110KV電力網潮流及調壓計算

長沙學院課程設計說明書題目110KV電力網潮流及調壓計算系(部)電信系專業(yè)(班級)電氣工程及其自動化姓名學號指導教師饒瑜起止日期2013-12-8——2013-12-15電力系統(tǒng)分析課程設計任務書——饒瑜電力系統(tǒng)分析分析課程設計任務書系部：電子與通信工程系專業(yè)：電氣工程及其自動化指導老師：饒瑜課程名稱：110KV電力網潮流及調壓計算設計主要內容及要求計算發(fā)電廠和變電站以及輸電線路的等值參數(shù)計算網絡的潮流分布和母線電壓作出等值網絡圖，并標注網絡的參數(shù)和最終潮流分布以及節(jié)點電壓選擇變壓器的分接頭計算系統(tǒng)的全年電能損耗以及輸電效率設計工作量準備原始數(shù)據，計算電路等值參數(shù)復習電力系統(tǒng)潮流計算和調壓計算知識計算網絡的潮流分布和節(jié)點電壓選擇變壓器的分接頭，確定調壓方式進度安排第一天：課題介紹，收集相關材料，分析原始數(shù)據第二天：復習電力系統(tǒng)的潮流計算相關知識第三天：計算網絡的潮流分布第四天：確定變電站和發(fā)電廠的調壓方式第五天：編寫設計說明書原始數(shù)據：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:Pe=25MW,COSΦ=0.8,Ve=6.3KV廠用負荷為:2.5+j1.875MVA(最大負荷:發(fā)電廠滿載運行)和1.8+j1.2MVA(最小負荷:負荷率為60%,COSΦ不變)2.變壓器:B1:Se=31.5MVA,Ve=121/6.3KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=2.7B3.B4:Se=31.5MVA,Ve=110/11KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=3.5B2:Se=15MVA,Ve=110/6.6KV,⊿Po=50KW,⊿Pd=133KW,Vd%=10.5,Io%=3.53.輸電線路的參數(shù):Ve=110KV,均采用LGJ—150導線架設,Djj=5m短路的原因、短路的類型、短路計算的目的電力系統(tǒng)短路電流計算包括電力系統(tǒng)網絡的參數(shù)計算和故障點短路電流計算電力系統(tǒng)不對稱短路電流計算包括各序網絡的制定和不對稱短路的分析長沙學院課程設計鑒定表姓名學號專業(yè)班級設計題目110KV電力網潮流及調壓計算指導教師饒瑜指導教師意見：評定成績：教師簽名：日期：辯論小組意見：評定成績：辯論小組長簽名：日期：教研室意見：最終評定等級：教研室主任簽名：日期：說明課程設計成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。目錄一、摘要及關鍵字7二、設計參數(shù)7三、設計任務及要求9四、設計及參數(shù)計算10五、心得體會19六、參考文獻19一、摘要及關鍵字摘要：電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)設計及運行時必不可少的根本計算，計算的目的主要有：1在規(guī)劃設計中，用于選擇接線方式，電氣設備以及導線截面。2在運行時，用于確定運行方式，制定檢修方案，確定調整電壓的措施。關鍵字：潮流計算等值參數(shù)節(jié)點電壓電能損耗恒調壓逆調壓分接頭等值網絡圖二、設計參數(shù)原始數(shù)據：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:Pe=25MW,COSΦ=0.8,Ve=6.3KV廠用負荷為:2.5+j1.875MVA(最大負荷:發(fā)電廠滿載運行)和1.8+j1.2MVA(最小負荷:負荷率為60%,COSΦ不變)2.變壓器:B1:Se=31.5MVA,Ve=121/6.3KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=2.7B3.B4:Se=31.5MVA,Ve=110/11KV,⊿Po=86KW,⊿Pd=200KW,Vd%=10.5,Io%=3.5B2:Se=15MVA,Ve=110/6.6KV,⊿Po=50KW,⊿Pd=133KW,Vd%=10.5,Io%=3.53.輸電線路的參數(shù):Ve=110KV,均采用LGJ—150導線架設,Djj=5m短路的原因、短路的類型、短路計算的目的電力系統(tǒng)短路電流計算包括電力系統(tǒng)網絡的參數(shù)計算和故障點短路電流計算電力系統(tǒng)不對稱短路電流計算包括各序網絡的制定和不對稱短路的分析三、設計任務及要求電力系統(tǒng)分析課程設計任務書——饒瑜電力系統(tǒng)分析分析課程設計任務書系部：電子與通信工程系專業(yè)：電氣工程及其自動化指導老師：饒瑜課程名稱：110KV電力網潮流及調壓計算設計主要內容及要求計算發(fā)電廠和變電站以及輸電線路的等值參數(shù)計算網絡的潮流分布和母線電壓作出等值網絡圖，并標注網絡的參數(shù)和最終潮流分布以及節(jié)點電壓選擇變壓器的分接頭計算系統(tǒng)的全年電能損耗以及輸電效率設計工作量準備原始數(shù)據，計算電路等值參數(shù)復習電力系統(tǒng)潮流計算和調壓計算知識計算網絡的潮流分布和節(jié)點電壓選擇變壓器的分接頭，確定調壓方式進度安排第一天：課題介紹，收集相關材料，分析原始數(shù)據第二天：復習電力系統(tǒng)的潮流計算相關知識第三天：計算網絡的潮流分布第四天：確定變電站和發(fā)電廠的調壓方式第五天：編寫設計說明書四、設計及參數(shù)計算1.計算發(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=0.1445Lg+0.0157=0.429(/km)G。=0B。=×10-6=×10-6=2.65×10-6(S/km)LAa=70kmLBa=50kmLAB=120kmLBb=60kmZ1=14.7+j30.03Y1=j1.855×10-4SZ2=10.5+j21.45Y2=j1.325×10-4SZ3=25.2+j51.48Y3=j3.18×10-4SZ4=12.6+j25.74Y4=j1.59×10-4S〔2〕變壓器的等值參數(shù)RT=⊿Pd×Ve2/1000Se2XT=Vd%×Ve2/100SeGT=⊿Po/1000Ve2BT=Io%×Se/100Ve2B1RT=2.95XT=48.8GT=5.87×10-6SBT=58×10-6SB2RT=7.15XT=84.7GT=4.13×10-6SBT=43.4×10-6SB3B4RT=2.44XT=40.3GT=7.1×10-6SBT=91.1×10-6S2.計算網絡的初步潮流分布.BBaS12SaSBS2S1A2A1Z3Z2Z1網絡等值電路圖〔1〕最大運行方式時SLDa=(40+j30)MVASLDB=〔25+j18.75〕—(2.5+j1.875)=22.5+j16.875MVA由于是供電端，便于下面計算把SLDB=－22.5－j16.875MVASLDc=(12+j7)MVA變壓器的繞阻損耗計算公式：ΔST=(P2LD＋Q2LD)(RT+jXT)/V2n變壓器的勵磁損耗計算公式：ΔSO=Po+j(Io%/100)SeB1變壓器損耗：ΔST1=0.193+j3.19MVAΔSO1=0.086+j0.851MVAB2變壓器損耗：ΔST2=0.114+j1.351MVAΔSO2=0.05+j0.525MVAB3B4變壓器損耗：ΔST3=ΔST4=0.504+j8.326MVAΔSO3=ΔSO4=0.086+j1.103MVA線路段一端的充電功率計算公式：ΔQB＝－Bi*V2n/2Aa線路一端的充電功率：ΔQB1＝－1.122MVABa線路一端的充電功率：ΔQB2＝－0.802MVAAB線路一端的充電功率：ΔQB3＝－1.924MVABb線路一端的充電功率：ΔQB4＝－0.962MVA運算負荷：Sa=SLDa+2(ΔST3+ΔSO3)+jΔQB1+jΔQB2=41.18+j46.934MVASb=SLDb+(ΔST2+ΔSO2)+jΔQB4=12.164+j7.914MVABb線路損耗：ΔSL4＝(P2Sb＋Q2Sb)(R4+jX4)/V2n＝0.219+j0.448MVASB=Sb+ΔSL4+SLDB+ΔST1+ΔSO1+jΔQB2+jΔQB3+jΔQB4=－9.838－j8.16MVA計算網絡功率分布：S1=[Sa×(Z*2+Z*3)+SB×Z*3]/(Z*1+Z*2+Z*3)=24.250+j29.166MVAS2=[Sa×Z*1+SB×(Z*1+Z*2)]/(Z*1+Z*2+Z*3)=7.092+j9.610MVAS12=S2－SB=16.93+j17.77MVA〔2〕最小運行方式時SLDb=(30+j20)MVASLDB=〔15+j11.25〕—(1.8+j1.2)=13.2+j10.05MVA由于是供電端，便于下面計算把SLDB=－13.2+j10.05MVASLDc=(7+j5)MVA變壓器的繞阻損耗計算公式：ΔST=(P2LD＋Q2LD)(RT+jXT)/V2n變壓器的勵磁損耗計算公式：ΔSO=Po+j(Io%/100)SeB1變壓器損耗：ΔST1=0.067+j1.110MVAΔSO1=0.086+j0.851MVAB2變壓器損耗：ΔST2=0.044+j0.516MVAΔSO2=0.05+j0.525MVAB3B4變壓器損耗：ΔST3=ΔST4=0.262+j4.330MVAΔSO3=ΔSO4=0.086+j1.103MVA線路段一端的充電功率計算公式：ΔQB＝－Bi*V2n/2Aa線路一端的充電功率：ΔQB1＝－1.122MVABa線路一端的充電功率：ΔQB2＝－0.802MVAAB線路一端的充電功率：ΔQB3＝－1.924MVABb線路一端的充電功率：ΔQB4＝－0.962MVA運算負荷：Sa=SLDa+2(ΔST3+ΔSO3)+jΔQB1+jΔQB2=30.696+j28.942MVASb=SLDb+(ΔST2+ΔSO2)+jΔQB4=7.094+j5.079MVABb線路損耗：ΔSL4＝(P2Sb＋Q2Sb)(R4+jX4)/V2n＝0.079+j0.162MVASB=Sb+ΔSL4+SLDB+ΔST1+ΔSO1+jΔQB2+jΔQB3+jΔQB4=－5.774－j6.986MVA計算網絡功率分布：S1=[Sa×(Z*2+Z*3)+SB×Z*3]/(Z*1+Z*2+Z*3)=18.856+j17.008MVAS2=[Sa×Z*1+SB×(Z*1+Z*2)]/(Z*1+Z*2+Z*3)=6.066+j4.948MVAS12=S1－SB=11.84+j11.934MVA3.計算網絡的最終潮流分布,并檢查是否有線路過載現(xiàn)象由潮流初步計算可知，a節(jié)點的功率由兩個方向流入，故a節(jié)點為功率分點。在a節(jié)點將網絡解開，使之成為兩個開式電力網。等值電路如下：AA2S1′SaaSaS1″A1Z1S2′S12″aBS12′SBS2″Z3Z2〔1〕最大運行方式時Sb′=Sb=12.164+j7.914MVASb″=Sb′+ΔSL4=12.383+j8.362MVAS1′=S1=24.250+j29.166MVAS12′=S12=16.93+j17.77MVAAa線路段的功率損耗：ΔSL1＝(P2S1′＋Q2S1′)(R1+jX1)/V2n＝1.748+j3.571MVAS1″=S1′+ΔSL1＝25.998+j32.737MVABa線路段的功率損耗：ΔSL2＝(P2S12′＋Q2S12′)(R2+jX2)/V2n＝0.524+j1.070MVAS12″=S12′+ΔSL2＝17.454+j18.840MVAS2′=S12″+SB＝7.616+j10.68MVAAB線路段的功率損耗：ΔSL3＝(P2S2′＋Q2S2′)(R3+jX3)/V2n＝0.358+j0.732MVAS2″=S2′+ΔSL3＝7.974+j11.412MVA變電所a流出的功率：SA=S1″+S2″=33.974+j44.149MVA〔2〕最小運行方式時Sb′=Sb=12.164+j7.914MVASb″=Sb′+ΔSL4=7.173+5.241MVAS1′=S1=18.856+j17.008MVAS12′=S12=11.84+j11.934MVAAa線路段的功率損耗：ΔSL1＝(P2S1′＋Q2S1′)(R1+jX1)/V2n＝0.786+j1.606MVAS1″=S1′+ΔSL1＝19.642+j18.614MVABa線路段的功率損耗：ΔSL2＝(P2S12′＋Q2S12′)(R2+jX2)/V2n＝0.245+j0.501MVAS12″=S12′+ΔSL2＝12.085+j12.435MVAS2′=S12″+SB＝6.311+j5.449MVAAB線路段的功率損耗：ΔSL3＝(P2S2′＋Q2S2′)(R3+jX3)/V2n＝0.145+j0.296MVAS2″=S2′+ΔSL3＝6.456+j5.745MVA變電所a流出的功率：SA=S1″+S2″=26.098+j24.359MVA4.計算發(fā)電廠B的高壓母線電壓.〔1〕最大運行方式時VA=115KVΔV=(PS2″×R3+QS2″×X3)/VA=6.856KVδV=(PS2″×X3－QS2″×R3)/VA=3.470KVVBmin==108.200KV〔2〕最小運行方式時VA=118KVΔV=(PS2″×R3+QS2″×X3)/VA=3.885KVδV=(PS2″×X3－QS2″×R3)/VA=1.590KVVBmax==114.126KV5.計算變電所a.b的高壓母線電壓變電所a的高壓母線電壓:〔1〕最大運行方式時VA=115KVΔV=(PS1″×R1+QS1″×X1)/VA=11.872KV25.998+j32.737δV=(PS1″×X1－QS1″×R1)/VA=2.604KVVamin==103.161KV〔2〕最小運行方式時VA=118KVΔV=(PS1″×R1+QS1″×X1)/VA=7.184KV19.642+j18.614δV=(PS1″×X1－QS1″×R1)/VA=2.680KVVamax==110.828KV變電所b的高壓母線電壓:〔1〕最大運行方式時VB=108.200KVΔV=(PSb″×R4+QSb″×X4)/VB=3.431KV12.383+j8.362δV=(PSb″×X4－QSb″×R4)/VB=1.972KVVbmin==104.788KV〔2〕最小運行方式時VB=114.126KVΔV=(PSb″×R4+QSb″×X4)/VB=1.974KV7.173+5.241δV=(PSb″×X4－QSb″×R4)/VB=1.041KVVbmax==112.157KV6.作出等值網絡圖,并標注網絡的參數(shù)和最終潮流分布以及各節(jié)點電壓.AAbaB7.選擇變壓器的分接頭:(1)變電所a要求恒調壓:最大負荷時，歸算到高壓側的變壓器二次側電壓為：Ｖ′a2max=Vamin－(PLDamax×RＴ1+QLDamax×XＴ1)/Vamin=90.495kv103.161最小負荷時，歸算到高壓側的變壓器二次側電壓為：Ｖ′a2min=Vamax－(PLDamin×RＴ1+QLDamin×XＴ1)/Vamax=102.895kv110.828最大負荷時二次側母線電壓應保持1.03ＶN，那么分接頭電壓為：Vtamax=Ｖ′a2max×VTa2N/Vmax=87.859kv最小負荷時二次側母線電壓應保持1.03ＶN，那么分接頭電壓為：Vtamin=Ｖ′a2min×VTa2N/Vmin=99.898kv取平均值Vta=〔Vtamax+Vtamin〕/2=93.879kv(2)變電所b要求逆調壓;最大負荷時，歸算到高壓側的變壓器二次側電壓為：Ｖ′b2max=Vbmin－(PLDbmax×RＴ2+QLDbmax×XＴ2)/Vbmin=100.709kv104.788最小負荷時，歸算到高壓側的變壓器二次側電壓為：Ｖ′a2min=Vbmax－(PLDbmin×RＴ2+QLDbmin×XＴ2)/Vbmax=107.934kv112.157最大負荷時二次側母線電壓應為1.05ＶN，那么分接頭電壓為：Vtbmax=Ｖ′b2max×VTb2N/Vmax=95.913kv最小負荷時二次側母線電壓應為ＶN，那么分接頭電壓為：Vtbmin=Ｖ′b2min×VTb2N/Vmin=107.934kv取平均值Vtb=〔Vtbmax+Vtbmin〕/2=101.924kv3)發(fā)電廠B的發(fā)電機電壓保持在6—6.5KV內.Umax=6—6.5KVVtBmax=(UBmax－ΔVBmax)UT2n/Umax=(111.3－8.09)6.3/〔6～6.5〕=〔117.5～117.4)KVVtBmin=(UBmin－ΔVBmin)UT2n/Umin=(116.3－4.8)6.3/〔6～6.5〕=〔121.1～115.3)KVb:V1t.av=〔117.4+127.5〕/2=122.4kv8.計算系統(tǒng)的全年電能損耗,設負荷的Tmax=6000h,計算出輸電效率.經估算比擬可知，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)cosθ=0.6。根據Tmax=6000h、cosθ=0.6由下列圖Tmax—τ關系圖得,τ=4900hAa線路：有功功率損耗ΔPL1＝PS1″－PS1′＝1.748MVA輸電效率%=PS1′/PS1″×100%=93.3%Ba線路：有功功率損耗ΔPL2＝PS12″－PS12′＝0.524MVA輸電效率%=PS12′/PS12″×100%=97.0%AB線路：有功功率損耗ΔPL3＝PS2″－PS2′＝0.358MVA輸電效率%=PS2′/PS2″×100%=95.3%Bb線路：有功功率損耗ΔPL4＝PSb″－PSb′＝0.219MVA輸電效率%=PSb′/PSb″×100%=98.2%線路全年損耗ΔWL=(ΔPL1+ΔPL2+ΔPL3+ΔPL