长沙理工大学电网课程设计

《电网规划课程设计》指导书

长沙理工大学电气与信息工程学院

孙春顺

一:设计要求及原始材料

1 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： 1.1 确定供电电压等级；

1.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案； 1.3 发电厂、变电所主变压器选择； 1.4 电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5 输电线路导线截面选择； 1.6 调压计算。

2 原始资料

2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离

2.2 发电厂技术参数

装机台数、容量：4×75（MW） 额定电压（kV）：10.5KV 额定功率因数cos?e?0.8

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无穷大系统 S 52 65 A 55 40 4 55 55 40 1 45 35 3 70 2

2.3 负荷数据及有关要求

厂 项 站 A 目 最大负荷（MW） 最小负荷（MW） 功率因数cos? 25 15 0.85 5000 10 5 30 15 0.9 5000 10 2～5 50 30 0.9 5500 10 2～5 40 30 0.9 6000 10 2～5 80 50 0.9 6000 10 5 1 2 3 4 发电厂 变电所 Tmax(h) 低压母线电压(kV) 最大负荷(%) 最小负荷(%) 各类负荷(%) I类 II类 调压要求 0 30 30 2～5 30 30 2～5 35 30 2～5 35 30 0 40 30

3 课程设计任务说明及注意事项

3.1 确定电网供电电压等级

应考虑变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离。

3.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案

需考虑发电厂、变电所的相对地理位置、距离，变电所负荷的大小、对供电可靠性的要求。

3.3 选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式

应注意：

（1）发电厂主变压器至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑。

（2）发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线。

（3）选择发电厂主变压器容量时，应注意：发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电（没有经过主变压器），具体按如下方式考虑：

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① 若采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套；

② 若采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：扣除机端最小负荷、厂用电后，保证将全部剩余功率送入系统；

③ 若采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时，主变压器应能从系统倒送功率保证机端负荷的需要；

④ 若发电机端母线上接有多台主变压器，当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内保证输送全部剩余功率的70％以上。

（4）变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：

K?SPmax?1.6

3.4 电力网接线方案的技术性比较

内容包括：供电可靠性、电压质量、运行灵活性、电网将来发展的适应性等，此次课程设计只要求作定性分析。电力网接线方案的经济性比较内容包括：投资、运行维护费、电能损失费。经技术、经济比较后，从各待选方案中选出最佳方案作为推荐方案。

在进行电力网接线方案技术、经济比较时，需要进行初步潮流计算。由于此时输电线路导线截面尚未确定，因此，可首先按某一种导线截面计算线路电阻、电抗等参数，然后进行初步潮流计算。

3.5选择输电线路导线截面

根据初步潮流计算结果，按经济电流密度选择输电线路导线截面，按技术条件(如电晕、机械强度、发热条件等)进行校验。

3.6 调压计算

对于经过技术、经济性比较后得到的推荐方案，根据调压要求进行调压计算。调压计算方法是：通过选择合适的主变压器分接头，满足10KV调压要求。

若通过选择主变压器分接头不能满足调压要求，则应考虑采用有载调压变压器，或采用并联无功补偿装置调压（计算所需要的并联无功补偿容量）。

4 附录

4.1 架空输电线路导线经济电流密度

架空输电线路导线经济电流密度（A / mm2）

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年最大负荷利用小时数Tmax 3000以下 3000～5000 5000以上 铝 铜 1.65 3.00 1.15 2.25 0.90 1.75 4.2 规划方案的经济性比较方法

本次《电网规划课程设计》要求按年费用最小法进行规划方案的经济性比较，年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。规划方案年费用的计算范围包括：（1）输电线路的投资；（2）输电线路的年运行费用；（3）网络电能损失费。

4.2.1 规划方案的年费用计算方法

NF?Z其中：

i0(1?i0)n(1?i0)?1n?u

NF——规划方案的年费用

Z——折算至基准年（规划水平年）的总投资

n——电力工程经济使用年限（取25年） i0——电力工业投资回收系数（取 0.1）

u——基准年的年运行费用（取投资的5％） 4.2.2 输电线路的投资指标

110KV架空输电线路单位投资指标

类 别 LGJ－400 LGJ－300 LGJ－240 LGJ－185 LGJ－150 LGJ－120

单位造价指标 45万元／公里 40万元／公里 32万元／公里 30万元／公里 28万元／公里 25万元／公里 4.2.3 电能损失费计算方法

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（1）由潮流计算结果得出全网最大损耗功率?Pmax；

（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数Tmax、负荷功率因数cos?，根据下表查出年最大负荷损耗时间?max；

（3）计算整个电网全年电能损耗?W??Pmax?max（Kwh／年）； （4）按电力系统综合成本电价（取0.35元／Kwh）计算电能损失费。

最大负荷损耗小时?max与最大负荷利用小时Tmax(h)、功率因数cos?之间的关系 cos? Tmax(h) 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1500 1700 2000 2350 2750 3150 3600 4100 4650 5250 5950 6650 7400 1200 1500 1800 2150 2600 3000 3500 4000 4600 5200 5900 6600 1000 1250 1600 2000 2400 2900 3400 3950 4500 5100 5800 6550 7350 800 1100 1400 1800 2200 2700 3200 3750 4350 5000 5700 6500 700 950 1250 1600 2000 2500 3000 3600 4200 4850 5600 6400 7250 5 参考资料

（1）于永源 主编 电力系统分析 湖南师范大学出版社 1992年7月 （2）陈珩 编 电力系统稳态分析 水利电力出版社 1995年11月第二版 （3）陆敏政 主编 电力系统习题集 水利电力出版社 1990年

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设计类容

（一）：1.1 确定电网电压等级；

由该表可知，输电线路的传输功率在20~100MW，传输距离在30~50km之间

厂 项 站 A 目 最大负荷（MW） 最小负荷（MW） 25 15 30 15 50 30 40 30 80 50 1 2 3 4 发电厂 变电所 由表二架空线路的额定电压等级与其相应输送功率和输送距离，该电路的供电等级为110kv 表2 架空线路的额定电压等级与其相应输送功率和输送距离

额定电压（KV） 3 6 10 35 60 110 220 输送功率（KW） 100～1000 100～1200 200～2000 2000～10000 3500～30000 10000～50000 100000～500000 输送距离（KM） 1～3 4～15 6～20 20～50 30～100 50～150 100～300 （二）确定发电厂，变电所 主接线方式以及 主变容量

2.1：用于发电厂容量75MW，低压侧采用单元线接线方式，主变压器台数采用4台，高压侧采用双母线接线方式。

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110KV

每个变电所使用两台变压器，且每台变压器的容量为额定总容量的70%

10KV 10KV 10KV 10KV 由于变电所均在环网中，所以高压侧均采用桥型接线，低压侧采用双母线接线。

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10kv

2.2：发电厂变压器容量

PGN? A：?Sni?(?Szi=1cos?N=(min)/0.97525*4?)/0.9=384MVA 0.80.85 一台变压器容量为96MVA，根据计算结果 应选择型号为SFPL1－120000/110的变压器四台

2.3确定变电所变压器容量——按容量比选择

变电所主变压器容量按容载比等于1.8考虑，即：

K=

?Snii?1Smax=1.8

且，变电所主变压器一般按两台考虑,每台变压器的容量为额定总容量的70% 即 Sni= Sni*70%

变电所1：K=

?Snii?1Smax=1.8

?Sni?1.8*30/0.9=60MVA

i=1z Sni= Sni*70%=42MVA

根据计算选择两台型号为 SFPL-40000/110的 主变 变电所2： ?Sni?1.8*50=90MVA

i=1z Sni= Sni*70%=63MVA

根据计算选择两台型号为 SFPL-63000/110的 主变 变电所3： ?Sni?1.8*40=72MVA

i=1z 8 / 28

Sni= Sni*70%=50.4MVA

根据计算选择两台型号为 SFPL-63000/110的 主变 变电所4： ?Sni?1.8*80=144MVA

i=1z Sni= Sni*70%=100.8MVA

根据计算选择两台型号为 SFPL-120000/110的 主变变压器参数 P0 106.6 75 46 60 340 300 174 298 PK U% 10.5 10.5 10.5 10.5 I% 0.5 0.6 0.8 0.8 SFPL1－120000/110 SFPL1－75000/110 SFPL1－40000/110 SFPL1－63000/110 由

PKU2N

RT=

1000????

2 XT=

U%U2N100????

GT=

P0

1000????

2 BT=

2100????

I%SN

由计算得各变压器参数结果如下 各变压器参数 变压器容量 120MVA 75MVA 63MVA 40MVA 9 / 28

RT 0.286 0.645 0.91 1.32 XT 10.58 16.94 20.17 31.76 GT 8.81*10?6 6.2*10?6 4.96*10?6 3.8*10?6 BT 4.96*10?5 3.72*10?5 4.17*10?5 2.64*10?5

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