110KV电力网潮流及调压计算.docx

1、110KV电力网潮流及调压计算长 沙 学 院课程设计说明书题目110KV电力网潮流及调压计算系(部) 电信系 专业(班级) 电气工程及其自动化 姓名 学号 指导教师 饶瑜 起止日期 2013-12-82013-12-15 电力系统分析课程设计任务书饶瑜电力系统分析分析课程设计任务书系部：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化指导老师：*课程名称：110KV电力网潮流及调压计算设计主要内容及要求1.计算发电厂和变电站以及输电线路的等值参数2.计算网络的潮流分布和母线电压3.作出等值网络图，并标注网络的参数和最终潮流分布以及节点电压4.选择变压器的分接头5.计算系统的全年电能损耗以及输电效率设

2、计工作量1.准备原始数据，计算电路等值参数2.复习电力系统潮流计算和调压计算知识3.计算网络的潮流分布和节点电压4.选择变压器的分接头，确定调压方式进度安排第一天：课题介绍，收集相关材料，分析原始数据第二天：复习电力系统的潮流计算相关知识第三天：计算网络的潮流分布第四天：确定变电站和发电厂的调压方式第五天：编写设计说明书原始数据：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+j1.2MV

3、A (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LGJ150导线架设, Djj=5m 短路的原因、短路的类型、短路计算的目的电力系统

4、短路电流计算包括电力系统网络的参数计算和故障点短路电流计算电力系统不对称短路电流计算包括各序网络的制定和不对称短路的分析长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级设计题目110KV电力网潮流及调压计算指导教师饶瑜指导教师意见：评定成绩： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：评定成绩：答辩小组长签名：日期：教研室意见：最终评定等级：教研室主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 一、摘要及关键字摘要：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

5、行方式，制定检修计划，确定调整电压的措施。关键字： 潮流计算 等值参数 节点电压 电能损耗 恒调压 逆调压 分接头 等值网络图二、设计参数原始数据：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, I

6、o%=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LGJ150导线架设, Djj=5m 短路的原因、短路的类型、短路计算的目的电力系统短路电流计算包括电力系统网络的参数计算和故障点短路电流计算电力系统不对称短路电流计算包括各序网络的制定和不对称短路的分析三、设计任务及要求电力系统分析课程设计任务书饶瑜电力系统分析分析

7、课程设计任务书系部：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化指导老师：饶瑜课程名称：110KV电力网潮流及调压计算设计主要内容及要求6.计算发电厂和变电站以及输电线路的等值参数7.计算网络的潮流分布和母线电压8.作出等值网络图，并标注网络的参数和最终潮流分布以及节点电压9.选择变压器的分接头10.计算系统的全年电能损耗以及输电效率设计工作量5.准备原始数据，计算电路等值参数6.复习电力系统潮流计算和调压计算知识7.计算网络的潮流分布和节点电压8.选择变压器的分接头，确定调压方式进度安排第一天：课题介绍，收集相关材料，分析原始数据第二天：复习电力系统的潮流计算相关知识第三天：计算网络的潮流分布

8、第四天：确定变电站和发电厂的调压方式第五天：编写设计说明书四、设计及参数计算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。= =(31.5/150)/km=0.21 (/km) r = = 6.9 (mm) X。= 0.1445Lg + 0.0157=0.1445 Lg+ 0.0157 = 0.429 (/km) G。=0 B。=10-6=10-6 =2.6510-6 (S/km)LAa=70km LBa=50km LAB=120km LBb=60kmZ1=14.7+j30.03 Y1= j1.85510-4 SZ2=10.5+j21.45 Y2= j1.325

9、10-4 SZ3=25.2+j51.48 Y3= j3.18 10-4 SZ4=12.6+j25.74 Y4= j1.59 10-4 S（2）变压器的等值参数RT=Pd Ve2/ 1000Se2 XT= Vd% Ve2/100 SeGT=Po /1000Ve2BT= Io% Se/100 Ve2B1 RT=2.95 XT=48.8 GT=5.8710-6S BT=5810-6SB2 RT=7.15 XT=84.7 GT=4.1310-6S BT=43.410-6SB3 B4 RT=2.44 XT=40.3 GT=7.110-6S BT=91.110-6S2. 计算网络的初步潮流分布. 网络等值

10、电路图（1）最大运行方式时SLDa=(40+j30)MVASLDB=（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=22.5j16.875 MVASLDc=(12+j7) MVA变压器的绕阻损耗计算公式： ST =(P2LDQ2 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 MVASO1=0.086+j0.851 MVAB2变压器损耗： ST2 =0.114+j1.351 MVASO2 =0.05+

11、j0.525 MVA B3B4变压器损耗： ST3 =ST4=0.504+j8.326 MVASO3=SO4=0.086+j1.103 MVA线路段一端的充电功率计算公式：QBBi*V2n/ 2Aa线路一端的充电功率：QB11.122 MVA Ba线路一端的充电功率：QB20.802 MVAAB线路一端的充电功率：QB31.924 MVABb线路一端的充电功率：QB40.962 MVA运算负荷：Sa= SLDa +2(ST3+SO3)+ jQB1+ jQB2=41.18+j46.934 MVASb= SLDb+ (ST2+SO2)+ jQB4 =12.164+j7.914 MVABb线路损耗：

12、S L4(P2SbQ2Sb) (R 4+ jX 4)/ V2n0.219+j0.448 MVASB=Sb+SL4+SLDB+ST1+SO1+ jQB2+ jQB3+ jQB4=9.838j8.16 MVA计算网络功率分布：S1= Sa(Z*2+Z*3)+ SBZ*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=24.250+j29.166 MVAS2= SaZ*1+ SB(Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=7.092+j9.610 MVAS12= S2SB =16.93+j17.77 MVA（2）最小运行方式时SLDb=(30+j20)MVASLDB=（15+j11.25） (1.8+j1.2)

13、=13.2+j10.05 MVA由于是供电端，便于下面计算把SLDB=13.2+j10.05 MVASLDc=(7+j5) MVA 变压器的绕阻损耗计算公式： ST =(P2LDQ2 LD) (R T + jX T )/ 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=0.067+j1.110 MVASO1=0.086+j0.851 MVA B2变压器损耗： ST2 =0.044+j0.516 MVASO2 =0.05+j0.525 MVA B3B4变压器损耗： ST3 =ST4=0.262+j4.330 MVASO3=SO4=

14、0.086+j1.103 MVA线路段一端的充电功率计算公式：QBBi*V2n/ 2Aa 线路一端的充电功率：QB11.122 MVA Ba 线路一端的充电功率：QB20.802 MVAAB线路一端的充电功率：QB31.924 MVABb线路一端的充电功率：QB40.962 MVA运算负荷：Sa= SLDa +2(ST3+SO3)+ jQB1+ jQB2=30.696+j28.942 MVASb= SLDb+ (ST2+SO2)+ jQB4 =7.094+j5.079 MVABb线路损耗：S L4(P2SbQ2Sb) (R 4+jX 4)/ V2n0.079+j0.162 MVASB=Sb+S

15、L4+SLDB+ST1+SO1+ jQB2+ jQB3+ jQB4=5.774j6.986 MVA计算网络功率分布：S1= Sa(Z*2+Z*3)+ SBZ*3/(Z*1+Z*2+Z*3)=18.856+j17.008 MVAS2= SaZ*1+ SB(Z*1+Z*2)/ (Z*1+Z*2+Z*3)=6.066+j4.948 MVAS12= S1SB =11.84+j11.934 MVA3. 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：（1）最大运行方式时Sb= S

16、b=12.164+j7.914 MVASb= Sb+S L4=12.383+j8.362 MVAS1 =S1 =24.250+j29.166 MVAS12=S12=16.93+j17.77 MVAAa线路段的功率损耗：S L1(P2S1Q2S1)(R1+jX 1)/ V2n1.748+j3.571 MVA S1= S1+S L125.998+j32.737 MVABa线路段的功率损耗：S L2(P2S12Q2S12)(R2+jX 2)/ V2n0.524+j1.070 MVAS12= S12+S L217.454+j18.840MVAS2= S12+SB7.616+j10.68 MVA AB线

17、路段的功率损耗：S L3(P2S2Q2S2)(R3+jX3)/ V2n0.358+j0.732 MVAS2= S2+S L37.974+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 MVASb= Sb+S L4=7.173+5.241 MVAS1 =S1 =18.856+j17.008 MVAS12=S12=11.84+j11.934 MVAAa线路段的功率损耗：S L1(P2S1Q2S1)(R1+jX 1)/ V2n0.786+j1.606 MVA S1= S1+S L119.6

18、42+j18.614 MVABa线路段的功率损耗：S L2(P2S12Q2S12)(R2+jX 2)/ V2n0.245+j0.501 MVAS12= S12+S L212.085+j12.435MVAS2= S12+SB6.311+j5.449 MVA AB线路段的功率损耗：S L3(P2S2Q2S2)(R3+jX3)/ V2n0.145+j0.296MVAS2= S2+S L36.456+j5.745MVA变电所a流出的功率：SA= S1+ S2=26.098+j24.359 MVA4. 计算发电厂B的高压母线电压.（1）最大运行方式时 VA=115KVV=(PS2R3+Q S2X3)/

19、VA = 6.856 KV V=(PS2X3Q S2 R3)/ VA = 3.470 KVVBmin=108.200 KV（2）最小运行方式时VA=118KVV=(PS2R3+Q S2X3)/ VA = 3.885 KV V=(PS2X3Q S2R3)/ VA = 1.590 KVVBmax=114.126 KV5. 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=115KVV=(PS1R1 + Q S1X1)/ VA =11.872 KV 25.998+j32.737V=(P S1X1Q S1 R1)/ VA =2.604 KVVa min= 103.16

20、1 KV（2）最小运行方式时VA=118KVV=(P S1R1 + Q S1X1)/ VA =7.184 KV 19.642+j18.614V=(P S1 X1Q S1R1)/ VA =2.680 KVV a max=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 KVV=(PSbR4 + Q SbX4)/ VB =3.431 KV 12.383+j8.362V=(P SbX4Q Sb R4)/ VB =1.972 KVVb min=104.788 KV（2）最小运行方式时VB=114.126 KVV=(P SbR4+ Q SbX4)/ VB =1.9

21、74 KV 7.173+5.241V=(P Sb X4Q SbR4)/ VB =1.041 KVV b max=112.157 KV6. 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:最大负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：a2 max= Va min(P LDa maxR1+ Q LDa maxX1)/ Va min =90.495 kv103.161 最小负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：a2 min= Va max(P LDa minR1+ Q LDa minX1)/ Va max =102.895

22、kv110.828最大负荷时二次侧母线电压应保持1.03N，则分接头电压为：Vtamax=a2 max V Ta2N/Vmax=87.859 kv最小负荷时二次侧母线电压应保持1.03N，则分接头电压为：Vtamin=a2 min V Ta2N/Vmin=99.898 kv取平均值Vta=（Vtamax + Vtamin）/2=93.879kv(2) 变电所b要求逆调压; 最大负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：b2 max= Vb min(P LDb maxR2+ Q LDb maxX2)/ Vb min =100.709 kv104.788 最小负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压

23、为：a2 min= Vb max(P LDb minR2+ Q LDb minX2)/ Vb max =107.934 kv112.157最大负荷时二次侧母线电压应为1.05N，则分接头电压为：Vtbmax=b2 max V Tb2N/Vmax=95.913 kv最小负荷时二次侧母线电压应为N，则分接头电压为：Vtbmin=b2 min V Tb2N/Vmin=107.934 kv取平均值Vtb=（Vtbmax + Vtbmin）/2=101.924 kv3) 发电厂B的发电机电压保持在66.5KV内.Umax=66.5KVVtBmax=(UBmaxVBmax)UT2n/Umax=(111.3

24、8.09)6.3/（66.5）=（117.5117.4)KVVtBmin=(UBminVBmin)UT2n/Umin=(116.34.8)6.3/（66.5）=（121.1115.3)KVb: V1t.av=（117.4+127.5）/2=122.4kv8. 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, =4900hAa线路：有功功率损耗P L1P S1PS11.748 MVA输电效率%= PS1/ P S1100%

25、=93.3%Ba线路：有功功率损耗P L2P S12PS120.524 MVA输电效率%= PS12/ P S12100%=97.0%AB线路：有功功率损耗P L3P S2PS20.358 MVA输电效率%= PS2/ P S2100%=95.3%Bb线路：有功功率损耗P L4P SbP Sb0.219 MVA输电效率%= P Sb/ P Sb100%=98.2%线路全年损耗WL=(PL1+PL 2+PL 3+PL 4) =(1.7480.5240.3580.219)4900=13960.1 MVAh变压器的有功损耗WT=PotPdSjs/Se变压器B1: WT1=1630.7 MVAh变压器

26、B2: WT2=1071.9 MVAh变压器B3 B4: WT34=1531.1 MVAh变压器总的全年损耗：WT=WT1+WT2+WT34=4233.7 MVAh 系统的全年电能损耗W=WL+WT=18193.8 MVAh五、心得体会本次课程设计是我到目前为指收获最大的一次实习。我是将来偏向电气专业电力系统方向的学生，设计是我们将来必需的技能，这次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会。 首先，要感谢饶瑜老师，我能顺利的完成这次课程设计，是离不开高老师的关心与指导。电气设计是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，尤其对电力方向来说，设计电力线路关系国计民生更不能急躁，要求我们

27、细心计算参数不得有丝毫马虎，要熟练地掌握课本上的知识，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个设计过程中，在老师的耐心指导下，我细心查找资料，实习过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间计算出来的数据还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。 总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了设计的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。六、参考文献1陈跃 电气工程专业毕业设计指南（中国水利水电出版） 2何仰赞 温增银 电力系统分析（华中科技大学出版）（第三版） 3 陈珩 电力系统稳态分析（东南大学）（第二版）4 李光琦 电力系统暂态分析（西安交通大学）（第二版）