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桂林电子科技大学110KV电力网潮流及调压计算.doc
电气电子毕业设计125桂林电子科技大学110kv电力网潮流及调压计算
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电气电子毕业设计125桂林电子科技大学110kv电力网潮流及调压计算,毕业设计论文
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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： 庞 文 昌 学 号： 0400120421 指导老师： 高 鹏 nts 2 目 录 摘要 关键字 3 1 设计条件 2 2 设计内容及要求 3 3 参数计算 5 3.1 计算发电厂 B 和变电所以及输电线路的等值参数 5 3.2 计算网络的初步潮流分布 5 3.3 计算网络的最终潮流分布 ,并检查是否有线路过载现象 7 3.4 计算发电厂 B 的高压母线电压 8 3.5 计算变电所 a. b 的高压母线电压 9 3.6 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 10 3.7 选择变压器的分接头 11 3.8 计算系统的全年电能损耗 ,设负荷的 Tmax=6000h,计算出输电效率 11 4 设计心得体会 13 5 参考文献 13 nts 3 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%=10.5, Io%=3.5 3. 输电线路的参数 : Ve=110KV, 均采用 LGJ 150 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 6 6.5KV 内 . 8. 计算系统的全年电能损耗 ,设负荷的 Tmax=6000h,计算出输电效率 . nts 4 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 ) nts 5 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。 = S =(31.5/150) /km=0.21 ( /km) r = 150 = 6.9 (mm) X。 = 0.1445Lg rDjj + 0.0157=0.1445 Lg9.65000+ 0.0157 = 0.429 ( /km) G。 =0 B。 =)/( 58.7 rDjjLg 10-6=)69.0/5000( 58.7Lg 10-6 =2.65 10-6 (S/km) LAa=70km LBa=50km LAB=120km LBb=60km Z1=14.7+j30.03 Y1= j1.855 10-4 S Z2=10.5+j21.45 Y2= j1.325 10-4 S Z3=25.2+j51.48 Y3= j3.18 10-4 S Z4=12.6+j25.74 Y4= j1.59 10-4 S （ 2） 变压器的等值参数 RT= Pd Ve 2/ 1000Se2 XT= Vd% Ve2/100 Se GT= Po /1000Ve 2 BT= Io% Se/100 Ve 2 B1 RT=2.95 XT=48.8 GT=5.87 10-6S BT=58 10-6S B2 RT=7.15 XT=84.7 GT=4.13 10-6S BT=43.4 10-6S B3 B4 RT=2.44 XT=40.3 GT=7.1 10-6S BT=91.1 10-6S 2. 计算网络的初步潮流分布 . B a S12 Sa SB S2 S1 A2 A1 Z3 Z2 Z1 nts 6 网络等值电路图 （ 1） 最大运行方式时 SLDa=(40+j30)MVA SLDB=（ 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= 22.5 j16.875 MVA SLDc=(12+j7) MVA 变压器的绕阻 损耗计算公式： ST =(P2LD Q2 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 MVA SO1=0.086+j0.851 MVA B2 变压器损耗： ST2 =0.114+j1.351 MVA SO2 =0.05+j0.525 MVA B3B4 变压器损耗： ST3 = ST4=0.504+j8.326 MVA SO3= SO4=0.086+j1.103 MVA 线路段一端的充电功率计算公 式： QB Bi*V2n/ 2 Aa 线路 一端的 充电功率 ： QB1 1.122 MVA Ba 线路一端的 充电功率 ： QB2 0.802 MVA AB 线路一端的 充电功率 ： QB3 1.924 MVA Bb 线路一端的 充电功率 ： QB4 0.962 MVA 运算负荷： Sa= SLDa +2( ST3+ SO3)+ j QB1+ j QB2=41.18+j46.934 MVA Sb= SLDb+ ( ST2+ SO2)+ j QB4 =12.164+j7.914 MVA Bb 线路损耗： S L4 (P2Sb Q2Sb) (R 4+ jX 4)/ V2n 0.219+j0.448 MVA SB=Sb+ SL4+SLDB+ ST1+ SO1+ j QB2+ j QB3+ j QB4 = 9.838 j8.16 MVA 计算网络功率分布： S1= Sa (Z*2+Z*3)+ SB Z*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=24.250+j29.166 MVA S2= Sa Z*1+ SB (Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=7.092+j9.610 MVA S12= S2 SB =16.93+j17.77 MVA （ 2）最小运行方式时 SLDb=(30+j20)MVA SLDB=（ 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 MVA SLDc=(7+j5) MVA 变压器的绕阻损耗计算公式： ST =(P2LD Q2 LD) (R T + jX T )/ V2n 变压器的励磁损耗计算公式： SO = Po + j (Io% / 100) Se nts 7 B1 变压器损耗： ST1=0.067+j1.110 MVA SO1=0.086+j0.851 MVA B2 变压器损耗： ST2 =0.044+j0.516 MVA SO2 =0.05+j0.525 MVA B3B4 变压器损耗： ST3 = ST4=0.262+j4.330 MVA SO3= SO4=0.086+j1.103 MVA 线路段一端的充电功率计算公 式： QB Bi*V2n/ 2 Aa 线路一端的 充电功率 ： QB1 1.122 MVA Ba 线路一端的 充电功率 ： QB2 0.802 MVA AB 线路一端的 充电功率 ： QB3 1.924 MVA Bb 线路一端的 充电功率 ： QB4 0.962 MVA 运算负荷： Sa= SLDa +2( ST3+ SO3)+ j QB1+ j QB2=30.696+j28.942 MVA Sb= SLDb+ ( ST2+ SO2)+ j QB4 =7.094+j5.079 MVA Bb 线路损耗： S L4 (P2Sb Q2Sb) (R 4+jX 4)/ V2n 0.079+j0.162 MVA SB=Sb+ SL4+SLDB+ ST1+ SO1+ j QB2+ j QB3+ j QB4 = 5.774 j6.986 MVA 计算网络功率分布： S1= Sa (Z*2+Z*3)+ SB Z*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=18.856+j17.008 MVA S2= Sa Z*1+ SB (Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=6.066+j4.948 MVA S12= S1 SB =11.84+j11.934 MVA 3. 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： A2 S1 Sa a Sa S1 A1 Z1 S2 S12 a B S12 SB S2 Z3 Z2 nts 8 （ 1）最大运行方式时 Sb = Sb=12.164+j7.914 MVA Sb = Sb + S L4=12.383+j8.362 MVA S1 =S1 =24.250+j29.166 MVA S12 =S12=16.93+j17.77 MVA Aa 线路段的功率损耗： S L1 (P2S1 Q2S1 )(R1+jX 1)/ V2n 1.748+j3.571 MVA S1 = S1 + S L1 25.998+j32.737 MVA Ba 线路段的功率损耗： S L2 (P2S12 Q2S12 )(R2+jX 2)/ V2n 0.524+j1.070 MVA S12 = S12 + S L2 17.454+j18.840MVA S2 = S12 +SB 7.616+j10.68 MVA AB 线路段的功率损耗： S L3 (P2S2 Q2S2 )(R3+jX3)/ V2n 0.358+j0.732 MVA S2 = S2 + S L3 7.974+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 MVA Sb = Sb + S L4=7.173+5.241 MVA S1 =S1 =18.856+j17.008 MVA S12 =S12=11.84+j11.934 MVA Aa 线路段的功率损耗： S L1 (P2S1 Q2S1 )(R1+jX 1)/ V2n 0.786+j1.606 MVA S1 = S1 + S L1 19.642+j18.614 MVA Ba 线路段的功率损耗： S L2 (P2S12 Q2S12 )(R2+jX 2)/ V2n 0.245+j0.501 MVA S12 = S12 + S L2 12.085+j12.435MVA S2 = S12 +SB 6.311+j5.449 MVA AB 线路段的功率损耗： S L3 (P2S2 Q2S2 )(R3+jX3)/ V2n 0.145+j0.296MVA S2 = S2 + S L3 6.456+j5.745MVA nts 9 变电所 a 流出的功率： SA= S1 + S2 =26.098+j24.359 MVA 4. 计算发电厂 B 的高压母线电压 . （ 1）最大运行方式时 VA=115KV V=(PS2 R3+Q S2 X3 )/ VA = 6.856 KV V=(PS2 X3 Q S2 R3)/ VA = 3.470 KV VBmin= 22)( VVVA =108.200 KV （ 2）最小运行方式时 VA=118KV V=(PS2 R3+Q S2 X3 )/ VA = 3.885 KV V=(PS2 X3 Q S2 R3)/ VA = 1.590 KV VBmax= 22)( VVVA =114.126 KV 5. 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=115KV V=(PS1 R1 + Q S1 X1 )/ VA =11.872 KV 25.998+j32.737 V=(P S1 X1 Q S1 R1)/ VA =2.604 KV Va min= 22)( VVVA = 103.161 KV （ 2）最小运行方式时 VA=118KV V=(P S1 R1 + Q S1 X1 )/ VA =7.184 KV 19.642+j18.614 V=(P S1 X1 Q S1 R1)/ VA =2.680 KV V a max= 22)( VVVA =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 KV nts 10 V=(PSb R4 + Q Sb X4)/ VB =3.431 KV 12.383+j8.362 V=(P Sb X4 Q Sb R4)/ VB =1.972 KV Vb min= 22)( VVVB =104.788 KV （ 2）最小运行方式时 VB=114.126 KV V=(P Sb R4+ Q Sb X4 )/ VB =1.974 KV 7.173+5.241 V=(P Sb X4 Q Sb R4)/ VB =1.041 KV V b max= 22)( VVVB =112.157 KV 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 . A b a B nts 11 7. 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 1.03 N， 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 1.03 N， 则分接头电压为： Vtamin= Va max V 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 1.05 N， 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 6 6.5KV 内 ： 最大负荷时二次侧母线电压应为 6KV， 则分接头电压为： 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 kv 8. 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 nts 12 线路 全年 损耗 WL=( PL1+ PL 2+ PL 3+ PL 4) =(1.748 0.524 0.358 0.219) 4900 =13960.1 MVA h 变压器 的有功 损耗 计算公式： WT= Po t Pd Sjs/Se 变压器 B1: WT1=1630.7 MVA h 变压器 B2: WT2=1071.9 MVA h 变压器 B3 B4: WT34
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