110KV電力網(wǎng)潮流及調(diào)壓計(jì)算

1、長(zhǎng) 沙 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)說明書題目110KV電力網(wǎng)潮流及調(diào)壓計(jì)算系(部) 電信系 專業(yè)(班級(jí)) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 饒瑜 起止日期 2013-12-82013-12-15 電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)任務(wù)書饒瑜電力系統(tǒng)分析分析課程設(shè)計(jì)任務(wù)書系部：電子與通信工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師：饒瑜課程名稱：110KV電力網(wǎng)潮流及調(diào)壓計(jì)算設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1. 計(jì)算發(fā)電廠和變電站以及輸電線路的等值參數(shù)2. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和母線電壓3. 作出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和最終潮流分布以及節(jié)點(diǎn)電壓4. 選擇變壓器的分接頭5. 計(jì)算系統(tǒng)的全年電能損耗以及輸電效率設(shè)計(jì)工作量1. 準(zhǔn)備

2、原始數(shù)據(jù)，計(jì)算電路等值參數(shù)2. 復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和調(diào)壓計(jì)算知識(shí)3. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和節(jié)點(diǎn)電壓4. 選擇變壓器的分接頭，確定調(diào)壓方式進(jìn)度安排第一天：課題介紹，收集相關(guān)材料，分析原始數(shù)據(jù)第二天：復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算相關(guān)知識(shí)第三天：計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的潮流分布第四天：確定變電站和發(fā)電廠的調(diào)壓方式第五天：編寫設(shè)計(jì)說明書原始數(shù)據(jù)：元件參數(shù): 1. 發(fā)電廠: 發(fā)電廠A高壓母線: Vmax=118KV, Vmin=115KV 發(fā)電廠B中的發(fā)電機(jī): Pe=25MW, COS=0.8, Ve=6.3KV 廠用負(fù)荷為: 2.5+j1.875MVA (最大負(fù)荷:發(fā)電廠滿載運(yùn)行 ) 和 1.8+j1.2MVA (最小

3、負(fù)荷:負(fù)荷率為 60%,COS不變) 2. 變壓器: B1: Se=31.5MVA, Ve=121/6.3KV, Po=86KW, Pd=200KW, Vd%=10.5, Io%=2.7 B3.B4: Se=31.5MVA, Ve=110/11KV, Po=86KW, Pd=200KW, Vd%=10.5, Io%=3.5 B2: Se=15MVA, Ve=110/6.6KV, Po=50KW, Pd=133KW, Vd%=10.5, Io%=3.5 3. 輸電線路的參數(shù): Ve=110KV, 均采用LGJ150導(dǎo)線架設(shè), Djj=5m 短路的原因、短路的類型、短路計(jì)算的目的電力系統(tǒng)短路電流計(jì)

4、算包括電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)計(jì)算和故障點(diǎn)短路電流計(jì)算電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路電流計(jì)算包括各序網(wǎng)絡(luò)的制定和不對(duì)稱短路的分析長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)題目110KV電力網(wǎng)潮流及調(diào)壓計(jì)算指導(dǎo)教師饒瑜指導(dǎo)教師意見：評(píng)定成績(jī)： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：評(píng)定成績(jī)：答辯小組長(zhǎng)簽名：日期：教研室意見：最終評(píng)定等級(jí)：教研室主任簽名：日期：說明課程設(shè)計(jì)成績(jī)分“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 目錄一、摘要及關(guān)鍵字7二、設(shè)計(jì)參數(shù)7三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求9四、設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算10五、心得體會(huì)19六、參考文獻(xiàn)19一、摘要及關(guān)鍵字摘要：電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)必不可少的基本計(jì)

5、算，計(jì)算的目的主要有：1在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，用于選擇接線方式，電氣設(shè)備以及導(dǎo)線截面。2在運(yùn)行時(shí)，用于確定運(yùn)行方式，制定檢修計(jì)劃，確定調(diào)整電壓的措施。關(guān)鍵字： 潮流計(jì)算 等值參數(shù) 節(jié)點(diǎn)電壓 電能損耗 恒調(diào)壓 逆調(diào)壓 分接頭 等值網(wǎng)絡(luò)圖二、設(shè)計(jì)參數(shù)原始數(shù)據(jù)：元件參數(shù): 1. 發(fā)電廠: 發(fā)電廠A高壓母線: Vmax=118KV, Vmin=115KV 發(fā)電廠B中的發(fā)電機(jī): Pe=25MW, COS=0.8, Ve=6.3KV 廠用負(fù)荷為: 2.5+j1.875MVA (最大負(fù)荷:發(fā)電廠滿載運(yùn)行 ) 和 1.8+j1.2MVA (最小負(fù)荷:負(fù)荷率為 60%,COS不變) 2. 變壓器: B1: Se=31.

6、5MVA, Ve=121/6.3KV, Po=86KW, Pd=200KW, Vd%=10.5, Io%=2.7 B3.B4: Se=31.5MVA, Ve=110/11KV, Po=86KW, Pd=200KW, Vd%=10.5, Io%=3.5 B2: Se=15MVA, Ve=110/6.6KV, Po=50KW, Pd=133KW, Vd%=10.5, Io%=3.5 3. 輸電線路的參數(shù): Ve=110KV, 均采用LGJ150導(dǎo)線架設(shè), Djj=5m 短路的原因、短路的類型、短路計(jì)算的目的電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算包括電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)計(jì)算和故障點(diǎn)短路電流計(jì)算電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路電流計(jì)算

7、包括各序網(wǎng)絡(luò)的制定和不對(duì)稱短路的分析三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)任務(wù)書饒瑜電力系統(tǒng)分析分析課程設(shè)計(jì)任務(wù)書系部：電子與通信工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師：饒瑜課程名稱：110KV電力網(wǎng)潮流及調(diào)壓計(jì)算設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求6. 計(jì)算發(fā)電廠和變電站以及輸電線路的等值參數(shù)7. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和母線電壓8. 作出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和最終潮流分布以及節(jié)點(diǎn)電壓9. 選擇變壓器的分接頭10. 計(jì)算系統(tǒng)的全年電能損耗以及輸電效率設(shè)計(jì)工作量5. 準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù)，計(jì)算電路等值參數(shù)6. 復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和調(diào)壓計(jì)算知識(shí)7. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和節(jié)點(diǎn)電壓8. 選擇變壓器的分接頭，確定調(diào)壓方

8、式進(jìn)度安排第一天：課題介紹，收集相關(guān)材料，分析原始數(shù)據(jù)第二天：復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算相關(guān)知識(shí)第三天：計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的潮流分布第四天：確定變電站和發(fā)電廠的調(diào)壓方式第五天：編寫設(shè)計(jì)說明書四、設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算1. 計(jì)算發(fā)電廠B和變電所以及輸電線路的等值參數(shù). （1）線路的等值參數(shù) R。= =(31.5/150)/km=0.21 (/km) r = = 6.9 (mm) X。= 0.1445Lg + 0.0157=0.1445 Lg+ 0.0157 = 0.429 (/km) G。=0 B。=×10-6=×10-6 =2.65×10-6 (S/km)LAa=70km LBa=50

9、km LAB=120km LBb=60kmZ1=14.7+j30.03 Y1= j1.855×10-4 SZ2=10.5+j21.45 Y2= j1.325×10-4 SZ3=25.2+j51.48 Y3= j3.18 ×10-4 SZ4=12.6+j25.74 Y4= j1.59 ×10-4 S（2）變壓器的等值參數(shù)RT=Pd× Ve2/ 1000Se2 XT= Vd% ×Ve2/100 SeGT=Po /1000Ve2BT= Io% ×Se/100 Ve2B1 RT=2.95 XT=48.8 GT=5.87×1

10、0-6S BT=58×10-6SB2 RT=7.15 XT=84.7 GT=4.13×10-6S BT=43.4×10-6SB3 B4 RT=2.44 XT=40.3 GT=7.1×10-6S BT=91.1×10-6S2. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的初步潮流分布. BaS12SaSBS2S1A2A1Z3Z2Z1網(wǎng)絡(luò)等值電路圖（1）最大運(yùn)行方式時(shí)SLDa=(40+j30)MVASLDB=（25+j18.75） (2.5+j1.875)=22.5+j16.875 MVA由于是供電端，便于下面計(jì)算把SLDB=22.5j16.875 MVASLDc=(12+j7)

11、MVA變壓器的繞阻損耗計(jì)算公式： ST =(P2LDQ2 LD) (RT + jXT )/ V2n變壓器的勵(lì)磁損耗計(jì)算公式： SO = Po + j (Io% / 100) Se B1變壓器損耗： ST1=0.193+j3.19 MVASO1=0.086+j0.851 MVAB2變壓器損耗： ST2 =0.114+j1.351 MVASO2 =0.05+j0.525 MVA B3B4變壓器損耗： ST3 =ST4=0.504+j8.326 MVASO3=SO4=0.086+j1.103 MVA線路段一端的充電功率計(jì)算公式：QBBi*V2n/ 2Aa線路一端的充電功率：QB11.122 MVA

12、Ba線路一端的充電功率：QB20.802 MVAAB線路一端的充電功率：QB31.924 MVABb線路一端的充電功率：QB40.962 MVA運(yùn)算負(fù)荷：Sa= SLDa +2(ST3+SO3)+ jQB1+ jQB2=41.18+j46.934 MVASb= SLDb+ (ST2+SO2)+ jQB4 =12.164+j7.914 MVABb線路損耗：S L4(P2SbQ2Sb) (R 4+ jX 4)/ V2n0.219+j0.448 MVASB=Sb+SL4+SLDB+ST1+SO1+ jQB2+ jQB3+ jQB4=9.838j8.16 MVA計(jì)算網(wǎng)絡(luò)功率分布：S1= Sa×

13、;(Z*2+Z*3)+ SB×Z*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=24.250+j29.166 MVAS2= Sa×Z*1+ SB×(Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=7.092+j9.610 MVAS12= S2SB =16.93+j17.77 MVA（2）最小運(yùn)行方式時(shí)SLDb=(30+j20)MVASLDB=（15+j11.25） (1.8+j1.2)=13.2+j10.05 MVA由于是供電端，便于下面計(jì)算把SLDB=13.2+j10.05 MVASLDc=(7+j5) MVA 變壓器的繞阻損耗計(jì)算公式： ST =(P2LDQ2 LD) (R

14、 T + jX T )/ V2n變壓器的勵(lì)磁損耗計(jì)算公式： SO = Po + j (Io% / 100) Se B1變壓器損耗： ST1=0.067+j1.110 MVASO1=0.086+j0.851 MVA B2變壓器損耗： ST2 =0.044+j0.516 MVASO2 =0.05+j0.525 MVA B3B4變壓器損耗： ST3 =ST4=0.262+j4.330 MVASO3=SO4=0.086+j1.103 MVA線路段一端的充電功率計(jì)算公式：QBBi*V2n/ 2Aa 線路一端的充電功率：QB11.122 MVA Ba 線路一端的充電功率：QB20.802 MVAAB線路一

15、端的充電功率：QB31.924 MVABb線路一端的充電功率：QB40.962 MVA運(yùn)算負(fù)荷：Sa= SLDa +2(ST3+SO3)+ jQB1+ jQB2=30.696+j28.942 MVASb= SLDb+ (ST2+SO2)+ jQB4 =7.094+j5.079 MVABb線路損耗：S L4(P2SbQ2Sb) (R 4+jX 4)/ V2n0.079+j0.162 MVASB=Sb+SL4+SLDB+ST1+SO1+ jQB2+ jQB3+ jQB4=5.774j6.986 MVA計(jì)算網(wǎng)絡(luò)功率分布：S1= Sa×(Z*2+Z*3)+ SB×Z*3/(Z*1+

16、Z*2+Z*3)=18.856+j17.008 MVAS2= Sa×Z*1+ SB×(Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=6.066+j4.948 MVAS12= S1SB =11.84+j11.934 MVA3. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的最終潮流分布,并檢查是否有線路過載現(xiàn)象由潮流初步計(jì)算可知，a節(jié)點(diǎn)的功率由兩個(gè)方向流入，故a節(jié)點(diǎn)為功率分點(diǎn)。在a節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)解開，使之成為兩個(gè)開式電力網(wǎng)。等值電路如下：A2S1SaaSaS1A1Z1S2S12aBS12SBS2Z3Z2（1）最大運(yùn)行方式時(shí)Sb= Sb=12.164+j7.914 MVASb= Sb+S L4=12.383+j8.

17、362 MVAS1 =S1 =24.250+j29.166 MVAS12=S12=16.93+j17.77 MVAAa線路段的功率損耗：S L1(P2S1Q2S1)(R1+jX 1)/ V2n1.748+j3.571 MVA S1= S1+S L125.998+j32.737 MVABa線路段的功率損耗：S L2(P2S12Q2S12)(R2+jX 2)/ V2n0.524+j1.070 MVAS12= S12+S L217.454+j18.840MVAS2= S12+SB7.616+j10.68 MVA AB線路段的功率損耗：S L3(P2S2Q2S2)(R3+jX3)/ V2n0.358+

18、j0.732 MVAS2= S2+S L37.974+j11.412MVA變電所a流出的功率：SA= S1+ S2=33.974+j44.149 MVA（2）最小運(yùn)行方式時(shí)Sb= Sb=12.164+j7.914 MVASb= Sb+S L4=7.173+5.241 MVAS1 =S1 =18.856+j17.008 MVAS12=S12=11.84+j11.934 MVAAa線路段的功率損耗：S L1(P2S1Q2S1)(R1+jX 1)/ V2n0.786+j1.606 MVA S1= S1+S L119.642+j18.614 MVABa線路段的功率損耗：S L2(P2S12Q2S12)

19、(R2+jX 2)/ V2n0.245+j0.501 MVAS12= S12+S L212.085+j12.435MVAS2= S12+SB6.311+j5.449 MVA AB線路段的功率損耗：S L3(P2S2Q2S2)(R3+jX3)/ V2n0.145+j0.296MVAS2= S2+S L36.456+j5.745MVA變電所a流出的功率：SA= S1+ S2=26.098+j24.359 MVA4. 計(jì)算發(fā)電廠B的高壓母線電壓.（1）最大運(yùn)行方式時(shí) VA=115KVV=(PS2×R3+Q S2×X3)/ VA = 6.856 KV V=(PS2×X3Q

20、 S2× R3)/ VA = 3.470 KVVBmin=108.200 KV（2）最小運(yùn)行方式時(shí)VA=118KVV=(PS2×R3+Q S2×X3)/ VA = 3.885 KV V=(PS2×X3Q S2×R3)/ VA = 1.590 KVVBmax=114.126 KV5. 計(jì)算變電所a. b的高壓母線電壓變電所a的高壓母線電壓:（1）最大運(yùn)行方式時(shí) VA=115KVV=(PS1×R1 + Q S1×X1)/ VA =11.872 KV 25.998+j32.737V=(P S1×X1Q S1×

21、R1)/ VA =2.604 KVVa min= 103.161 KV（2）最小運(yùn)行方式時(shí)VA=118KVV=(P S1×R1 + Q S1×X1)/ VA =7.184 KV 19.642+j18.614V=(P S1× X1Q S1×R1)/ VA =2.680 KVV a max=110.828 KV變電所b的高壓母線電壓: （1）最大運(yùn)行方式時(shí) VB=108.200 KVV=(PSb×R4 + Q Sb×X4)/ VB =3.431 KV 12.383+j8.362V=(P Sb×X4Q Sb× R4)/

22、VB =1.972 KVVb min=104.788 KV（2）最小運(yùn)行方式時(shí)VB=114.126 KVV=(P Sb×R4+ Q Sb×X4)/ VB =1.974 KV 7.173+5.241V=(P Sb× X4Q Sb×R4)/ VB =1.041 KVV b max=112.157 KV6. 作出等值網(wǎng)絡(luò)圖,并標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和最終潮流分布以及各節(jié)點(diǎn)電壓. AbaB 7. 選擇變壓器的分接頭: (1) 變電所a要求恒調(diào)壓:最大負(fù)荷時(shí)，歸算到高壓側(cè)的變壓器二次側(cè)電壓為：a2 max= Va min(P LDa max×R1+ Q LDa

23、max×X1)/ Va min =90.495 kv103.161 最小負(fù)荷時(shí)，歸算到高壓側(cè)的變壓器二次側(cè)電壓為：a2 min= Va max(P LDa min×R1+ Q LDa min×X1)/ Va max =102.895 kv110.828最大負(fù)荷時(shí)二次側(cè)母線電壓應(yīng)保持1.03N，則分接頭電壓為：Vtamax=a2 max ×V Ta2N/Vmax=87.859 kv最小負(fù)荷時(shí)二次側(cè)母線電壓應(yīng)保持1.03N，則分接頭電壓為：Vtamin=a2 min ×V Ta2N/Vmin=99.898 kv取平均值Vta=（Vtamax + V

24、tamin）/2=93.879kv(2) 變電所b要求逆調(diào)壓; 最大負(fù)荷時(shí)，歸算到高壓側(cè)的變壓器二次側(cè)電壓為：b2 max= Vb min(P LDb max×R2+ Q LDb max×X2)/ Vb min =100.709 kv104.788 最小負(fù)荷時(shí)，歸算到高壓側(cè)的變壓器二次側(cè)電壓為：a2 min= Vb max(P LDb min×R2+ Q LDb min×X2)/ Vb max =107.934 kv112.157最大負(fù)荷時(shí)二次側(cè)母線電壓應(yīng)為1.05N，則分接頭電壓為：Vtbmax=b2 max ×V Tb2N/Vmax=95.

25、913 kv最小負(fù)荷時(shí)二次側(cè)母線電壓應(yīng)為N，則分接頭電壓為：Vtbmin=b2 min ×V Tb2N/Vmin=107.934 kv取平均值Vtb=（Vtbmax + Vtbmin）/2=101.924 kv3) 發(fā)電廠B的發(fā)電機(jī)電壓保持在66.5KV內(nèi).Umax=66.5KVVtBmax=(UBmaxVBmax)UT2n/Umax=(111.38.09)6.3/（66.5）=（117.5117.4)KVVtBmin=(UBminVBmin)UT2n/Umin=(116.34.8)6.3/（66.5）=（121.1115.3)KVb: V1t.av=（117.4+127.5）/2=

26、122.4kv8. 計(jì)算系統(tǒng)的全年電能損耗,設(shè)負(fù)荷的Tmax=6000h,計(jì)算出輸電效率.經(jīng)估算比較可知，各線段的線路傳輸功率因數(shù)均在0.6左右，故取系統(tǒng)功率因數(shù)cos=0.6。根據(jù)Tmax=6000h 、cos=0.6由下圖Tmax關(guān)系圖得, =4900hAa線路：有功功率損耗P L1P S1PS11.748 MVA輸電效率%= PS1/ P S1×100%=93.3%Ba線路：有功功率損耗P L2P S12PS120.524 MVA輸電效率%= PS12/ P S12×100%=97.0%AB線路：有功功率損耗P L3P S2PS20.358 MVA輸電效率%= PS2/ P S2×100%=95.3%Bb線路：有功功率損耗P L4P SbP Sb0.219 MVA輸電效率%= P Sb/ P Sb×100%=98.2%線路全年損耗WL=(PL1+PL 2+PL 3+P