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1、目录前言2设计步骤3第一章 设计题目和原始资料4第二章 电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定6一 电网接线初步方案的选择6二 供电电压等级的确定11 第三章 电网接线方案的技术经济比较12发电厂、变电站主接线方式的选择12变压器的选择12输电线路导线截面积的选择15线路校验19经济比较23总投资计算26比较结论27第四章 课程设计总结28前 言经济发展，电力先行。电力工业是国家的基础，在国民经济发展中占据十分重要的地位。电能是一种不能储存的、无形的二次能源，发点、变电、输送、分配和消费几乎是在一瞬间完成，必须保持有功和无功功率的平衡。同时为了满足消费需求，保证生产生活的稳定，所发电能要满
2、足经济性好、可靠性高、电能质量高等要求。经验告诉我们，在现阶段，联合电力系统是保证供电可靠性、经济性和高质量的最好的办法，而这也是我国电力行业发展的趋势。通过联络线路将几个地方电力系统连接起来所形成的电力系统称为联合电力系统。联合电力系统可以合理利用能源、减少系统备用容量、装设高效率的大容量机组，提高电力系统运行的经济性；系统间相互支援可以提高系统的供电可靠性；系统容量越大抗干扰能力越强，可以减小系统受到干扰（负荷变化）时的频率波动和电压波动，提高电能质量。要建好大规模的安全可靠的联合电力系统，必须做好规划，加强电力规划和电网建设。电力规划是根据社会经济发展的需求，能源资源和负荷的分布，确定合
3、理的电源结构和战略布局，确定电压等级、输电方式和合理的网架结构等。电力规划的合理与否，事关国民经济的发展，直接影响到今后电力网络运行的稳定性、经济性、可靠性以及未来经济的发展。该课程设计要求按照给定的数据，依照国民经济应用的要求设计一个供电、变电、输电、分配和消费的电力系统。该电力系统包括一个发电厂、三个负荷、若干输电线路，同时考虑该系统为联合电力系统的一子系统，其联络线可视为无穷大系统。设计的要求是该电力系统应满足一定的供电可靠性、稳定性和经济性，电能质量高，同时运行方式灵活，适应多种负荷变化情况。投资费用亦应当设计至最小。设计步骤按照时间顺序有如下几步：1、电网接线初步方案的选择与供电电压
4、等级的确定：分析原始资料，审定运算条件，拟定多种接线方式。按照系统对可靠性的要求，淘汰若干方案。按照均一网进行初步潮流计算，确定电压等级，计算并线损，淘汰若干方案。剩余2套可选方案。2、电网接线方案的技术经济比较：（1）发电厂、变电站主接线方式的选择；（2）发电厂、变电站变压器的选择；（3）输电线路导线截面的选择；（4）方案技术经济比较。3、调压计算（不做要求）（1）最大、最小负荷情况下的潮流计算；（2）调压计算、调压方式选择、变压器分接头选择计算。第一章 设计题目和原始资料一 设计任务本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计：（1）确定供电电压等级；（2） 初步拟定
5、若干待选的电力网接线方案；（3） 发电厂、变电所主变压器选择；（4） 电力网接线方案的技术、经济比较；（5） 输电线路导线截面选择；（6） 调压计算。二 原始资料1 发电厂、变电所相对地理位置及距离2 发电厂技术参数装机台数、容量：4125（MW）额定电压（kV）：10.5KV额定功率因数3 负荷数据及有关要求 厂站项目A123最大负荷（MW）30606050最小负荷（MW）15354030功率因数0.850.90.90.9(h)5000500055005000低压母线电压(kV)10101010调压要求最大负荷(%)525255最小负荷(%)025250各类负荷(%)I类3030300II类
6、30302550三 设计要求（1） 设计中应严格遵守课程设计的规章制度，按时到设计教室进行设计，任何人不得迟到、早退和无辜缺席；（2） 同学应根据设计要求独立完成课程设计任务，同组成员之间可以商量讨论，但严禁相互抄袭；（3） 设计完成后，每个同学应提交打印的设计说明书一份，课程设计说明书编写和电路图绘制应附和规范要求；（4） 按时参加课程设计答辩。第二章 电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定一 电网接线初步方案的选择依照发电厂、负荷的位置关系，忽略地形因素，可考虑以下几种接线方案： 以方案六为例，计算均一网的潮流分布、线损：变电厂：=30MW=15MW负荷1：=60MW=35MW负荷2：
7、=60MW=40MW负荷3：=50MW=30MW发电厂A满发，则厂用电减至最小15MW，连同容量的8%备用，可外发77的有功功率。而系统中所有有功负荷=170，故系统S要通过联络线供给该系统93的有功功率。计算潮流分布：进而可推出： 线损： 线长： 其他方案的初步潮流计算和线损计算与上例相似，不做赘述，并总结与下表中：各接线方案初步比较：接线图及功率分布线总长P优缺点215km8.22106优点：线路很短、接线方式简单。缺点：损耗大，可靠性不高。265km6.77106优点;线路较短、可靠性一般缺点：接线有点复杂、损耗大300km4.2106优点：损耗较小，线路不长缺点：网络结构复杂、可靠性一
8、般、250km6.92106优点：线路较短缺点：损耗大，可靠性一般430km3.91106优点：、损耗比较小、可靠性较高缺点：线路较过长260km7.73106优点：线路不长缺点：可靠性较差，损耗很大。303km3.23106优点：可靠性较高，损耗较小，功率分布相对合理，缺点：网络结构较复杂358km2.35106优点：可靠性高，损耗非常小，功率分布相对合理，缺点：网络结构较复杂，线路较长。各方案比较后，可知在线路总长、线损、可靠性各方面均占优势的方案为方案七、方案八。以下设计正文中称方案七为“A”，方案八为“B”。二 供电电压等级的确定根据负荷情况及输电距离，参照下表确定选用输电线路的电压等
9、级为220KV。额定电压（KV）输送功率(KW)输送距离（Km）3520001000020506035003000030100110100005000050150220100000500000100300第三章 电网接线方案的技术经济比较一 发电厂、变电站主接线方式的选择考虑到发电厂两台发电机的容量均为50MW，可以采用单元接线方式。负荷侧变电厂变压器采用桥形接线。 变压器单元接线法 二 变压器的选择1 发电厂升压变压器（四台）：参照标准变压器数据表可知，选用变压器为：SFP7-150000/220铭牌参数：变 比 空载损耗 短路损耗 阻抗电压 空载电流 等值电路电阻最大有功损耗最大无功损耗最
10、小有功损耗最小无功损耗考虑到发电厂低压侧无功就地补偿，不予考虑，则最大电压降落最小电压降落2 变电厂降压变压器（六台）：变电所主要变压器容量按容载比1.8考虑，同时要考虑重要负荷的供电可靠性要求，重要的变电所，考虑主变停运的情况下，其余变压器在计及过负荷能力允许时间内，满足对一、二类负荷的供电。对于一般负荷的供电，按照一台大容量主变压器停运时，其余主变压器应能满足全部符合的70%确定。负荷1、2变电所（各两台）：由于第一、二类负荷占系统的60%，故变压器容量定为：所以变压器的容量选定为63MW。其型号为：SFP7-63000/110，各参数与发电厂升压变压器相同。负荷1主变压器最大、最小功率损
11、耗计算：负荷1主变压器最大、最小电压降落计算：负荷2主变压器最大、最小功率损耗计算：负荷2主变压器最大、最小电压降落计算：负荷3变电所（两台）：由于第二类负荷占系统的50%，故变压器容量Smax定为 所以变压器的容量选定为40MW。其型号为：SFP7-50000/110铭牌参数： 变比： 空载损耗 短路损耗 阻抗电压 空载电流 等值电路电阻其功率损耗、电压降落求取过程与前述升压变压器相似，不做赘述。列举如下：三 输电线路导线截面积选择1 方案初选：导线截面积的选择，与输电线路流过的最大电流和经济电流密度J有关，换言之，既要考虑该截面积下的电路损耗（导线截面积越大，损耗越小），又要考虑其经济性（
12、导线截面积越大，成本越高）。电流经济密度由最大负荷利用小时数查表得到架空输电线路导线的经济电流密度J（A/mm2）导线材料年最大负荷利用小时数Tmax3000以下30005000待添加的隐藏文字内容35000以上铝1.651.150.9铜3.002.251.75A方案：最大负荷利用小时数： 最大工作电流： 得到方案A的选线方案：线路型号长度（Km）阻抗（）LGJ-400423.36+j16.42LGJ-300485.14+j18.8LGJ-240405.28+j16.08LGJ-240405.28+j16.08LGJ-300353.75+j13.72LGJ-400554.4+j21.5B方案最
13、大负荷年利用小时数： J=0.9 最大工作电流 得到方案B的选线方案：线路型号长度（Km）阻抗（）LGJ-300424.5+j16.46LGJ-240486.24+j19.296LGJ-150405.2+j16.08LGJ-954012.6+j15.64LGJ-3005015.75+j21.5LGJ-240354.6+j14.362 线路校验方案A（1）精确潮流分布计算，检验所选导线方案是否符合要求，通过三角形星形变换解环S2AS求出等效电阻可求出： 功率流动如下图由次可计算出=130MW将2的负荷还原：功率流动则可求出进而求出各线路上的损耗 （2）线路发热校验：正常情况下，方案A线路工作电流
14、小于最大工作电流，可以长期运行。若某线路出现故障，以线路为例，校验其是否能够正常运行：故此段线路满足发热条件。其他线路校验方法与此雷同，校验后均满足正常工作电流和故障时最大电流小于最大载流，符合长期工作的发热条件，不做赘述。故障线路故障运行线路故障运行线路的导线型号故障运行线路实际载流量（A）故障运行线路最大允许载流量（A）运行情况LGJ-300380700正常LGJ-400315800正常LGJ-300380700正常LGJ-400315800正常LGJ-240131（50%二类负荷）610正常（3）机械强度校验因各段导线截面积均大于35 ，不考虑地形因素、极端气候状况的情况下，认为导线的机
15、械强度符合要求。B方案（1）精确潮流计算得出（2）发热校验：方案B的导线发热校验与方案A类似，一不做具体计算，具体数值可参见下表：断线故障运行线路故障运行线路导线型号故障运行线路实际载流量（A）故障运行线路最大允许载流量（A）运行情况（双回）LGJ-240380610正常（双回）LGJ-300576700正常LGJ-240496610正常LGJ-300432610正常（双回）LGJ-240315610正常LGJ-95262335正常（3）机械强度校验：因各段导线截面积均大于35 ，不考虑地形因素、极端气候状况的情况下，认为导线的机械强度符合要求。3 技术比较对A、B两方案的各项技术指标进行定性
16、比较（1）可靠性：方案A与方案B仅在发电机与无穷大系统的接线条数不同，B方案略为可靠一些4 经济比较（1）电能损耗计算通过精确潮流计算，得到两个方案的电能损耗，连同建设费用，计算其投资，从而确定最优方案。A方案：年线路损耗电能负荷1：年负荷损耗率= （32.6%） （51.3%）负荷2： （44.1%）负荷3： （41.4%）线路损耗总电能：方案B；而；因此，线路上的功率损耗为：；负荷三由于采用的是双回路，所以功率损耗减半：电能损耗计算：线路上的最大负荷年利用小时数与它所连接的负荷相同，所以：则： 年损耗率：；所以 （2）总投资计算方案A 线路经济指标表：线路长度（km）型号总价格（万）48L
17、GJ-2403555LGJ-4005540LGJ-2404040LGJ-2404035LGJ-30050万；则：；方案B线路经济指标表：线路长度（km）型号总价格（万）48LGJ-24035万42LGJ-30050万50LGJ-9526万40LGJ-24035万40LGJ-24035万；则：；比较结论：由技术上看，两个方案的供电可靠性都很好，而经济上看，应采用投资小的方案,方案A要好一些，因此选择投资小的方案，即方案A。第五章 课程设计总结为期两周的电网课程设计已经结束了，看着自己和同组组员共同培育出来的的设计成果，回想大家伏案计算的场景，我心里有种说不出的激动与高兴。还记得课程设计的第一天，
18、蒋老师和马老师给大家介绍了课程设计的主要内容和注意事项，我和另外五个同学组成了一个小组，拿到了我们的设计任务书。由于从前我并没有接触过什么的课程设计，所以看着任务书上的设计任务，我觉得茫然不知所措，也不知道究竟该从哪个地方开始做起。于是我们小组成员就聚在一起开了一个会，确定了第一天的任务。根据每个成员的特长，我们安排一部分人去图书馆借与课程设计有关的资料图书，一部分人去打印设计任务书和指导书，一部分人研究课程设计的具体流程。在老师和研究生学长、学姐的指导下，我们大概知道了电网课程设计的方法。 接下来，我们小组每天都按时来到课程设计的教室一起讨论设计方案。首先，由电力系统稳态分析学得比较好的成员
19、给大家介绍如何确定初步方案，设计过程中应注意的问题，比如要确保一类负荷的供电可靠性，线路长度尽可能小等等。然后组员们开始各自设计初步接线方案，经过汇总，我们一共设计出了8个比较合理的方案。再经过初步潮流的计算，我们又从这8个初步方案里面选择出了两个线路损耗较小、线路长度较短的较优方案。在初步潮流计算过程中，我们小组成员每一个人都动手计算，遇到不懂的问题就相互讨论，有时候还去向其他小组的同学请教。老师和研究生学长、学姐也不定时地来到设计教室给我们进行答疑指导。从初步方案的计算和选择的过程里，我学到了很多，不但巩固了电力系统稳态分析的知识，还学到了团队之间应该如何分工合作，团结互助。然后，我们把选
20、出来的两个比较好的方案分别命名为方案A和方案B，分析计算它们的线路导线横截面积，确定线路阻抗参数；再通过精确的计算，确定它们的功率分配和供电电压等级；最后计算出两个方案的线路损耗和线路长度，选择变压器的接线方式，进行经济比较。最后，我们选择两个方案中各条输送功率最大的线路进行校验，经过反复的计算，发现我们的校验合格。再通过各方面的比较、分析，我们终于选出了最合适的电网接线方案。至此，电网设计过程基本完成。最后大家分工合作，完成了电子稿的制作。在整个电网课程设计的过程中，我们小组成员团结合作，争着做各项任务，有时候忙得连饭都来不及吃，有时候到深夜还在研究设计过程中出现的问题，大家每人一个计算器，反复演算设计中的数据，就是为了能更好地完成课程设计任务。天气也比较冷，但是大家没有一个人打退堂鼓，都积极地投入到课程设计中来。再加上我们的时间比较紧迫，在做课程设计的同时，还要兼顾期末复习，所以对于大家的辛勤劳动，我感到很温馨、很感动。我们完成的这个电网课程设计，凝聚着我们小组六个成员的心血，我们学到的，我们收获的也不仅仅是这一份设计成果，更多的是知识的积累和巩固以及成员间的团结互助精神。由于时间和知识水平有限，我们最后完成的设计成果中还存在着一些不足，恳请老师指正。在此，感谢老师的指导和帮助！
