电气系统综合设计论文-110KV电力网潮流及调压计算.doc

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1、电气系统综合设计论文 课题：110KV电力网潮流及调压计算院 系： 机 电 工 程 学 院 专 业： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 姓 名： 学 号： 0400120421 指导老师： 目 录摘要 关键字 31 设计条件 22 设计内容及要求 33 参数计算 53.1计算发电厂B和变电所以及输电线路的等值参数 53.2计算网络的初步潮流分布 53.3计算网络的最终潮流分布,并检查是否有线路过载现象 73.4计算发电厂B的高压母线电压 83.5计算变电所a. b的高压母线电压 93.6作出等值网络图,并标注网络的参数和最终潮流分布以及各节点电压103.7选择变压器的分接头 113.8计算系

2、统的全年电能损耗,设负荷的Tmax=6000h,计算出输电效率 114 设计心得体会 135 参考文献 13前言：电力系统潮流计算是电力系统设计及运行时必不可少的基本计算，计算的目的主要有：1在规划设计中，用于选择接线方式，电气设备以及导线截面。2在运行时，用于确定运行方式，制定检修计划，确定调整电压的措施。关键字： 等值参数 潮流计算 节点电压 等值网络图 分接头 恒调压 逆调压 电能损耗 输电效率设计条件110KV电力网潮流及调压计算 一. 已知条件: (一).系统接线图: (附后) (二).元件参数: 1. 发电厂: 发电厂A高压母线: Vmax=118KV, Vmin=115KV 发电

3、厂B中的发电机: Pe=25MW, COS=0.8, Ve=6.3KV 厂用负荷为: 2.5+j1.875MVA (最大负荷:发电厂满载运行 ) 和 1.8+j1.2MVA (最小负荷:负荷率为 60%,COS不变) 2. 变压器: 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

4、.5, Io%=3.5 3. 输电线路的参数: Ve=110KV, 均采用LGJ150导线架设, Djj=5m 设计内容及要求: 设计内容1. 计算发电厂B和变电所以及输电线路的等值参数. 2. 计算网络的初步潮流分布. 3. 计算网络的最终潮流分布,并检查是否有线路过载现象(按导线发热条件确定). 4. 计算发电厂B的高压母线电压. 5. 计算变电所a. b的高压母线电压. 6. 作出等值网络图,并标注网络的参数和最终潮流分布以及各节点电压. 7. 选择变压器的分接头: 1) 变电所a要求恒调压; 2) 变电所b要求逆调压; 3) 发电厂B的发电机电压保持在66.5KV内. 8. 计算系统的

5、全年电能损耗,设负荷的Tmax=6000h,计算出输电效率. 课程设计要求附：课程设计论文结构与写法 课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书， 附录应包括系统方框图和原理图。 一.前言部分 阐明选题的背景和选题的意义 二.综述部分 阐述题目在相应学科领域中的发展进程和研究方向 三.方案论证 提出解决问题的思路和方案 四.论文主体 研究型的论文包括：理论基础，数学模型，算法推导，形式化描述，求解方法，计算结果的分析和结论。 技术开发型的论文包括：总体设计，模块划分，算法描述，实现技术，实例测试及性能分析. 五.结束语 简单介绍对设计题目的结论性意见，进一步完

6、善或改进的意向性说明，总结课程设计的收获与体会。 六.参考文献 格式如下： 序号作者名书刊名出版杜出版时间(刊号) 1. 计算发电厂B和变电所以及输电线路的等值参数. （1）线路的等值参数 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 =2.6510-6 (S/km)LAa=70km LBa=50km LAB=120km LBb=60kmZ1=14.7+j30.03 Y1= j1.85510-4 SZ2=10

7、.5+j21.45 Y2= j1.32510-4 SZ3=25.2+j51.48 Y3= j3.18 10-4 SZ4=12.6+j25.74 Y4= j1.59 10-4 S（2）变压器的等值参数RT=Pd Ve2/ 1000Se2 XT= Vd% Ve2/100 SeGT=Po /1000Ve2BT= Io% Se/100 Ve2B1 RT=2.95 XT=48.8 GT=5.8710-6S BT=5810-6SB2 RT=7.15 XT=84.7 GT=4.1310-6S BT=43.410-6SB3 B4 RT=2.44 XT=40.3 GT=7.110-6S BT=91.110-6S

8、2. 计算网络的初步潮流分布. BaS12SaSBS2S1A2A1Z3Z2Z1网络等值电路图（1）最大运行方式时SLDa=(40+j30)MVASLDB=（25+j18.75） (2.5+j1.875)=22.5+j16.875 MVA由于是供电端，便于下面计算把SLDB=22.5j16.875 MVASLDc=(12+j7) MVA变压器的绕阻损耗计算公式： ST =(P2LDQ2 LD) (RT + jXT )/ V2n变压器的励磁损耗计算公式： SO = Po + j (Io% / 100) Se B1变压器损耗： ST1=0.193+j3.19 MVASO1=0.086+j0.851

9、MVAB2变压器损耗： ST2 =0.114+j1.351 MVASO2 =0.05+j0.525 MVA B3B4变压器损耗： ST3 =ST4=0.504+j8.326 MVASO3=SO4=0.086+j1.103 MVA线路段一端的充电功率计算公式：QBBi*V2n/ 2Aa线路一端的充电功率：QB11.122 MVA Ba线路一端的充电功率：QB20.802 MVAAB线路一端的充电功率：QB31.924 MVABb线路一端的充电功率：QB40.962 MVA运算负荷：Sa= SLDa +2(ST3+SO3)+ jQB1+ jQB2=41.18+j46.934 MVASb= SLDb

10、+ (ST2+SO2)+ jQB4 =12.164+j7.914 MVABb线路损耗：S L4(P2SbQ2Sb) (R 4+ jX 4)/ V2n0.219+j0.448 MVASB=Sb+SL4+SLDB+ST1+SO1+ jQB2+ jQB3+ jQB4=9.838j8.16 MVA计算网络功率分布：S1= Sa(Z*2+Z*3)+ SBZ*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=24.250+j29.166 MVAS2= SaZ*1+ SB(Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=7.092+j9.610 MVAS12= S2SB =16.93+j17.77 MVA（2）最小运行方式时

11、SLDb=(30+j20)MVASLDB=（15+j11.25） (1.8+j1.2)=13.2+j10.05 MVA由于是供电端，便于下面计算把SLDB=13.2+j10.05 MVASLDc=(7+j5) MVA 变压器的绕阻损耗计算公式： ST =(P2LDQ2 LD) (R T + jX T )/ V2n变压器的励磁损耗计算公式： SO = Po + j (Io% / 100) Se B1变压器损耗： ST1=0.067+j1.110 MVASO1=0.086+j0.851 MVA B2变压器损耗： ST2 =0.044+j0.516 MVASO2 =0.05+j0.525 MVA B

12、3B4变压器损耗： ST3 =ST4=0.262+j4.330 MVASO3=SO4=0.086+j1.103 MVA线路段一端的充电功率计算公式：QBBi*V2n/ 2Aa 线路一端的充电功率：QB11.122 MVA Ba 线路一端的充电功率：QB20.802 MVAAB线路一端的充电功率：QB31.924 MVABb线路一端的充电功率：QB40.962 MVA运算负荷：Sa= SLDa +2(ST3+SO3)+ jQB1+ jQB2=30.696+j28.942 MVASb= SLDb+ (ST2+SO2)+ jQB4 =7.094+j5.079 MVABb线路损耗：S L4(P2SbQ

13、2Sb) (R 4+jX 4)/ V2n0.079+j0.162 MVASB=Sb+SL4+SLDB+ST1+SO1+ jQB2+ jQB3+ jQB4=5.774j6.986 MVA计算网络功率分布：S1= Sa(Z*2+Z*3)+ SBZ*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=18.856+j17.008 MVAS2= SaZ*1+ SB(Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=6.066+j4.948 MVAS12= S1SB =11.84+j11.934 MVA3. 计算网络的最终潮流分布,并检查是否有线路过载现象由潮流初步计算可知，a节点的功率由两个方向流入，故a节点为功率分点。在

14、a节点将网络解开，使之成为两个开式电力网。等值电路如下：A2S1SaaSaS1A1Z1S2S12aBS12SBS2Z3Z2（1）最大运行方式时Sb= Sb=12.164+j7.914 MVASb= Sb+S L4=12.383+j8.362 MVAS1 =S1 =24.250+j29.166 MVAS12=S12=16.93+j17.77 MVAAa线路段的功率损耗：S L1(P2S1Q2S1)(R1+jX 1)/ V2n1.748+j3.571 MVA S1= S1+S L125.998+j32.737 MVABa线路段的功率损耗：S L2(P2S12Q2S12)(R2+jX 2)/ V2n

15、0.524+j1.070 MVAS12= S12+S L217.454+j18.840MVAS2= S12+SB7.616+j10.68 MVA AB线路段的功率损耗：S L3(P2S2Q2S2)(R3+jX3)/ V2n0.358+j0.732 MVAS2= S2+S L37.974+j11.412MVA变电所a流出的功率：SA= S1+ S2=33.974+j44.149 MVA（2）最小运行方式时Sb= Sb=12.164+j7.914 MVASb= Sb+S L4=7.173+5.241 MVAS1 =S1 =18.856+j17.008 MVAS12=S12=11.84+j11.93

16、4 MVAAa线路段的功率损耗：S L1(P2S1Q2S1)(R1+jX 1)/ V2n0.786+j1.606 MVA S1= S1+S L119.642+j18.614 MVABa线路段的功率损耗：S L2(P2S12Q2S12)(R2+jX 2)/ V2n0.245+j0.501 MVAS12= S12+S L212.085+j12.435MVAS2= S12+SB6.311+j5.449 MVA AB线路段的功率损耗：S L3(P2S2Q2S2)(R3+jX3)/ V2n0.145+j0.296MVAS2= S2+S L36.456+j5.745MVA变电所a流出的功率：SA= S1+

17、 S2=26.098+j24.359 MVA4. 计算发电厂B的高压母线电压.（1）最大运行方式时 VA=115KVV=(PS2R3+Q S2X3)/ VA = 6.856 KV V=(PS2X3Q S2 R3)/ VA = 3.470 KVVBmin=108.200 KV（2）最小运行方式时VA=118KVV=(PS2R3+Q S2X3)/ VA = 3.885 KV V=(PS2X3Q S2R3)/ VA = 1.590 KVVBmax=114.126 KV5. 计算变电所a. b的高压母线电压变电所a的高压母线电压:（1）最大运行方式时 VA=115KVV=(PS1R1 + Q S1X1

18、)/ VA =11.872 KV 25.998+j32.737V=(P S1X1Q S1 R1)/ VA =2.604 KVVa min= 103.161 KV（2）最小运行方式时VA=118KVV=(P S1R1 + Q S1X1)/ VA =7.184 KV 19.642+j18.614V=(P S1 X1Q S1R1)/ VA =2.680 KVV a max=110.828 KV变电所b的高压母线电压: （1）最大运行方式时 VB=108.200 KVV=(PSbR4 + Q SbX4)/ VB =3.431 KV 12.383+j8.362V=(P SbX4Q Sb R4)/ VB

19、=1.972 KVVb min=104.788 KV（2）最小运行方式时VB=114.126 KVV=(P SbR4+ Q SbX4)/ VB =1.974 KV 7.173+5.241V=(P Sb X4Q SbR4)/ VB =1.041 KVV b max=112.157 KV6. 作出等值网络图,并标注网络的参数和最终潮流分布以及各节点电压. AbaB7. 选择变压器的分接头: (1) 变电所a要求恒调压:最大负荷时二次侧母线电压应保持1.03N，则分接头电压为：Vtamax= Va min V Ta2N/Vmax=106.256 kv最小负荷时二次侧母线电压应保持1.03N，则分接头

20、电压为：Vtamin= Va maxV Ta2N/Vmin=114.153 kv取平均值Vta=（Vtamax + Vtamin）/2=110.205kv(2) 变电所b要求逆调压： 最大负荷时二次侧母线电压应为1.05N，则分接头电压为：Vtbmax= Vb min V Tb2N/Vmax=113.610 kv最小负荷时二次侧母线电压应为N，则分接头电压为：Vtbmin= Vb max V Tb2N/Vmin=114.126 kv取平均值Vtb=（Vtbmax + Vtbmin）/2=113.868 kv（3） 发电厂B的发电机电压保持在66.5KV内：最大负荷时二次侧母线电压应为6KV，则

21、分接头电压为：VtBmax= VB min V TB2N/Vmax=110.027 kv最小负荷时二次侧母线电压应为6.5KV，则分接头电压为：VtBmin= VB max V TB2N/Vmin=108.706 kv取平均值VtB=（VtBmax + VtBmin）/2=109.367 kv8. 计算系统的全年电能损耗,设负荷的Tmax=6000h,计算出输电效率.经估算比较可知，各线段的线路传输功率因数均在0.6左右，故取系统功率因数cos=0.6。根据Tmax=6000h 、cos=0.6由下图Tmax关系图得, =4900h线路全年损耗WL=(PL1+PL 2+PL 3+PL 4) =

22、(1.7480.5240.3580.219)4900=13960.1 MVAh变压器的有功损耗计算公式：WT=PotPdSjs/Se变压器B1: WT1=1630.7 MVAh变压器B2: WT2=1071.9 MVAh变压器B3 B4: WT34=1531.1 MVAh变压器总的全年损耗：WT=WT1+WT2+WT34=4233.7 MVAh 系统的全年电能损耗W=WL+WT=18193.8 MVAh输电效率：Aa线路输电效率%= PS1/ P S1100%=93.3%Ba线路输电效率%= PS12/ P S12100%=97.0%AB线路输电效率%= PS2/ P S2100%=95.3%

23、Bb线路输电效率%= P Sb/ P Sb100%=98.2%结束语首先，要感谢高鹏老师，我能顺利的完成这次课程设计，是离不开高老师的关心与指导。电气设计是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，尤其对我们电力方向来说，设计电力线路关系国计民生更不能急躁，要求我们细心计算参数不得有丝毫马虎，要熟练地掌握课本上的知识，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个设计过程中，在老师的耐心指导下，我细心查找资料，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间计算出来的数据还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。 总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何计算电路参数培养了我的设计思维，增加了资料查找能力。在让我体会到了设计的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。通过这次的电气设计对于下学期即将到来的毕业设计有很大的帮助。参考文献1.王锡凡电力工程基础西安交通大学出版社第一版 2.何仰赞 温增银电力系统分析华中科技大学出版社第三版 3.陈珩电力系统稳态分析东南大学出版社第二版4.李光琦电力系统暂态分析西安交通大学出版社第二版5.（无作者）工业与民用配电设计手册水利水电出版社第二版15