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1、课程设计说明书课程名称： 电力系统课程设计 设计题目： 电力网络设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 04电气（3）班 学 号： 姓 名： 座 号： 指导教师： 华南理工大学电力学院二八 年 一 月第一章 课程设计任务书设计主要内容：A. 校验电力系统功率平衡和确定发电厂的运行方式；B. 通过方案比较，确定电力系统的接线图；C. 选定发电厂和变电所的接线图以及变压器型号及容量；D. 计算电力网的功率分布和电压，确定调压方式并选择调压设备；E. 计算电力网的主要经济指标。设计要求：A. 设计说明书一份；B. 设计图纸一张。原始资料：A. 发电厂发电机资料：项目台数容量（MW）电压（kV）
2、功率因数15256.30.8215010.50.85B. 发电厂和变电所的负荷资料：项目发电厂（A）变电所（1）变电所（2）变电所（3）变电所（4）最大负荷（MW）2034264037最小负荷（MW）1118142119最大负荷功率因数0.830.820.830.820.84最小负荷功率因数0.780.810.810.80.81最大负荷利用小时50005500550055005000二次母线电压（kV）66101010一类用户的百分数2530253025二类用户的百分数3030353530调压要求顺常顺常逆注意：(1). 发电厂的负荷包括发电厂的自用电在内；(2). 建议采用的电力网额定电压为
3、110kV。C. 发电厂和变电所的地理位置图：1234图例：发电厂4变电所比例尺：1:1000000发电厂和变电所的地理位置：(km)L12 = 49L13 = 37L34 = 48L24 = 48L10 = 34L20 = 30L30 = 34L40 = 33第二章 负荷合理性校验2.1 负荷合理性校验根据最大负荷利用小时数的定义，最大负荷运行TmaxI小时所消耗的电量等于全年实际耗电量，所以应大于全年以最小负荷运行所消耗的电量，校验之。发电厂 ：PmaxTmax =205000100000 Pmin8760 =11876096360变电所1 ：PmaxTmax =345500187000
4、Pmin8760 =188760157680变电所2 ：PmaxTmax =265500143000 Pmin8760 =148760122640变电所3 ：PmaxTmax =405500220000 Pmin8760 =218760183960变电所4 ：PmaxTmax =375000185000 Pmin8760 =198760166440通过上述数据比较可得，发电厂及各变电所的最大负荷运行小时所消耗的电量均大于其全年以最小负荷运行所消耗的电量，即全年实际耗电量大于全年以最小负荷运行所消耗的电量，因此负荷合理。2.2功率平衡校验2.2.1有功功率平衡校验系统最大有功综合负荷： PXMA
5、X =K1K2 0.91.05（2034264037） 148.365（MW）而发电厂最大有功容量为： 25550175（MW）所以发电厂的有功备用容量为： 175148.36526.635（MW）校验发电厂的有功备用容量是否大于最大有功负荷的10%：26.635148.36510017.95 10%因此发电厂的有功备用容量满足要求。2.2.2无功功率平衡校验系统最大无功综合负荷为：0.91.0520tan (arccos0.83)+34tan (arccos0.82)+26tan (arccos0.83)+40tan (arccos0.82)+37tan (arccos0.84)100.61
6、(Mvar)而发电厂的最大无功容量为：255tan(arccos0.8)+50tan(arccos0.85) 124.74 (Mvar)则无功功率备用容量为： 124.74100.6124.13（Mvar）校验发电厂的无功备用容量是否大于最大无功负荷的10% ：24.13100.6110023.9810因此发电厂的无功备用容量满足要求。2.2.3功率平衡校验结论：由1）和2）可知，发电厂的有功备用容量大于最大有功负荷的10，无功备用容量也大于最大无功负荷的10，因此负荷功率满足平衡要求。2.2.4下面校验发电厂带最大负荷时一台机组故障后能否保证一二类负荷的供电，对三类负荷的供电情况如何：根据发
7、电厂的机组情况，取单个机组功率最大的50MW机组分析，当其发生故障后，校验发电厂带最大负荷时能否保证一二类负荷的供电，同时讨论三类负荷的供电情况。2.2.4.1有功功率平衡校验：系统最大有功一二类负荷为：Pmax10.91.05（200.55340.6260.6400.65370.55）88.22（MW）系统最大有功三类负荷为：Pmax20.91.05（200.45340.4260.4400.35370.45）60.15（MW）而发电厂此时的最大有功功率容量为：255125（MW）则发电厂的有功备用容量为：12588.2236.78（MW）一二类负荷：36.7888.2210041.6910三
8、类负荷：36.7860.1510061.152.2.4.2无功功率平衡校验：系统最大无功一二类负荷为：10.91.0520tan (arccos0.83) 0.55 + 34tan (arccos0.82) 0.6 + 26tan(arccos0.83)0.6 + 40tan (arccos0.82)0.65 + 37tan (arccos0.84)0.55）63.41(Mvar)系统最大无功三类负荷为：20.91.0520tan (arccos0.83) 0.45 + 34tan (arccos0.82) 0.4 + 26tan(arccos0.83)0.4 + 40tan (arccos0
9、.82)0.35 + 37tan (arccos0.84)0.45）40.69(Mvar)而发电厂此时的最大无功功率容量为：525tan (arccos0.8)=93.75(Mvar)则发电厂的无功备用容量为：93.7563.4130.34（Mvar）一二类负荷：30.3463.4110047.8510三类负荷：30.3440.6910074.56综上所述: 发电厂带最大负荷时一台机组故障后仍能保证一二类负荷的供电，同时有功功率够61.15%三类负荷的供电，无功功率够74.56%三类负荷的供电。第三章 确定电力系统的接线图3.1网络电压等级的确定根据设计任务书的要求，网络的电压等级取110kV
10、。3.2网络接线方案的初步比较根据设计任务书所给的发电厂和变电站的地理位置设计出4种网络接线方案，从供电可靠性、线路总长度、开关数量、继电保护整定的难易程度等几个方面选择出两种较优的方案，用来进行后面的精确比较。序号接线图供电可靠性线路总长度开关数量继电保护整定的难易程度1比较高262KM16比较难2最高313KM16最难3比较高228KM12比较难4比较高247KM14比较难 通过上表对比可知：方案2线路虽然可靠性最高，但是线路最长，继保整定最难。方案4线路虽然线路长度和开关数量比较适中，但是继保整定比较麻烦。而方案1和方案3各方面比较适中，所以初步选取方案1和方案3，并进行网络接线方案的精
11、确比较。3.3 网络接线方案精确比较：3.3.1潮流估算方案1：=34+j34tan（arccos0.82）34+j23.73（MVA） 同理可得：26+j17.47（MVA）40+j27.92（MVA） 37+j23.90（MVA）方案3：= 30.67+j21.23（MVA） =29.33+j19.97（MVA）= _=（34+j23.73）（30.67+j21.23）3.33+j2.5（MVA）同理可得： 38.79+j26.52（MVA） 38.21+j25.30（MVA）= 0.58+j1.22（MVA）3.3.2选择导线型号及线路阻抗计算方案1：= =217.63A 275A= =
12、164.41A 275A= =256.04A 275A= =231.20A 275A所以根据撰写提纲内的资料： L10、L20、L30、L40均选用LGJ70的导线计算各段导线电阻：（0.45j0.432）340.57.65 j7.344（0.45j0.432）300.56.75 j6.48（0.45j0.432）340.57.65 j7.344（0.45j0.432）330.57.425j7.128方案3：= = 195.79A 275A = = 186.24A 275A= = 21.86A 275A= = 246.64A 275A= = 240.54A 275A= = 7.09A 6.31
13、02.5%=6.4575KV=（112+3.833）6.3/115.56.318KV 10.5102.5%=10.763KV=（112+3.370）10.5/112.7510.744KV 10.5107.5%=11.288KV 计算结果表明所选分接头能满足调压要求。5.3.2.变电所端变压器分接头选择变电所1端变压器分接头选择：对于变电所1端变压器，由于采用常调压，在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2%5%,这里取5%，即6.3KV。先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗：（34.2421.15827.09920.167）/1125.234 KV（18.12
14、41.15814.35920.167）/1172.654 KV=（112-5.234）6.3/6.3=106.766 KV=（117-2.654）6.3/6.3=114.346 KV取与的算术平均值，得：=(106.766+114.346)/2=110.556 KV选出最接近的标准分接头，其电压=110 KV。验算对发电机端电压的实际要求：=（112-5.234）6.3/1106.115KV 6.3KV 计算结果表明所选分接头能满足调压要求。变电所2端变压器分接头选择：对于变电所2端变压器，调压要求为顺调压，所以大负荷允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5%；小负荷时允许其电压
15、高一些，但不超过线路额定电压的107.5%。先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗：（26.1911.54919.93125.41）/1124.884 KV（14.1031.54911.16325.41）/1172.611 KV=（112-4.884）10.5/（10102.5%）109.729 KV=（117-2.611）10.5/（10107.5%）111.729 KV取与的算术平均值，得：=(109.729+111.729)/2=110.729 KV选出最接近的标准分接头，其电压=110 KV。验算对发电机端电压的实际要求：=（112-4.884）10.5/11010.225KV 1
16、0107.5%=10.75KV 计算结果表明所选分接头能满足调压要求。变电所3端的变压器分接头选择对于变电所3端变压器，由于采用常调压，在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2%5%,这里取5%，即10.5KV。先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗：（40.2670.88931.68315.881）/1124.812 KV（21.1430.88917.29415.881）/1172.508 KV=（112-4.812）10.5/10.5=107.188 KV=（117-2.508）10.5/10.5=114.492 KV取与的算术平均值，得：=(107.188
17、+114.492)/2=110.84 KV选出最接近的标准分接头，其电压=110 KV。验算对发电机端电压的实际要求：=（112-4.812）10.5/11010.232KV 10.5KV 计算结果表明所选分接头能满足调压要求。变电所4端的变压器分接头选择对于变电所4端变压器，调压要求为逆调压，所以在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高5%；在最小负荷时保持为线路额定电压。先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗：（37.2631.15827.63820.167）/1125.362 KV（19.1301.15815.17720.167）/1172.805 KV=（112-5.362）1
18、0.5/（10105%）106.638 KV=（117-2.805）10.5/10119.905 KV取与的算术平均值，得：=(106.638+119.905)/2=113.272 KV选出最接近的标准分接头，其电压=112.75 KV。验算对发电机端电压的实际要求：=（112-4.884）10.5/112.759.975KV 10KV 计算结果表明所选分接头能满足调压要求。总结通过这次的课程设计，让我对一个简单电力项目的设计过程有了初步的了解，同时加深了电力系统分析中，有关潮流计算和变压器分接头所涉及内容的理解，并学会了用Excel进行潮流计算的技巧；而且更好地掌握了发电厂电气部分中各种常用主接线的知识，这让我在实践和理论的结合中，学到了不少值得记住的东西！
