1、精選優質文檔-傾情為你奉上電力系統分析課程設計班 級： 電力08-1 姓 名： 劉俊鋒 學 號： 指導教師： 李洪珠 葛群 遼寧工程技術大學課 程 設 計 成 績 評 定 表學 期2010-2011第二學期姓 名劉俊鋒專 業電力系統及其自動化班 級電力08-1班課程名稱電力系統分析課程設計設計題目地區電力網設計評定標準評定指標分 值得 分知識創新性20理論正確性20內容難易性15結合實際性10知識掌握程度15書寫規范性10工作量10總成績100評語：任課教師時間備 注電力系統分析課程設計原始資料題目：地區電力網設計原始資料（1）發電廠、變電所地理位置圖圖1-1發電廠、變電所地理位置圖（2）電源

2、情況水電廠：TS900/135-56，額定容量45MW（），臺數3系統：與3變電所由相連，系統母線電壓最大最小負荷時均維持115KV，最大負荷時提供功率50MW（），最小負荷時為30MW（）（3）說明 1）變電所3時 原有變電所，主接線為雙母線結構; 2)為開發利用水資源，在距離變電所3約100km處新建一水利發電廠。發電能力在春夏秋三季滿發，冬季最大出力為最大容量的3/4;3）發電廠國際廠用電率2，機壓負荷2MW;4）區域氣溫最高為40，年平均溫度為25，最熱月平均最高氣溫為32。（4）各個變電所負載情況編號1234變壓器額定容量（MW）最大負荷（MW）30455025最小負荷（MW）252

3、73020Tmax（小時）60005000500065000.90.90.90.9負荷性質工業城市城市工礦摘 要本課程設計通過對地區電網的設計，鞏固和運用前面所學到的基礎理論知識，掌握電力系統設計的一般原則和方法，培養分析問題和解決問題的能力。電力系統分析課程設計要求完成一個比較完整的電力網的初步設計。在設計過程中，要考慮到各方面的相互關系和相互影響，綜合地運用課程中所學到的知識，進行獨立思考。 本課程設計的任務是根據給出的數據要求，按國民經濟應用的要求設計一個地區電網。該網絡包括一個發電站、四個變電站以及輸電線路。該網絡必須在符合國名經濟要求的前提下，保證一定得供電可靠性和穩定性，運行方式靈

4、活，電能質量負荷標準，并且有一定得經濟性。設計內容包括：功率平衡計算、電網供電方案確定、電壓等級選擇，校驗系統有功、無功平衡等，最終確定系統接線方案。最后得出的方案具有較高可靠性和穩定性，運行方式靈活，電能質量負荷標準，并且有一定得經濟性，基本滿足國民經濟要求。關鍵詞：經濟比較、功率平衡、電壓損耗校驗目 錄1.前言12.方案設計與分析22.1功率平衡計算22.1.1有功功率平衡計算22.1.2無功功率平衡計算22.2電網供電方案確定42.2.1電壓等級的選擇42.2.2電力網接線方案的初步選擇42.2.3技術方面選擇82.2.4經濟方面選擇152.2.5詳細經濟技術比較，確定電網接線的最優方案

5、16方案二16方案六223.心得體會294.參考文獻30專心-專注-專業1.前言電力系統分析課程設計是學完電力系統分析課程后的一次綜合性練習。教學目的在于通過對地區電網的設計，鞏固和運用前面所學到的基礎理論知識，掌握電力系統設計的一般原則和方法，培養分析問題和解決問題的能力。電力系統分析課程設計要求完成一個比較完整的電力網的初步設計。在設計過程中，要考慮到各方面的相互關系和相互影響，綜合地運用課程中所學到的知識，進行獨立思考。本課程設計的任務是根據給出的數據要求，按國民經濟應用的要求設計一個地區電網。該網絡包括一個發電站、四個變電站以及輸電線路。該網絡必須在符合國名經濟要求的前提下，保證一定得

6、供電可靠性和穩定性，運行方式靈活，電能質量負荷標準，并且有一定得經濟性。設計內容包括：功率平衡計算、電網供電方案確定、電壓等級選擇，校驗系統有功、無功平衡等，最終確定系統接線方案。最后得出的方案具有較高可靠性和穩定性，運行方式靈活，電能質量負荷標準，并且有一定得經濟性，基本滿足國民經濟要求。由于本人水平有限，設計中難免出現錯漏，希望老師指正。2方案設計與分析2.1功率平衡計算2.1.1有功功率平衡計算為了維持頻率的穩定，滿足用戶對功率的要求，電力系統裝設的發電機額定容量必須大于當前的最大負荷。因此必須進行最大負荷時有功功率平衡計算，以校驗系統備用容量是否符合要求。用電負荷：供電負荷：發電負荷：

7、其中：同時率網損率廠用電率發電廠的機壓負荷系統總裝機容量：為保證系統的頻率穩定和供電可靠性，系統內的總裝機容量應大于發電負荷，即系統中應有足夠的備用容量。按規定，系統的總備用不得低于系統最發電負荷的20%，即系統的總裝機容量，應大于或等于發電負荷的1.2 倍，即 所以系統備用容量符合要求。2.1.2無功功率平衡計算電力系統的無功功率平衡，是系統電壓質量得根本保證。對系統作無功功率平衡計算的主要目的，在于初步估計系統中發電機的容量是否能夠滿足系統最大負荷時的要求，是否需要加裝無功補償設備。根據電力系統電壓和無功電力技術導則規定：220KV 及其以下電壓等級的變電所，在主變壓器最大負荷時，其二次側

8、的功率因數或電網供給的無功功率與有功功率之比值應滿足下表規定：對于不滿足規定的變電所，需作無功補償，使其全部滿足規定值。 變電所電壓等級（KV）22035110二次側功率因數0.95 10.9 1Q/ P0.33 00.48 0表2-1 電壓等級與二次側的功率因數及Q/ P 的關系無功負荷： 變壓器無功損耗： 式中m為電壓變換次數，為1次。系統中無功電源：式中n為發電機臺數，為主網和鄰網輸入的無功功率。系統無功備用容量： 整個系統的無功功率： 無功功率平衡未達到要求，可初步確定出需加裝的的容性補償設備總容量為：無功功率平衡基本達到要求后，并不能認為系統運行中電壓質量已經滿足要求，而只能認為，保

9、證系統電壓質量具有可能，真正確認系統電壓達到要求，則必須通過潮流計算及采用相應的調壓措施。2.2電網供電方案確定2.2.1電壓等級的選擇電壓等級的選擇是一個涉及面很廣的綜合性問題，除了考慮輸電容、距離等各種因素外，還應該根據動力資源的分布、電源及工業布局等遠景發展情況，通過全面的技術比較后，才能確定。并且，由于電網的電壓等級和接線方案有著密切的關系，因此，一般地區電網設計中，接線方案和電壓等級確定同時進行。在本次課程設計中，由于條件限制，不可能同時進行論證電壓等級和進行方案。因此，根據題目所給數據，參考下表，并根據同一地區，同一電力系統內應盡可能簡化電壓等級的原則，合理的確定電壓等級。線路額定

10、電壓（KV）輸送容量（MW）輸送距離（km）線路額定電壓（KV）輸送容量（MW）輸送距離（km）0.38<0.1<0.6352.010502030.11.031605.0201002060.11.2154110105015050100.22.0206220100300300100表2-2 各電壓等級輸電線路合理輸送容量及輸送距離所以電力網選擇110KV電壓等級。2.2.2電力網接線方案的初步選擇對所給的原始資料進行定性分析，根據用戶對供電可靠性的要求、地理位置及負荷的大小，提出各種可能的接線方案。接線方案應考慮以下因素：(1)確定電源處斷開一回線的情況下，仍能將所有功率送出去的最少

11、出線數。(2)根據負荷備用的要求及負荷大小,確定對各變電所的供電方案。(3)考慮運行靈活方便，不宜有太多環網。對各種可能的接線方案，進行初步比較，將明顯不合理的方案舍去，保留23個方案。綜合上述因素，初步確定如下幾個方案：圖2-1 方案1圖2-2 方案2圖2-3 方案3圖2-4 方案4圖2-5 方案5圖2-6 方案6所提方案應保證用戶的電能質量。因為前面在進行有功功率平衡時，已經確認系統具有足夠的備用，所以不必考慮電能的頻率問題。這里提到的電能質量是指電壓偏移。在選擇接線方案時，電能質量可用電力網的電壓損耗來衡量。取 最大負荷時各變電所功率如下：因為3#為原有變電所，所需功率由原有系統提供。故

12、2.2.3技術方面選擇由于在方案初步比較時，電網功率分布以及導線截面積均未知，可以近似取作為線路電抗，并利用下式來估計電網在正常運行和故障后離電源點距離最遠變電所的電壓損耗百分數：式中，電網的額定電壓（KV）Q 線路上所通過的無功功率，(Mvar)l 各段線路的長度（km），這里要注意把直線距離乘以1.1，以考慮線路線路經彎曲而增加的長度。按上式簡化計算，若在正常運行時，電壓損耗在10以內，故障情況下，電壓損耗在15以內，則認為該方案在技術上是成立的。反之，該方案在技術上不成立，應舍去。對于簡單環形網絡，將全網作為均一網絡，計算其近似功率分布，進而求得距電源點電氣距離最遠處的電壓損耗的百分數U

13、%。下面各方案設水電廠結點為0結點方案一：設全網為均一網絡，在零結點解開環網，如下圖圖2-7 環形網絡中的負荷矩由力矩法可得所以2為無功功率分點正常運行時電壓損耗為：故障狀態下電壓損耗：斷開0-1段：故障時方案1最大電壓損耗不滿足要求，故舍掉方案1。方案二：設全網為均一網絡，在零結點解開環網，如下圖圖2-8 環形網絡中的負荷矩由力矩法可得所以2為無功功率分點正常運行時電壓損耗為：故障狀態下電壓損耗：斷開0-2段：斷開0-3段斷開0-1段斷開0-4段可見方案2在正常和故障情況下最大電壓損耗均滿足要求。方案三：正常運行時電壓損耗為：正常運行時方案3最大電壓損耗不滿足要求，故舍掉方案3。方案四：設全

14、網為均一網絡，在零結點解開環網，如下圖圖2-9 環形網絡中的負荷矩所以2為無功功率分點正常運行時電壓損耗為：正常運行時時方案4最大電壓損耗不滿足要求，故舍掉方案4。方案五：正常運行時電壓損耗為：故障狀態下電壓損耗：斷開0-1段斷開0-2段斷開0-4段可見方案5在正常和故障情況下最大電壓損耗均滿足要求。方案六：設全網為均一網絡，在零結點解開環網，如下圖圖2-10 環形網絡中的負荷矩所以4為無功功率分點正常運行時電壓損耗為：故障狀態下電壓損耗：斷開0-3段：斷開0-4段斷開0-1段斷開0-2段可見方案6在正常和故障情況下最大電壓損耗均滿足要求。因此，根據電壓損耗計算，方案2、5、6可選。2.2.4

15、經濟方面選擇在初步比較時，經濟指標包括線路長度和所需的高壓開關數目。線路長度可以大致反映輸電線路投資的大小，高壓開關數目大體上代表變電所投資的多少。以上2、5、6三個方案線路長度分別為：以上方案中2、6兩個方案中高壓開關數目均為14個，方案5為16個，而且方案5線路最長，所以方案5經濟損耗最大，故舍去。2.2.5詳細經濟技術比較，確定電網接線的最優方案方案二（1）導線截面積的選擇此網Tmax都大于5000，查表B5可知經濟電流密度為0.9A/mm2故表B7可得：選0-1 LGJ-95選0-2 LGJ-185選2-3 LGJ-150選0-3 LGJ-150選0-4 LGJ-95查表B16得： （

16、2）導線截面積的校驗 按允許載流量條件校驗導線截面積設全網為均一網絡，在零結點解開環網，如下圖圖2-11 環形網絡中的負荷矩由力矩法可得由附表B-7可知，電流符合要求。由附表B-7可知，電流符合要求。由附表B-7可知，電流符合要求。按電暈條件校驗導線截面積電暈將產生功率損耗、干擾無線電通訊。因此在設計線路時，就應校驗所選導線直徑能否滿足在晴朗天氣不發生電暈的要求。由附表B9可知110KV下不必驗算電暈的導線最小直徑為9.6mm，所選導線最小為LGJ50，不發生電暈。所以本次設計所選導線截面積均符合要求。按機械強度校驗導線截面積為保證架空線路具有必要的機械強度，規程規定，1KV 10KV 線路不

17、得采用單股線，其最小截面如附表B10 所示。對更高電壓等級線路，規程未作規定，一般認為導線截面積不得小于35mm。所以本次設計所選導線截面積均符合要求。（3）電壓損耗的校驗正常運行時電壓損耗為：故障狀態下電壓損耗：斷開0-2段：斷開0-3段斷開0-1段斷開0-4段可見方案2在正常和故障情況下最大電壓損耗均滿足要求。（4）計算電力網投資方案2選0-1段 LGJ-95鋁絞線選0-2段 LGJ-185鋁絞線選2-3段 LGJ-150鋁絞線選0-3段 LGJ-150鋁絞線選0-4段 LGJ-95鋁絞線根據表B11線路投資： 變電所投資：電力網總投資（5）計算年運行費用年運行費用包括線路和變電所設備的折

18、舊、維護及小修費和電網的電能損耗費。線路折舊維修費 變電所折舊維修費 根據表B13得最大損耗時間在2點重新解開環網如圖全網電能損耗費(設平均銷售電價格為0.50元)年運行費用方案六（1）導線截面積的選擇此網Tmax都大于5000，查表B5可知經濟電流密度為0.9A/mm2故表B7可得：選0-1 LGJ-120選0-2 LGJ-150選0-3 LGJ-95選3-4 LGJ-95選0-4 LGJ-95查表B16得： （2）導線截面積的校驗 按允許載流量條件校驗導線截面積設全網為均一網絡，在零結點解開環網，如下圖圖2-13 環形網絡中的負荷矩由力矩法可得由附表B-7可知，電流符合要求。由附表B-7可

19、知，電流符合要求。由附表B-7可知，電流符合要求。按電暈條件校驗導線截面積電暈將產生功率損耗、干擾無線電通訊。因此在設計線路時，就應校驗所選導線直徑能否滿足在晴朗天氣不發生電暈的要求。由附表B9可知110KV下不必驗算電暈的導線最小直徑為9.6mm，所選導線最小為LGJ50，不發生電暈。所以本次設計所選導線截面積均符合要求。按機械強度校驗導線截面積為保證架空線路具有必要的機械強度，規程規定，1KV 10KV 線路不得采用單股線，其最小截面如附表B10 所示。對更高電壓等級線路，規程未作規定，一般認為導線截面積不得小于35mm。所以本次設計所選導線截面積均符合要求。（3）電壓損耗的校驗正常運行時電壓損耗為：故障狀態下電壓損耗：斷開0-3段：斷開0-4段斷開0-1段斷開0-2段（4）計算電力網投資方案2選0-1 LGJ-120鋁絞線選0-2 LGJ-150鋁絞線選0-3 LGJ-95鋁絞線選3-4 LGJ-95鋁絞線選0-4 LGJ-95鋁絞線根據表B11線路投資： 變電所投資：電力網總投資（5）計算年運行費用年運行費用包括線路和變電所設備的折舊、維護及小修費和電網的電能損耗費。線路折