=37.5-24.22=13.28 MVar應(yīng)并聯(lián)的電容量為QC=21.254 MVar最大負(fù)荷時(shí)全部投入，最小負(fù)荷時(shí)退出7.974MVar。2、選擇變壓器分接頭最大負(fù)荷時(shí)流入的功率是SMAX=80.411+j47.415MVA,U1MAX=112.4

17、43KVUMAX= = =8.956KVU2MAX=112.443-8.956=103.487KV逆調(diào)壓U2MAX=107.5%*10=10.75KVU1MAXt= U2MAX* =103.487* =111.059KV最小負(fù)荷流入的功率是SMIN=50.244+j27.839MVA,U1MIN=116.219KVUMIN= = =5.104KVU2MIN=116.219-5.104=111.115KVU2MIN=10.75KVU1MINt= U2MIN* =111.115* =111.946KVU1t=0.5*( U1MINt+ U1MAXt)=111.503KV選擇分接頭（1+2.5%*2

18、）UN=115.5KV校驗(yàn)大、小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)實(shí)際電壓：U2MAX=111.509* =10.577>10.25U2MIN=111.946* =10.662<10.75所以，所選擇的分接頭符合要求變電所3：1、無功補(bǔ)償負(fù)荷端要求的功率因數(shù)為cos = 0.85最大負(fù)荷時(shí)，變壓器低壓側(cè)S=80+j38.746MVA負(fù)荷端S'= 80+j49.580MVA補(bǔ)償電容量QCMAX=Q'-Q=49.580-38.746=10.834 MVar應(yīng)并聯(lián)的電容量為QC=10.834 MVar最大負(fù)荷時(shí)全部投入，最小負(fù)荷時(shí)退出4.067MVar。2、選擇變壓器分接頭最大負(fù)荷時(shí)流入的功率

19、是SMAX=80.678+j53.333MVA,U1MAX=112.69KVUMAX= = =6.916KVU2MAX=112.69-6.916=105.774KV逆調(diào)壓U2MAX=105%*10=10. 5KVU1MAXt= U2MAX* =105.774* =110.811KV最小負(fù)荷流入的功率是SMIN=50.339+j30.792MVA,U1MIN=114.328KVUMIN= = =7.309KVU2MIN=114.328-7.309=106.968KVU2MIN=10KVU1MINt= U2MIN* =106.968* =117.665KVU1t=0.5*( U1MINt+ U1MAXt)=109.002KV選擇分接頭（1+2.5%*0）UN=110KV校驗(yàn)大、小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)實(shí)際電壓：U2MAX=100.338* =10.338<10. 5U2MIN=117.665* =11.767>10所以，所選擇的分接頭符合要求變電所4：1、無功補(bǔ)償負(fù)荷端要求的功率因數(shù)為cos=0.9所以