地区电网初步设计论文.doc

西安电力高等专科学校_电力工程_系_2013_届毕业设计（论文）题目：地区电网初步设计学 号： 姓 名： 指导教师： 专 业： 班 级： 完成时间： 2013 年 4 月 9 日 摘 要 本次设计的题目是“地区电网规划”,内容分为：电力电量的平衡，有功、无功功率平衡，初步潮流计算，电力网方案的确定、输电线路电压等级和线型选择，发电厂及变电站电气主接线设计、主要电气设备的选择、地区电网潮流分布的计算（功率和电压损耗）等。通过本次毕业设计，我们应该掌握电力网设计的主要内容、原理和方法，同时巩固和扩大专业知识，树立技术经济观念，树立正确的电网运行重要指标和分析计算能力、培养编写技术说明书能力和绘图能力。能使我在以后的工作岗位上对所学知识有更深的了解和更有效的运用。关键词电力网 主接线 潮流计算 有功平衡 无功平衡 前 言 电力工业是国民经济发展的基础工业。随着经济建设的发展，发电设备的容量也在相应增大。为了更好的保证安全运行，经济运行，并保证电能质量，电力系统运行越来越依靠自动控制的提高。所以对电力系统的规划尤为重要，考虑未来十年负荷的发展计划，考虑备用等各方各面。规划初期先要电力电量的平衡，验算有功、无功功率是否满足平衡，其次 电力网方案的确定、输电线路电压等级和线型选择，发电厂及变电站电气主接线设计、主要电气设备的选择、地区电网潮流分布的计算（功率和电压损耗）电力工业是国民经济的重要行业之一，它即为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力，电力系统规划设计及运行的任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发，利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供可靠，允足，质量合格的电能。通过此次设计对三年来所学的知识进一步巩固和加强，并得到了实际工作经验。设计中查阅了大量的相关资料，努力做到有据可循。在设计中逐步掌握了查阅，运用资料的能力，总结了三年来所学的电力工业的相关知识，为日后的工作打下了坚实的基础。由于我在知识条件等方面的局限，仍存在许多不足，但在指导老师毕潇昳和同学们的大力支持和帮助下，已有相当大的改进，在此表示衷心的感谢。二一三年四月九日目录第一部分 设计说明书2第一章 电力系统功率平衡21.1 有功功率平衡41.2 无功功率平衡6第二章 电网电压等级确定102.1 线路电压等级102.2 电网接线初步拟定122.3 导线截面积的选择242.4 两种方案的经济技术比较28第三章 电气主接线及变压器选择303.1. 变压器的选择303.2. 发电厂变电所主接线选择343.3. 发电厂、变电所主接线37第四章 潮流计算424.1 潮流计算的目的和内容424.2 线路元件参数的计算424.3. 变压器参数计算444.4 潮流计算结果及无功分析45第二部分 计算书46第一章 电力系统功率平衡的计算461.1 有功功率的平衡计算461.2 无功功率的平衡计算46第二章 设备选择及导线截面积的确定492.1 初步潮流计算492.2 导线截面积确定52第三章 发电厂变电所设备的选择593.1 发电厂主变选择593.2 变电站主变选择59第四章 潮流计算614.1 丰水期大负荷潮流计算61结论67参考文献6970第一部分 设计说明书第1章 电力系统的功率平衡1、 电力系统负荷分析在电力系统规划设计时，首先应对规划地区的近期与远景负荷进行调查研究，确定出电力负荷的数值及发展水平，以作为系统规划、变电所布局。电源选点等的依据。二、电力电量平衡与电源规划 根据已确定的电力系统负荷及发展水平，来进行电力、电量平衡与电源的规划等工作。通常采用的步骤是：（1） 根据电力负荷发展的需要及电力系统中现有发电厂可供电的能力，进行初步电力平衡，计算出规划年限内需要增加发电设备的总容量。（2） 根据国家能源政策与规划地区动力资源的情况，以及负荷特点与分布情况，进行调查研究，提出几种电源布点方案；再经技术经济比较，选出一个相对合理的电源布点方案（注：本次设计电源布点方案已确定）。（3） 根据推荐的电源规模和布点方案，再进行电力、电量平衡，确定出规划地区各电厂的建设规模与速度。为了维护频率稳定，满足用户对功率的要求，电力系统装设的发电机的额定容量，必须大于当前的最大负荷。因此，必须进行系统有功平衡计算，以校验系统的备用容量是否满足要求。电力系统的无功平衡计算是系统电压质量的根本保证，对系统做无功功率计算的主要目的，在于初步估算系统中，发电机的无功容量是否满足系统的最大负荷的要求，是否需要加装无功补偿设备，各负荷点的功率情况如下表：项目负荷ABCDEFGHIJ3837832402010302122303062234157221617COS0.860.860.860.860.860.860.860.860.90.944.1943.059.3037.2146.5123.2611.6334.8823.3024.4022.8022.204.8019.2024.0012.006.0018.0010.110.6034.8834.886.9725.5839.5317.448.1425.5817.7818.8918.0018.003.6013.224.409.004.2013.207.708.201.1 有功功率平衡有功功率平衡的意义：有功功率平衡与频率的关系相当密切，系统频率的变化是由作用在发电机组的转矩不平衡所引起的。若机械转轴大于电磁转轴，则频率升高；反之频率下降。发电机输出的电磁功率是由系统负荷、系统结构及系统运营状态决定的，这些因素的变化是随机的、瞬时的。而发电机输入的机械功率则是由原动机的气门或导水叶的开度决定的，这些又受控于原动机的调整状念。调速系统调节汽门或导水叶的速度相对迟缓，无法适应发电机电磁功率变化。因此，要严格保证系统频率为额定频率是不切实际的，也是不可能的。通常规定一个允许值，需要在系统中负荷变化或其他原因造成电磁转矩变化时，及时调整原动机的机械功率，尽量使发电机转轴上的功率平衡。 如果系统装机容量不足，不能满足负荷增长的需要，则可能使系统长期处在低频运行下。 1、 最大负荷下的有功功率平衡： 1、电能用户的用电设备在某一时刻向电力系统取用的电功率的总和，称为用电负荷。 = 其中为n个变电站负荷之和 因为变电所的最大负荷不一定同时出现，K表示同时出现的最大负荷的几率。其大小与电力用户的多少及各用户特点有关，为同时率，取0.82、 用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷，就是发电厂对电网供电所承担的全部负荷，称为供电负荷。 系统供电负荷： = 为网损率，取10% 3、发电厂对电网承担的供电负荷，加上同一时刻发电厂的厂用电负荷，构成电网的全部电能生产负荷，称为发电负荷. 系统发电负荷： = 为厂用电率 为发电机直配负荷，取37MW4、 备用容量：电力系统在运行时，应有一定数量的功率容量储备，以对付各种情况，维持系统正常运行，因此在规划设计中系统具备足够的备用容量，备用率应大于系统的总发电负荷的10%。系统中的有功功率电源备用按其用途可以分为以下几种： （1）负荷备用。所谓负荷备用，是指调整系统中短时的负荷波动并担负计划外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大小应根据系统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。一般为最大负荷的2%5%，大系统采用较小值，小系统采用较大值。（2）事故备用。由于发电设备可能发生临时性或永久性的故障而影响功电，所以系统必须设置一定数量的事故备用电源，来确保电力设施和用户设备的安全。（3）检修备用。为保证系统内的发电设备进行定期检修而不致影响供电，应根据系统水电、火电配合及年负荷变化等情况设置一定的发电容量作为发电设备进行定期检修时的备用。 （4）国民经济备用。考虑国民经济超计划增长和新客户的出现而设置的备用，这部分备用与国民经济的经济增长有关，一般取最大负荷的3%-5%.二、丰水期的最大负荷根据计算结果可知：丰水期总发电容量：135+100=235（MW )发电负荷：269MW发电容量小于发电负荷，因此有功不平衡，有缺额。三、枯水期的最大负荷根据计算结果可知：枯水期总发电容量50+30+20=100(MW)发电负荷259.38MW，发电容量小于发电负荷，因此有功不平衡，有缺额。1.2无功功率平衡一、无功功率平衡的意义：无功功率平衡与电压的关系相当密切。电压是电能质量的主要指标之一，电压便宜超过允许范围时，对用电设备的运行具有很大的影响。随着系统负荷的不断变化，电压也将上下波动。因此保证电压偏移在运行范围内，是电力系统运行的主要任务之一。而造成电力系统运行电压下降的主要原因是系统无功功率不足，因此必须使电力系统的无功功率在额定电压或允许电压偏移范围内保持平衡，即要采取措施使电源无功与负荷的无功和系统的无功损耗保持平衡。 (1)规划电力系统和地区电力系统对无功电源的总需要量为规划部门安排无功电源建设提供依据； (2)确定电力系统和地区电力系统无功补容量和年度补偿新增容量。二、无功补偿的原则 确定最优无功补偿的补偿容量和分布方式应本着如下原则：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡。具体内容如下：（1）总体的无功平衡与局部的无功平衡相结合。既要满足供电网的无功需求，又要满足分线、分站的变电站及各个用户无功平衡。（2）集中补偿与分散补偿相结合。一分散补偿为主，这就要求在负荷集中的地点进行补偿，既要在变电站进行大容量集中补偿又要在线路、配电变压器和用电设备处分散补偿，使无功就地平衡，减少变压器和线路的损耗。（3）高压补偿与低压补偿相结合。以低压补偿为主，高压补偿装置应装设在变压器的主要负荷侧，当不具备条件时，可装设在变压器的第三绕组侧，高压侧无负荷时，不得在高压侧装设补偿装置。（4)降损与调压相结合。以降损为主，兼顾调压。这是针对供电半径较长分支较多，负荷比较分散，自然功率因数低的线路。这种线路负荷率低，线路的供电变压器多工作在空载或轻载的工况下，线路损失大，若对此线路进行补偿可明显提高线路的供电能力。三、电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络的无功损耗。为了保证运行的可靠性和适应无功负荷的增长，系统应有一定的无功功率备用。四、无功平衡计算本次设计将电网分为东西两部分，分开进行无功电量平衡计算。 1、电网第一部分无功功率平衡计算 将电网从负荷H处分成两个小电网，对负荷A、负荷B、负荷C、负荷D、负荷E、负荷F、负荷G进行无功功率计算。a.丰水期的无功平衡： 无功负荷： 变压器无功损耗: 网损: 无功电源: 根据计算结果可知，丰水期无功不平衡，有90.82Mvar的无功缺额，不满足要求。b枯水期无功平衡： 根据计算结果可知：枯水期无功不平衡，有109.4Mvar的无功缺额，不满足要求。2、电网第二部分无功功率平衡计算：对负荷H、负荷I、负荷J进行无功功率平衡计算。a丰水期无功平衡 根据计算结果可知，无功在丰水期满足要求。b枯水期无功平衡：根据计算结果可知，无功在丰水期不平衡，有53.64Mvar的无功缺额，不满足要求。该地区电网功率平衡总结论：有功：有缺额，丰水期、枯水期大负荷时需要从外网输入功率。无功：有缺额，需要在合适的变电站加装无功补偿装置。 第二章 电网电压等级确定2.1 线路电压等级 选择电网的电压等级有利于各变电所的选择。它是设计电网的主要任务之一，线路在输送功率一定的条件下，线路的电压越高，导线中的电流越少，所用导线的截面积就可以减小，对应的导线投资也减小，导线中的功率损耗和电能损耗也相应降低。因此大容量和远距离输电时要采用高电压等级。但是，电压越高，线路的电压水平也应相应提高，除对应的线路杆塔尺寸、输电走廊等应加大外，变压器和电力设备等的投资也需要增大。因此，对电力系统电压等级的选择，过高或过低都不合理。对应一定的传输距离和传输功率，有一个最合适的线路电压值。但为了设备制造方便，电压值又不能任意设定，且电压等级规定的过多也不利于电力工业发展。考虑到电力系统现有的实际情况进一步发张需要，国家制定了一系列标准电压的等级。表2-1架空输电线路的额定电压与电压与输送功率和输送距离的关系线路电压（kV）输送功率（MW）输送距离（km）适应地区0.380.1以下0.6以下低压动力与三相照明30.11.013高压电动机61.01.2425发电机电压，高压电动机101.22.0620配电线路，高压发电机352.0102050县级输电网，用户配电网110105050150地区级输电网，用户配电网220100500100300省级输电网，联合系统输电网330200800200600省级输电网，联合系统输电网50010001500250850省级输电网，联合系统输电网75020002500500以上联合系统输电网根据设计任务书所给的原始数据，输电线路距离，输送容量，根据设计手册的规定，现选择线路电压如表2-2表2-2 线路电压线路输送距离（km）电压等级（kv）水电厂V负荷J87110水电厂V负荷H87220水电厂V负荷I88110负荷H负荷I35110负荷H负荷F61110负荷F负荷G6110负荷F负荷D7110负荷E负荷D30110负荷D水电厂W160220负荷D负荷C40110负荷D火电厂U53110火电厂U负荷A60110负荷C火电厂U46110如下图：2.2 电网方案的确定 一、电网方案确定原则为了满足电力系统运行的基本要求，电力网接线应考虑以下几个方面：1必须满足电力系统运行可靠性的要求，对于可靠性要求较高的客户，即一。二类负荷供电要求，一条线路故障，则由另一条线路供电，保证其用电可靠。2必须能灵活的适应各种可能的运行方式。保证在各种运行方式下供电的可靠性和良好的电能质量。3 力求节约所需要的设备及材料，减少设备费用和运行费用，使电力网的建设和运行都比较经济。二、电网接线的初步拟定的两种方案方案一方案二三、功率分布计算方法： 简单电力网包括辐射网和闭式网两大类，辐射网是指负荷只能从一个方向获得电能的电网，如一端电源供电的配电网、树型网、干线线网以及闭环设计开环运行的两端供电网等；闭式网是指负荷可以从两个或两个以上的方向（电源）获得电能的电网，如两端供电网、环型网等。 a辐射网：辐射网中，若已末端功率求首端功率，其潮流计算得方法是从末端开始计算，末端功率加上线路（变压器）功率损耗及充电功率，即为首段功率；若已知首端功率求末端功率，应从首端开始计算，首端功率减去线路功率损耗及充电功率，即为末端功率。以此类推，可求出各段的功率分布，再根据各段的功率分布和已知电压，求得任意母线的电压及相位。 b 环形网：若是同一电压等级网络，可近似的看做均一网络。将环形网络的某一电源点或负荷打开，变成两端网络，然后用负荷力平衡原则，计算各线路上的潮流分布。如：简单的环形网ABCP+jQ + + A B C +四、功率分布：（方案1）（1）丰水期大负荷有功功率分布：（2）丰水期小负荷有功功率分布：（3）枯水期大负荷有功功率分布：（4） 枯水期小负荷有功功率分布： （5）丰水期大负荷无功功率分布：（6）丰水期小负荷无功功率分布：（7）枯水期大负荷无功功率分布：（8）枯水期小负荷无功功率分布：方案1最大功率流程图：功率分布（方案2）（1）丰水期大负荷有功功率分布：（2）丰水期小负荷有功功率分布：（3）枯水期大负荷有功功率分布：（4）枯水期小负荷有功功率分布：（5）丰水期大负荷无功功率分布：（6）丰水期小负荷无功功率分布：（7）枯水期大负荷无功功率分布：（8）枯水期小负荷无功功率分布：方案2的最大功率流程图2.3 导线截面积的选择按经济条件选择导线截面积，应权衡两方面。为降低线路的电能损耗，导线截面积越大越有利，为节省投资及有色金属消耗量，导线截面积越小越有利。总和考虑这些因素定出负荷有关指示所规定的导线截面积，称为经济截面。对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度。经济电流密度于线路的投资，运行年费，计算电价，还本年限，投资等诸因素有关，经济电流密度见下表。表2-3经济电流密度（）导线材料最大负荷利用小时（单位：小时）3000以下300050005000以上铝线 钢芯铝线1.651.150.9铜线3.02,251.75铝芯电缆1.921.731.54铜芯电缆2.52.252.0 按经济电流密度选择导线时，首先必须确定电力网的计算传输，容量及相应的年最大负荷利用小时数。由于电网的负荷是逐年增长的，确定电力网的计算传输容量，实际上是确定计算年限问题。一次计算输出容量是，应考虑电力网投入运行510年的发张远景。电力网的年最大负荷利用小时数，通常按电力网输送法和性质确定。对于往返输电的电力网，其年最大负荷利用小时数，等于往返输送电量总和除以输送的最大负荷。当最大负荷电流和相应的年最大负荷利用小时数确定时。从表2-3中查出不同材料导线经济电流密度J，按下式计算导线的经济截面根据导线截面积的计算公式：S=其中 S为导线截面（） P为送电容量（KW） 为线路额定电压（KV） J为经济电流密度（A/）根据=5000h，查表2-3，本次取=1.15,根据式中计算结果，选择接近的标称截面。 应用公式：110KV 220KV 导线截面积初步确定后，须根据可能出现的最严重的正常运行方式对所选导线进行发热的校验。根据原始资料本地区最热月份平均气温时，查下表2-4知，温度校验正系数表2-4温度校正系数实际环境温度-505101520253035404550K1.291.241.201.151.111.051.000.940.880.810.740.67a热稳定校验：式中：最严重故障时，线路中流过的最大功率（KW） 故障时的功率因数若小于导线长期允许通过电流，说明导线在最严重情况下，发热在允许范围内，所选导线可适应各种故障，若大于导线长期允许通过电流，就应重新选择导线型号。b. 电晕校验 110kV及以上线路，避免电晕的产生往往是限制导线截面不能过小的主要原因。通常所选导线产生电晕的临界电压应大于其最高工作电压。 当海拔不超过1000m时，在常用的相间距离情况下，如导线截面积不小于表2-x所列型号，可不进行电晕校验。表2-x 不必验算电晕的导线最小型号及外径额定电压kV110220330500导线型号LGJ-70LGJ-300LJG-630 LGJ-500LGJ-2*300LGJ-4*300管型导体外径 mm本次所选导线最低电压为110kV，最小导线型号为LGJ-70，所以不用进行电晕校验c. 机械强度校验导线截面 导线在运行中可能突然增加一些偶然的外界机械负责，因而应保证导线在运行中有一定的机械强度。一次，对于跨越铁塔、通航河流和运河、公路，通信线路、居民区的线路，规定导线截面不得小于35平方毫米；通过其他地区的导线截面于线路类型有关，见表2-5:表2-5满足机械强度条件时导线的最小允许截面()导线架空线路等级构造材料12单股铜不允许使用10钢铁不允许使用（3.5mm）铝及铝合金不允许使用不允许使用多股钢1610钢铁1610铝及铝合金2510 经过计算：正常运行方式下，我们通过比较方案1, 方案2的电压损耗10%以内，故此方式电压正常。故障情况下，方案2电压损耗大，故选择方案1 。2.4 两种方案的经济技术比较一、经济比较：方案1, 方案2只有负荷H，负荷I，水电厂V的接线方式不同，其余各种部分完全相同，因此只对次部分进行比较。水电厂HH水电厂II导线型号LGJ-70LGJ-85LGJ-330LGJ-240每公里投资（万元/公里）1.95 2.7 3.4 2.95 方案l： H1=8 7x3.4+35x1.952=432.3（万元）方案2： H2 =2.7x 35+2.7 x87+2.95x88=589（万元）方案1投资少，环网少调度灵活。方案2投资多，环网多调度不灵活，保护配置复杂，故不采纳。结论：确定方案1。二、技术比较： 线路中的电压损耗与导线的电阻和电抗有关，电阻于导线截面成反比电阻随导线截面变化的关系甚小，对一般架空配电线路平均电抗约为0.35-0.40 ，可以取为常数，线路电抗中的电压损耗为 式中 线路中平均电抗，=0.350.40 0/km； I线路中通过的电流A； 线路功率因数； Q各段线路中通过的无功功率和各负荷的无功功率，Kvar; L各段线路中的长度和各负荷到电源的线路长度，Km Un线路额定电压kV本次取0.4 经计算：在正常方式下，我们通过比较1,2的电压损耗在10%以内，故此方式电压正常。故障情况下，方案2电压损耗大，故选择方案1 表2-6线路导线截面选择线路导线截面积S(mm2）型号长期允许通过电流（A)火电厂U-负荷A 201.67LGJ-240610火电厂U-负荷C139.52LGJ-150445火电厂U-负荷D258.51LGJ-300690负荷D-水电厂W133.21LGJQ-300690负荷D-负荷E239.36LGJ-150445负荷E-负荷F239.36LGJ-240610负荷F-负荷G53.071LGJ-70275负荷F-负荷H324.27LGJQ-400825负荷H-负荷I53.2LGJ-70275负荷H-水电厂V618.28LGJQ-6001050水电厂V-负荷J55.78LGJ-70275负荷D-负荷C182.036LGJ-185515按允许载流量，机械强度校验，及热稳定校验，所选导线截面满足要求。 第三章 电气主接线及变压器的选择3.1 变压器的选择一、发电厂变压器容量和台数的确定：1具有发电机带电压母线的变压器连续在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件计算 (1) 当发电机电压母线上最小负荷时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统，但不考虑出现频率极少的最小负荷的特殊情况。(2) 当发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能有系统供给发电机电压的最大负荷。在电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组情况下，通过变压器向系统取得电能时，可以考虑变压器允许过负荷能力和限制非重要负荷。 (3)根据系统经济运行的要求而限制本厂输出功率是，能供给发电机的最大负荷 (4)按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展，特别注意发电机初期运行，当发电机电压母线负荷不大时能将发电机上的剩余容量送入系统。 （5）发电机电压母线与系统连接的变压器一般选用两台，对主要由发电机电压供电而系统电源仅作为备用的地方电厂，允许支装设一台主变压器作为发电厂与系统之间的联络。对小型发电厂，接在发电机电压母线上的主变压器宜设一台。对装有两台主变压器的发电厂，其变压器容量能承受百分之七十的电厂容量选择，即当其中一台主要变压器退出运行时，另一台主变压器仍能承受全部电厂的容量。2单元接线的变压器发电厂与变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：（1）按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有百分之十的裕度（2） 按汽轮发电机组的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷，但采用扩大单元接线时，应采用分裂绕组变压器，其容量应等于上述1和2算出的两台机组容量之和。3.连接两种升高电压母线的联络变压器 (l) 满足两种电压网络在各种不同隐匿性方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。 (2) 其容量一般不小于接在两种电压母线上的最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时也可以在线路检修或故障时，通过联络变器将其剩余容量送入另一侧系统。 (3)为了布置和皆因方便起见，联络变压器一般装设一台，最多不超过两台。 (4)连络变压器一般采用自耦变压器，在按上述原则选择容量时，要注意低压侧皆有大容量无功功率设备情况，必须全面考率有功功率和无功功率的交换，则限制自耦变压器容量的充分利用。二、变压器主变压器容量和台数的确定l .主变压器的确定(l)主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选则，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器应与城市规划相结合。（2） 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有着重要负荷的变电所，应当考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。（3） 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。2.主变压器台数的确定(1)对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器的可能性。(2)与系统连系较弱的中、小型电厂和低压侧电压为610kv的变电所或与系统联系只是备用性质时，可只装一台主变。(3)对于规划制装设两台变压器的变电所，应结合远景负荷的发展，研究其变压器基础是否需要按大于容量的要求设计，以便负荷发展时，有调换更大容量的变压器的可能性。三、变电所主变选择名称变压器容量主变型号变比负荷A33.14负荷C9.30负荷D27.91负荷E34.88负荷F17.45负荷G8.72负荷H26.16负荷I17.5负荷J24.44四、发电厂变压器的选择 电厂型号变比组别水电厂V1# Ynd112# Ynd113#Ynyn0d11火电厂U1#Ynd112#Ynd113#Ynd11水电厂W1# Ynd113.2 发电厂变电所主接线选择 电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种主接线形式，与电力系统发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，因此主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过经济技术比较，合理选择主接线方案。1、 电气主接线的设计原则 电气主接线设计的基本原则：以下达任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。 二、对变电所电气主接线设计的基本要求： (1)保证必要的供电可靠性和电能质量。断路器检修时，是否影响对系统的供电。断路器或母线故障以及母线检修时，要尽量减少停运的回路数及停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。尽量避免变电所全部停运的可能性。 (2)具有一定的灵活性和方便性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。调度时，应可以灵活地投入和切除发变压器和线路、调配负荷、满足系统在事故运行方式、检修运行方式，以及特殊运行方式下调度要求。检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备，全检查检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。 (3)经济上合理：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。投资省：主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器设备。占地面积小；主接线的设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。（4）具有发展和扩建的可能性。三、主接线的形式：（1） 采用单母线接线； 优点： a接线简单，操作方便，设备少： b经济性好，并且母线便于向两端延伸。 缺点： a可靠性差。母线或者母线隔离开关检修或者故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成全厂或者全站长期停电； b调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时有较大的短路电流。 (2)采用单母线分段接线： 优点：a用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两回路，有两个电源供电； b当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点：a分段多的时候使用的断路器数量增多，配电装置和运行复杂； b对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增大了出线数目，时整个母线系统可靠性受到限制； c当一段母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。 d当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。(3)桥型接线： 桥型接线具有接线简单清晰，设备少，造价低，易于发展称为单母线分段或双母线接线。为节省投资，在变电站建设初期，可先采用桥型接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线 (4)一个半断路器接线： 两个元件引线用三台断路器接两组母线组成一个半断路器接线，每一回路经一台断路器接至母线，而两回路间设一联络断路器，组成二分之三接线。 特点：具有较高的供电可靠性和运行灵活性，特别适宜220千伏以上的高压，大容量系统中，但使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资较大二次控制接线和继电保护都比较复杂。 (5)角形接线： 当母线闭合成环形并按回路数利用断路器分段，即构成角形接线。此种接线在开环和闭环两种运行状态时，所通过的电流差别很大，可能造成设备选择困难。此种接线多用于最终规模较明确的1 10千伏以上的配电装置中，且不超过六角形为宜。 (6)单元接线： 发电机与变压器直接连成一单元，组成发电机变压器组，称为单元接线。 (7)变压器母线组接线： 它混合了一个半断路器接线和变压器木先祖接线的特点。 此系统中，我们仅对负荷D负荷H两个枢纽变电站做电气主接线设计。根据以上原则和各种接线的使用范围及优缺点我们选两个枢纽变电站接线方式为双母线带旁母线3.3 发电厂、变电站主接线选择1、 水电厂V：每台机组对应一台变压器。为了提高供电可靠性，本电厂采取双母线接线2、火电厂U由于225MW的两台发电机做调相用，而50MW机组在丰水期和枯水期运行方式不同，潮流变化较大，同时电厂存在机压负荷。因此采用双母线接线，机压负荷接在50MW机压母线上。3.水电厂W：采用单元接线4、H变电所:采用双母线接线5、负荷D变电所：采用双母线接线 第四章 潮流计算4.1潮流计算基本概念 一、 潮流计算目的和内容 潮流计算是电力网络设计及运行中最基本的计算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到电网各个节点的电压，并求得网络的潮流及网络中各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。 因此，网络通过潮流计算可以分析该网络的电压水平高低，功率分布和电力损耗的合理性及经济性等，从而对该网的设计及运行做出评价。 二、计算的基本要求和分析要点 潮流计算随计算性质不同而有不同的要求，如长距离输电、区域性网络、城市配电网络等有不尽相同的要求，但仍有其共同的基本要求。首先是不同类型的网络在各种运行方式下，网络各节点的电压水平均应符合有关规定。其次如网络中各线路的潮流分布不应有线路过载等。 对潮流计算的分析主要根据计算目的而定，在电力系统运行方式中一般含高峰负荷和低谷负荷时运行方式，在具有水力发电厂的电力系统中根据水电厂水文特点又有丰水期、平水期、枯水期的运行方式，此外，也有需要研究事故运行方式和各种特殊运行方式。在潮流计算中首先应校验核心网络枢纽点的电压水平及网络各节点的电压是否满足要求，其次校验和各种电厂发电机的有功出力是否符合技术要求，另外根据计算的要求对各线路、变压器的潮流进行分析。4.2 线路元件参数的计算 一、 线路参数的计算： 对于110KV线路及以下线路可忽略电纳的影响，而在220KV线路则需考虑电纳的影响，因此在系统中水电厂w至负荷D和水电厂v至负荷H的线路需考虑充电功率，其余线路均可忽略。表4-1所选导线参数汇总表线路输送距离(Km)电压等级 （KV）导线型号水电厂V负荷J87110LGJ-700.450.343水电厂V负荷H87220LGJQ-3000.1080.401水电厂V负荷I88110LGJQ-3000.1080.401负荷H负荷I35110LGJ-700.450.343负荷H负荷F61110LGJQ-4000.080.391负荷F负荷G6110LGJ-700.450.343负荷F负荷E7110LGJ-2400.1320.357负荷E负荷D30110LGJ-1500.210.319负荷D水电厂W160220LGJQ-3000.1080.401负荷D负荷C40110LGJ-1850.170.365负荷D火电厂U53110LGJQ-3000.1080.401火电厂U负荷A60110LGJ-2400.1320.357负荷C火电厂U46110LGJ-1500.210.319备注LGJ-70和LGJ-150的参数取=1.0时的值LGJ-185和LGJ-240的参数取=2.5时的值LGJQ-300和LGJQ-400的参数取=5.5时的值4.3 变压器参数计算表4-2 所选变压器参数名称变压器容量主变型号变比负荷A33.14-40000/11025%/10.54220010.50.7负荷C9.30-10000/1025%/10.5147210.51.1负荷D27.91OSFPSL-120000/22025%/121/1173.25高中455高中9.350.35高低366高低33.1中低346中低21.6负荷E34.88-40000/11025%/10.54220010.50.7负荷F17.45-20000/11025%/10.52213510.50.8负荷G8.72-10000/11025%/10.5147210.51.1负荷H26.16OSFPSL-120000/22025%/10.573.25高中455高中9.350.35高低366高低33.1中低346中低21.6负荷I17.5-20000/11025%/10.52213510.50.8负荷J24.44-31500/11025%/10.531.0519010.50.7 表 4-3环网中几个变压器参数名称型号Rt（）Xt（）Qo（kvar）负荷A-40000/1101.51231.76280负荷C-10000/108.71231.76110负荷DOSFPSL-120000/220高0.9高42.05高4152中0.63中-4.33中4152低4.02低182.9低2076 4.4 潮流计算结果及无功分析根据计算：1、可知水电厂V发0.3865无功时，水电厂V网还缺无功j0.3057。无功补偿采取就地补偿的原则，水电厂v网补j0.41，火电厂u网由D打开。2、可知负荷D无功不够，由负荷E、F、G 无功推算，因此我们在负荷D补j0.6负荷A补j0.2619. 第二部分 设计计算书第一章 电力系统功率平衡的计算1.1 有功功率的平衡计算a丰水期P = = 0.8x (38+37+8+32+40+20+10+30+21+22) = 206.4(MW) 发电容量P=135+100=235(MW)由此可知：有功不平衡b枯水期发电容量p=50+30+20=100(MW)由此可知：有功不平衡1.2 无功功率平衡的计算将电网从负荷H处分开成为两个小电网进行计算：1 负荷A、B、C、D、E、F、G进行无功功率平衡计算： a.丰水期 OB为发电机的空载电势E当发电机作调相运行时和U重合，是无功最大火电厂U：将标幺值化为有名值：在无功功率平衡的基础上，还应有无功备用，备用容量一般为最大无功功率负荷的7%8%从计算结果可知，无功功率达不到平衡，不满足要求。无功功率缺额90.86（Mvar）b.枯水期水电厂W: 火电厂U: 枯水期火电厂二台25MW机组作调相运行与丰水期一样。=+=12.4+30.99+46.47=89.86=-=89.86-111