毕业设计（论文）地方电力网规划设计.doc

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1、目 录第一章 电力电量平衡61.1. 系统最大供电负荷计算61.2. 工作容量计算71.2.1. 水电工作容量的计算71.2.2. 火电厂工作容量的计算81.3. 备用容量的计算91.3.1. 负荷备用容量的计算91.3.2. 事故备用容量的计算101.3.3. 水电厂承担的备用容量101.3.4. 火电厂承担的备用容量111.3.5. 系统需要的备用容量121.4. 系统需要装机容量计算131.5. 总的电力平衡表131.6. 用表格法进行电量平衡141.6.1. 按月求电力网月平均负荷141.6.2. 按月求火电厂的月平均出力161.7. 求年利用小时数161.7.1. 水电年利用小时数：

2、161.7.2. 火电年利用小时数：17第二章 电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择182.1. 电网电压等级的选择182.2. 电网接线方案的初步选择182.2.1. 所选方案18第三章 潮流分布与调压措施的选择193.1. 变压器的选择193.1.1. 发电厂和变电站电气主接线的选择193.1.2. 发电厂电气主接线的选择193.1.3. 变电站电气主接线的选择193.1.4. 发电厂变压器的选择203.1.5. 变电站变压器的选择203.2.变压器的参数计算203.2.1. 发电厂变压器参数计算213.2.2. 发电厂变压器参数计算223.3. 输电线路参数计算233.4. 系统需

3、要装机容量计算243.4.1. 最大负荷运行方式233.5. 设计网络归算到高压的等值电路273.6. 功率分布计算283.6.1. 夏季最大负荷运行方式功率分布计算283.6.2. 夏季最小负荷运行方式功率分布计算33第四章 运行特性的计算344.1.最大运行方式344.2.最小运行方式345.参考文献35地方电力网规划设计专业：电气工程及其自动化 学生：薛海云 指导老师：黄勇摘 要：电能是目前世界各国能源消费的主要形式之一。要满足国民经济发展的需要，电力工业必须先行，因此做好电力工程建设的前期工作，落实发、送、变电本体工程的建设条件，协调其建设进度，优化其设计方案，其意义尤为重大。电力系统

4、规划设计正是电力工程前期工作的重要组成部分，它是关于单项本体工程设计的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是一项具有战略意义的工作。电网设计的任务是根据设计期内的负荷要求及电源建设方案，确定相应的电网接线，以满足可靠、经济地输送电力的要求。电力网规划设计是在负荷分析、电源规划之后，发电厂与变电站的位置、容量、负荷等已确定的条件下，进行网络的规划设计。即要选定网络电压等级、网络接线方式、导线型号等，并进行潮流分布及调压计算，通过技术经济分析，得出最佳方案。现规划设计了一个容量在100MW以下的，包括2个发电厂（1个火电厂，1个水电厂）、4个变电站的35110KV的地方电力网。关键词：电力系

5、统；电力网；规划；设计The Design of Local Power NetworkMajor：Electrical Engineering and AutomationStudent YangGang Advisor Mr WangAbstract ：Electricity is the worlds main forms of energy consumption. To meet the needs of economic development, the power industry must first, so do the work of power engineering c

6、onstruction, implementing, send, substation ontology engineering construction, the construction progress, optimize the coordinate the design scheme, its meaning is particularly important. Power system planning and design of power engineering is an important part of the work, it is about individual o

7、ntology engineering design, the overall planning for the construction of the project implementation is the guideline and principle, is of strategic significance. Grid design task is designed according to the load demand and supply during the construction scheme, the corresponding grid connection, re

8、liable, economical to meet the requirements of electricity. Grid planning design is analyzed, the power supply in load power substation, and after the planning, the position of load capacity, such already certain conditions, the network planning. Namely, to select network voltage level, network wiri

9、ng way, wire etc, and fashion models, through calculation and pressure distribution of technical and economic analysis, the best solution. Now in the planning and design of a capacity, including 100MW below two power plant that one of hydropower and one of power thermal hydropower, four of 110 kv su

10、bstations 35 - where grids.Keyword ：Power system ；Power network ；Planning ；Design 第一章 电力电量平衡 电站建成后一般均参与电力系统的运行 ,电力电量就是研究电力系统的供求关系及变电站、发电站之间如何配合运行的问题。电力电量平衡不仅为电力系统规划、电源组成、电站特征值选择提供科学依据 ,而且还能计算电站容量和电量的利用程度 ,除此之外 ,它还可为输电线电力电量潮流的确定。因此 ,电力电量平衡是动能设计的重要手段。根据老师布置毕业论文设计任务书，首先用公式法计算电厂的可调日保证电量，在用表格法进行电量平衡计算。1.

11、1. 系统最大供电负荷计算根据任务书提供全电网年最大负荷曲线： （单位：MW）月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月负荷115 113 110 109 107 105 104 106 113 118 124 130 下列公式计算得 网损率为：5%一月：系统最大供电负荷=115/（1-5%）=121.05MW二月：系统最大供电负荷=113/（1-5%）=118.94MW三月：系统最大供电负荷=110/（1-5%）=115.79MW四月：系统最大供电负荷=109/（1-5%）=114.74MW五月：系统最大供电负荷=107/（1-5%）=112.63MW六月：系统最大供电负荷=1

12、05/（1-5%）=110.53MW七月：系统最大供电负荷=104/（1-5%）=109.47MW八月：系统最大供电负荷=106/（1-5%）=111.58MW九月：系统最大供电负荷=113/（1-5%）=118.95MW十月：系统最大供电负荷=118/（1-5%）=124.21MW十一月：系统最大供电负荷=124/（1-5%）=130.52MW十二月：系统最大供电负荷=130/（1-5%）=136.84MW月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月系统最大供电负荷（MW）121.05118.94115.79114.74112.63110.53109.47111.58118.95

13、124.21130.52136.84系统最大供电负荷：1.2. 工作容量计算1.2.1. 水电工作容量的计算求出冬季的最小负荷系数：夏季： 冬季： 然后按下面公式计算水电厂的可调日保证电量 其中： 水电月平均出力水电厂不可调节部分出力 水电厂月调节系数一月：MW二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW 十二月：MW计算日峰荷电量： 日峰荷电量： 一月：MW二月: MW 三月：MW 四月：MW五月: MW 六月：MW七月： MW 八月: MW九月： MW 十月：MW十一月: MW 十二月：MW 因为夏季水电厂的可调日保证电量均大于相应

14、月份的系统日峰荷电量，所以水电厂的工作容量均可按下式计算：一月：MW二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW十二月：MW因为水电厂的装机容量为4*18MW，全年工作容量均小于水电厂的装机容量，所以水电厂工作容量得下述表格：月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月水电厂工作容量（MW）48.1050.2952.3850.4254.3958.3659.2960.5258.2361.6255.0552.081.2.2. 火电厂工作容量的计算一月：MW二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月

15、：MW十月：MW十一月：MW十二月：MW月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月火电厂工作容量（MW）72.9568.6563.4164.3258.2452.1750.1851.0660.7262.5975.4784.761.3. 备用容量的计算1.3.1. 负荷备用容量的计算（3%5%）一月：MW二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW十二月：MW1.3.2. 事故备用容量的计算一月：MW二月：0MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW十二月：MW因为一至十二

16、月的事故备用容量均小于最大机组容量，因此十二个月的事故备用容量均取最大机组容量25MW，故取每月事故备用容量：。1.3.3. 水电厂承担的备用容量 备用容量在水火电厂之间的分配原则是：负荷备用一般由水电承担，事故备用一般按水火电厂担负系统工作容量的比例分配。所以水电厂应分担的备用： 一月：MW 二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW十二月：MW1.3.4. 火电厂承担的备用容量一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW1.3.5. 系统需

17、要的备用容量一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW列出备用容量表格如下：电力系统备用容量表 月备用一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月一，负荷备用容量（MW）6.055.955.795.745.635.535.475.585.956.216.536.84二，事故备用容量（MW）252525252525252525252525其中：水电（MW）15.9816.5217.1016.7317.7018.7319.0119.1418.1918.6117.0716.35火电（MW）15.07

18、14.4313.6914.0112.9311.8011.4611.4412.4012.6014.4615.49三，系统需要备用容量（MW）31.0530.9530.7930.7430.6330.5330.4730.5830.5931.2131.5331.841.4. 系统需要装机容量计算一月：MW二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW系统不需要新增容量，所以火电不需要新增容量(水电厂不可能新增容量）1.5. 总的电力平衡表系统电力平衡表一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月一，系统最大供电负荷（

19、MW）121.05118.94115.79114.74112.63110.53109.47111.58118.95124.21130.52136.84二，工作容量其中水电厂工作容量（MW）48.1050.2952.3850.4254.3958.3659.2960.5258.2361.6255.0552.08火电厂工作容量（MW）72.9568.6563.4164.3258.2452.1750.1851.0660.7262.5975.4784.76三，备用容量其中负荷备用容量（MW）6.055.955.795.745.635.535.475.585.956.216.536.84事故备用容量（MW

20、）252525252525252525252525系统需要的总备用容量（MW）31.0530.9530.7930.7430.6330.5330.4730.5830.5931.2131.5331.84四，系统需要装机容量（MW）152.10149.89146.58145.48143.26141.06139.94124.16149.54155.42162.05168.68五，系统原有装机容量其中水电装机容量（MW）727272727272727272727272火电装机容量（MW）1001001001001001001001001001001001001.6. 用表格法进行电量平衡1.6.1. 按

21、月求电力网月平均负荷（冬季：日负荷率为0.9，月不均衡率为0.87。夏季：日负荷率为0.89，月不均衡率为0.88）一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW则全年发电量为：1.6.2. 按月求火电厂的月平均出力一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW水电厂的年发电量为：则火电厂的年发电量为：1.7. 求年利用小时数1.7.1. 水电年利用小时数：1.7.2. 火电年利用小时数：总的电力平衡表电量平衡表一月

22、二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年发电量系统月平均负荷 （万KW）9.489.319.078.998.828.668.578.749.329.7310.2210.7281467.52二，系统月平均出力 （万 KW ）其中水电厂实际月平均出力3.03.23.43.64.04.44.54.64.34.13.53.235769.6火电厂月平均出力6.486.115.675.394.824.264.074.145.015.636.727.5245897.92第二章 电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择2.1. 电网电压等级的选择 根据已知的发电厂到各变电站的距离及各变电站的负荷，

23、查表电力系统规划设计任务书1）可知电网电压等级为110KV。2.2. 电网接线方案的初步选择2.2.1. 所选方案为：S354261水电站火电站变电站 第三章 潮流分布与调压措施的选择3.1. 变压器的选择 3.1.1发电厂和变电站电气主接线的选择在计算电网潮流分布前，首先应明确发电厂和变电站的主接线以及变压器的选择。 3.1.2发电厂电气主接线的选择：在地方电力系统设计中，由于设计系统的规模不很大，发电厂高压侧出线数一般不多，故本设计中水电厂的高压母线可采用双母线接线，但是对于火电厂，由于它与原有系统有联络线联系，出线较多故高压侧采用双母线分段接线；而发电厂低压侧可根据发电厂机组数量和机端负

24、荷的情况，设计发电机电压母线的接线方式。设计说明：由于本设计发电厂主接线不是本课题的主要内容，故只须简要说明即可。火力发电厂5：装设4台容量为25MW机组、且有机端负荷，故设置发电机电压母线，按照有关规程规定，应采用双母线分段主接线，但是由于机组数较多，为限制短路电流，故只用两台发电机分别接入两段发电机电压母线，并供给地方负荷；而另外两台发电机则组成扩大单元接线直接通过一台升压变压器接入110千伏高压母线。水力发电厂6：装设4台容量为18MW机组、无机端负荷，因此可不设低压母线，但由于机组数目较多，为了简化接线、并节约投资，分别采用2台容量为18MW的发电机组成扩大单元接线，共计两组。3.1.

25、3变电站电气主接线的选择： 在方案的初步比较中，由于变电站均为两回出线，在计算断路器数量时已确定所选最优方案的变电站采用桥形接线方式，至于采用外桥型或是内桥型可根据实际情况决定，一般如考虑线路故障机会较多时，不致影响变电站供电，可采用内桥型接线；相反处在环形网络中间的变电站，考虑不致由于变压器故障而影响系统运行，可采用外桥型接线。主变压器的容量选择和参数计算3.1.4发电厂主变压器的选择： 发电厂5：有4台容量为25MW的发电机，功率因数为0.8，按照前面主接线考虑，两台直接接于发电机母线的发电机用两台同容量变压器接入高压母线，容量分别为： 选择两台容量为31.5MVA的31500/121型双

26、圈升压变压器。另外两台发电机采用扩大单元型式合用一台变压器直接接于高压母线，故变压器容量取应为： 选择一台容量为63MVA的63000/121型双圈升压变压器。发电厂6：有4台18MW发电机，将其分为两组。每组由两台发电机组成发电机变压器组扩大单元接线，每台变压器容量为： 可选择两台容量为63MVA的63000/121型双圈升压变压器。考虑到发电厂的厂用电，以及水电厂水量不是经常使发电机满载，为避免浪费，决定选择两台40MVA的40000/121变压器。3.1.5变电站主变压器的选择： 为保证用户供电的可靠性，本设计的所有变电站均装设两台同容量三相变压器，当一台变压器停运时，另一台变压器的容量

27、能保证满足重要负荷的要求，即设计题目给出的不小于每个负荷点负荷容量的60%。1) 变电站1： （夏季） （冬季） 选择两台容量为25MVA的25000/110型双绕组降压变压器。2) 变电站2：（夏季） （冬季） 选择两台容量为20MVA的20000/110型双绕组降压变压器。3) 变电站3：（夏季） （冬季）选择两台容量为25MVA的25000/110型双绕组降压变压器。4) 变电站4： （夏季） （冬季） 选择两台容量为20MVA的20000/110型双绕组降压变压器。公式根号内数值为各变电站夏季、冬季最大有功、无功负荷值。3.2主变压器参数计算：根据所选择的变压器，查参考资料可得到高低压

28、额定电压、空载损耗（P0）、短路损耗（PS）、短路电压（US%）、空载电流（IO%）等数据。然后利用以上参数即可计算得出归算到高压侧的变压器电阻RT、电抗XT和激磁损耗SO等有关数据。 3.2.1发电厂主变压器参数计算：发电厂5：两台31.5MVA变压器，由于是升压变压器，故高压侧额定电压为121KV,查参考资料可知P0 = 38.5KW，PS= 140KW，US%=10.5，IO%=0.8故两台变压器并联后归算到高压侧的参数为另一台63MVA变压器，由于是升压变压器，故高压侧额定电压为121KV,查参考资料可知P0 = 65KW，PS= 260KW，US%=10.5，IO%=0.6故变压器归

29、算到高压侧的参数为发电厂6：两台40MVA变压器，由于是升压变压器，故高压侧额定电压为121KV,查参考资料可知P0 = 46KW，Ps=174KW，Us%=10.5，I0%=0.8故两台变压器并联后归算到高压侧的参数为3.2.2变电站主变压器参数计算（以下计算结果均为两台变压器并联后归算到高压侧的参数） 变电站2、4：变压器均为20000/110，高压侧额定电压110KV,查参考资料可知P0 = 27.5KW，Ps=104 KW，Us%=10.5，I0%=0.9故 变电站1、3：变压器均为25000/110，高压侧额定电压110KV,查参考资料可知P0 = 32.5KW，PS=125 KW，

30、US%=10.5，IO%=0.8故 所有变压器的选择和参数计算结果详见： 变压器的选择和参数计算结果（均为并联后的结果）项目厂(站)主变型号额定电压(Kv)归算到高压侧等值阻抗()激磁损耗(MVA)火电厂B1、B231500/121121/6.31.03+j24.40.077+j0.504火电厂B363000/121121/6.30.959+J24.40.065+J0.378水电厂40000/110121/6.30.796+j19.220.092+j0.64变电站125000/110110/111.21+j25.410.065+j0.4变电站220000/110110/111.57+j31.7

31、60.055+j0.18变电站325000/110110/111.21+j25.410.065+j0.4变电站420000/110110/111.57+j31.760.055+j0.183.3 输电线路参数的计算线路名称5-35-45-26-46-26-1电气距离606065709060导线型号2LGJ-120LGJ-120LGJ-120LGJ-120LGJ-1202LGJ-120LGJ-120 导线单位长度阻抗为R0+X0=0.22+j0.42（/km），充电功率Qc=3.24Mvar/100km，线路参数按1.1倍线路长度计算，则各段线路长度及参数如表线路名称5-35-45-26-46-2

32、6-1长度（KM）606065709060电阻（）6.014.5215.7316.9421.786.0电抗（）11.4527.7230.0332.3441.5811.45充电功率（Mvar）-4.28-2.13-2.31-2.49-3.21-4.28注：对于双回路线路其值为并联后的结果3.4电力网变电站运算负荷的计算（为使计算简化，首先要计算各变电站的运算负荷。）降压变电站的运算负荷等于变电站低压母线负荷，加上变压器绕组中的功率损耗（即串联损耗）与导纳中功率损耗（即并联损耗），再加上变电所高压母线所连的所有线路充电功率的一半，如图1。图1变电站运算负荷计算图3.4.1最大负荷运行方式：夏季：1

33、) 变电站1：按电力网的额定电压计算电力网中变压器绕组的功率损耗 则变电站1的运算负荷2) 变电站2：按电力网的额定电压计算电力网中变压器绕组的功率损耗 则变电站2的运算负荷3) 变电站3：按电力网的额定电压计算电力网中变压器绕组的功率损耗 则变电站3的运算负荷4) 变电站4：按电力网的额定电压计算电力网中变压器绕组的功率损耗 则变电站4的运算负荷同样计算的出夏、冬季运算最大、最小负荷列出下表：变电站运算功率计算结果表（相应单位为：MW，Mvar，）变电站变压器低压侧功率变压器激磁功率变压器RT变压器XT 变压器功率损耗变压器高压侧流入功率 输电线充电功率变电站 运算功率夏季最大负荷站128

34、13.60.065 0.40 1.21 25.41 0.102.03 28.1 15.63 2.14 0.00 36.1613.31 站22512.10.0550.181.5731.760.101.9125.114.015.520.0025.1612.59站32512.10.0650.401.2125.410.071.5225.0713.622.140.0025.1411.88站42311.10.0550.181.5731.760.081.7223.0812.824.620.0022.911.94夏季最小负荷站12210.60.065 0.40 1.21 25.41 0.061.8322.06

35、12.432.14 0.00 13.16 6.35 站22110.20.0550.181.5731.760.081.4521.0811.655.520.0025.14 14.19 站32411.60.0650.401.2125.410.071.2124.0712.812.140.0012.25 5.60 站4157.30.0550.181.5731.760.061.0915.068.094.620.0015.91 7.99 冬季最大负荷站133160.065 0.40 1.21 25.41 0.091.2433.0917.242.14 0.00 30.85 15.43 站22813.60.05

36、50.181.5731.760.112.0128.1115.615.520.009.43 3.69 站33516.90.0650.401.2125.410.122.5137.5119.412.140.0011.22 5.05 站42713.10.0550.181.5731.760.072.1029.115.24.620.0027.73 13.27 冬季最小负荷站12713.10.065 0.40 1.21 25.41 0.051.8327.0514.432.14 0.00 9.10 3.50 站22311.10.0550.181.5731.760.091.4523.0912.555.520.0

37、013.57 6.42 站32914.00.0650.401.2125.410.071.2129.0714.212.140.0013.16 6.35 站4209.70.0550.181.5731.760.061.0920.0610.794.620.0025.14 14.19 3.5设计网络归算到高压侧的等值电路根据计算结果可作出归算到高压侧的等值电路，如图2213图2 设计系统归算到高压侧的等值电路3.6功率分布计算设计说明：按照本设计所选择的结线方式，有两种结线方式，一种为单端供电的直馈线方式，即接线图中的5-3和6-1；另一种为两端供电方式，即图中的5-4-6和5-2-6。单端供电网的功率分布计算是潮流计算的基础，由于一般是已知各负荷点功率，故应从末端负荷点开始，逐段往电源点计算各段的功率损耗和功率分布，在功率分布计算中，由于还不知道网络中各节点的实际电压，故在计算功率分布时，公式中的电压用网络额定电压代替。对于两端供电网，首先应按有关公式计算出功率初分布，并找出功率分点，然后在功率分点将两端供电网拆开成两个单端供电网，再按单端供电网的功率分布计算即可。3.6.1夏季最大负荷运行方式功率分布计算1) 线路