110KV电力网潮流及调压计算.docx
《110KV电力网潮流及调压计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《110KV电力网潮流及调压计算.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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
2013-12-8——2013-12-15
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,COSΦ=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%,COSΦ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
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
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,COSΦ=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%,COSΦ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
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
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=0.1445Lg
+0.0157=0.429（
/km）
G。
=0
B。
=
×10-6=
×10-6
=2.65×10-6（S/km）
LAa=70kmLBa=50kmLAB=120kmLBb=60km
Z1=14.7+j30.03
Y1=j1.855×10-4S
Z2=10.5+j21.45
Y2=j1.325×10-4S
Z3=25.2+j51.48
Y3=j3.18×10-4S
Z4=12.6+j25.74
Y4=j1.59×10-4S
（2）变压器的等值参数
RT=⊿Pd×Ve2/1000Se2
XT=Vd%×Ve2/100Se
GT=⊿Po/1000Ve2
BT=Io%×Se/100Ve2
B1RT=2.95
XT=48.8
GT=5.87×10-6SBT=58×10-6S
B2RT=7.15
XT=84.7
GT=4.13×10-6SBT=43.4×10-6S
B3B4RT=2.44
XT=40.3
GT=7.1×10-6SBT=91.1×10-6S
2.计算网络的初步潮流分布.
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+j16.875MVA
由于是供电端，便于下面计算把SLDB=－22.5－j16.875MVA
SLDc=（12+j7）MVA
变压器的绕阻损耗计算公式：
ΔST=（P2LD＋Q2LD）（RT+jXT）/V2n
变压器的励磁损耗计算公式：
ΔSO=Po+j（Io%/100）Se
B1变压器损耗：
ΔST1=0.193+j3.19MVA
ΔSO1=0.086+j0.851MVA
B2变压器损耗：
ΔST2=0.114+j1.351MVA
ΔSO2=0.05+j0.525MVA
B3B4变压器损耗：
ΔST3=ΔST4=0.504+j8.326MVA
ΔSO3=ΔSO4=0.086+j1.103MVA
线路段一端的充电功率计算公式：
ΔQB＝－Bi*V2n/2
Aa线路一端的充电功率：
ΔQB1＝－1.122MVA
Ba线路一端的充电功率：
ΔQB2＝－0.802MVA
AB线路一端的充电功率：
ΔQB3＝－1.924MVA
Bb线路一端的充电功率：
ΔQB4＝－0.962MVA
运算负荷：
Sa=SLDa+2（ΔST3+ΔSO3）+jΔQB1+jΔQB2=41.18+j46.934MVA
Sb=SLDb+（ΔST2+ΔSO2）+jΔQB4=12.164+j7.914MVA
Bb线路损耗：
ΔSL4＝（P2Sb＋Q2Sb）（R4+jX4）/V2n＝0.219+j0.448MVA
SB=Sb+ΔSL4+SLDB+ΔST1+ΔSO1+jΔQB2+jΔQB3+jΔQB4
=－9.838－j8.16MVA
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+j29.166MVA
S2=[Sa×Z*1+SB×（Z*1+Z*2）]/（Z*1+Z*2+Z*3）=7.092+j9.610MVA
S12=S2－SB=16.93+j17.77MVA
（2）最小运行方式时
SLDb=（30+j20）MVA
SLDB=（15+j11.25）—（1.8+j1.2）=13.2+j10.05MVA
由于是供电端，便于下面计算把SLDB=－13.2+j10.05MVA
SLDc=（7+j5）MVA
变压器的绕阻损耗计算公式：
ΔST=（P2LD＋Q2LD）（RT+jXT）/V2n
变压器的励磁损耗计算公式：
ΔSO=Po+j（Io%/100）Se
B1变压器损耗：
ΔST1=0.067+j1.110MVA
ΔSO1=0.086+j0.851MVA
B2变压器损耗：
ΔST2=0.044+j0.516MVA
ΔSO2=0.05+j0.525MVA
B3B4变压器损耗：
ΔST3=ΔST4=0.262+j4.330MVA
ΔSO3=ΔSO4=0.086+j1.103MVA
线路段一端的充电功率计算公式：
ΔQB＝－Bi*V2n/2
Aa线路一端的充电功率：
ΔQB1＝－1.122MVA
Ba线路一端的充电功率：
ΔQB2＝－0.802MVA
AB线路一端的充电功率：
ΔQB3＝－1.924MVA
Bb线路一端的充电功率：
ΔQB4＝－0.962MVA
运算负荷：
Sa=SLDa+2（ΔST3+ΔSO3）+jΔQB1+jΔQB2=30.696+j28.942MVA
Sb=SLDb+（ΔST2+ΔSO2）+jΔQB4=7.094+j5.079MVA
Bb线路损耗：
ΔSL4＝（P2Sb＋Q2Sb）（R4+jX4）/V2n＝0.079+j0.162MVA
SB=Sb+ΔSL4+SLDB+ΔST1+ΔSO1+jΔQB2+jΔQB3+jΔQB4
=－5.774－j6.986MVA
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+j17.008MVA
S2=[Sa×Z*1+SB×（Z*1+Z*2）]/（Z*1+Z*2+Z*3）=6.066+j4.948MVA
S12=S1－SB=11.84+j11.934MVA
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：
（1）最大运行方式时
Sb′=Sb=12.164+j7.914MVA
Sb″=Sb′+ΔSL4=12.383+j8.362MVA
S1′=S1=24.250+j29.166MVA
S12′=S12=16.93+j17.77MVA
Aa线路段的功率损耗：
ΔSL1＝（P2S1′＋Q2S1′）（R1+jX1）/V2n＝1.748+j3.571MVA
S1″=S1′+ΔSL1＝25.998+j32.737MVA
Ba线路段的功率损耗：
ΔSL2＝（P2S12′＋Q2S12′）（R2+jX2）/V2n＝0.524+j1.070MVA
S12″=S12′+ΔSL2＝17.454+j18.840MVA
S2′=S12″+SB＝7.616+j10.68MVA
AB线路段的功率损耗：
ΔSL3＝（P2S2′＋Q2S2′）（R3+jX3）/V2n＝0.358+j0.732MVA
S2″=S2′+ΔSL3＝7.974+j11.412MVA
变电所a流出的功率：
SA=S1″+S2″=33.974+j44.149MVA
（2）最小运行方式时
Sb′=Sb=12.164+j7.914MVA
Sb″=Sb′+ΔSL4=7.173+5.241MVA
S1′=S1=18.856+j17.008MVA
S12′=S12=11.84+j11.934MVA
Aa线路段的功率损耗：
ΔSL1＝（P2S1′＋Q2S1′）（R1+jX1）/V2n＝0.786+j1.606MVA
S1″=S1′+ΔSL1＝19.642+j18.614MVA
Ba线路段的功率损耗：
ΔSL2＝（P2S12′＋Q2S12′）（R2+jX2）/V2n＝0.245+j0.501MVA
S12″=S12′+ΔSL2＝12.085+j12.435MVA
S2′=S12″+SB＝6.311+j5.449MVA
AB线路段的功率损耗：
ΔSL3＝（P2S2′＋Q2S2′）（R3+jX3）/V2n＝0.145+j0.296MVA
S2″=S2′+ΔSL3＝6.456+j5.745MVA
变电所a流出的功率：
SA=S1″+S2″=26.098+j24.359MVA
4.计算发电厂B的高压母线电压.
（1）最大运行方式时
VA=115KV
ΔV=（PS2″×R3+QS2″×X3 ）/VA=6.856KV
δV=（PS2″×X3－QS2″×R3）/VA=3.470KV
VBmin=
=108.200KV
（2）最小运行方式时
VA=118KV
ΔV=（PS2″×R3+QS2″×X3 ）/VA=3.885KV
δV=（PS2″×X3－QS2″×R3）/VA=1.590KV
VBmax=
=114.126KV
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
ΔV=（PS1″×R1+QS1″×X1 ）/VA=11.872KV25.998+j32.737
δV=（PS1″×X1－QS1″×R1）/VA=2.604KV
Vamin=
=103.161KV
（2）最小运行方式时
VA=118KV
ΔV=（PS1″×R1+QS1″×X1 ）/VA=7.184KV19.642+j18.614
δV=（PS1″×X1－QS1″×R1）/VA=2.680KV
Vamax=
=110.828KV
变电所b的高压母线电压:
（1）最大运行方式时
VB=108.200KV
ΔV=（PSb″×R4+QSb″×X4）/VB=3.431KV12.383+j8.362
δV=（PSb″×X4－QSb″×R4）/VB=1.972KV
Vbmin=
=104.788KV
（2）最小运行方式时
VB=114.126KV
ΔV=（PSb″×R4+QSb″×X4 ）/VB=1.974KV7.173+5.241
δV=（PSb″×X4－QSb″×R4）/VB=1.041KV
Vbmax=
=112.157KV
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:
最大负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：
Ｖ′a2max=Vamin－（PLDamax×RＴ1+QLDamax×XＴ1 ）/Vamin=90.495kv
103.161
最小负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：
Ｖ′a2min=Vamax－（PLDamin×RＴ1+QLDamin×XＴ1 ）/Vamax=102.895kv
110.828
最大负荷时二次侧母线电压应保持1.03ＶN，则分接头电压为：
Vtamax=Ｖ′a2max×VTa2N/Vmax=87.859kv
最小负荷时二次侧母线电压应保持1.03ＶN，则分接头电压为：
Vtamin=Ｖ′a2min×VTa2N/Vmin=99.898kv
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：
Ｖ′b2max=Vbmin－（PLDbmax×RＴ2+QLDbmax×XＴ2 ）/Vbmin=100.709kv
104.788
最小负荷时，归算到高压侧的变压器二次侧电压为：
Ｖ′a2min=Vbmax－（PLDbmin×RＴ2+QLDbmin×XＴ2 ）/Vbmax=107.934kv
112.157
最大负荷时二次侧母线电压应为1.05ＶN，则分接头电压为：
Vtbmax=Ｖ′b2max×VTb2N/Vmax=95.913kv
最小负荷时二次侧母线电压应为ＶN，则分接头电压为：
Vtbmin=Ｖ′b2min×VTb2N/Vmin=107.934kv
取平均值
Vtb=（Vtbmax+Vtbmin）/2=101.924kv
3）发电厂B的发电机电压保持在6—6.5KV内.
Umax=6—6.5KV
VtBmax=（UBmax－ΔVBmax）UT2n/Umax
=（111.3－8.09）6.3/（6～6.5）
=（117.5～117.4）KV
VtBmin=（UBmin－ΔVBmin）UT2n/Umin
=（116.3－4.8）6.3/（6～6.5）
=（121.1～115.3）KV
b:
V1t.av=（117.4+127.5）/2=122.4kv
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cosθ=0.6。
根据Tmax=6000h、cosθ=0.6由下图Tmax—τ关系图得,τ=4900h
Aa线路：
有功功率损耗ΔPL1＝PS1″－PS1′＝1.748MVA
输电效率%=PS1′/PS1″×100%=93.3%
Ba线路：
有功功率损耗ΔPL2＝PS12″－PS12′＝0.524MVA
输电效率%=PS12′/PS12″×100%=97.0%
AB线路：
有功功率损耗ΔPL3＝PS2″－PS2′＝0.358MVA
输电效率%=PS2′/PS2″×100%=95.3%
Bb线路：
有功功率损耗ΔPL4＝PSb″－PSb′＝0.219MVA
输电效率%=PSb′/PSb″×100%=98.2%
线路全年损耗ΔWL=（ΔPL1+ΔPL2+ΔPL3+ΔPL4）τ
=（1.748＋0.524＋0.358＋0.219）×4900
=13960.1MVA·h
变压器的有功损耗ΔWT=⊿Po×t＋⊿Pd×τ×Sjs/Se
变压器B1:
ΔWT1=1630.7MVA·h
变压器B2:
ΔWT2=1071.9MVA·h
变压器B3B4:
ΔWT34=1531.1MVA·h
变压器总的全年损耗：
ΔWT=ΔWT1+ΔWT2+ΔWT34=4233.7MVA·h
系统的全年电能损耗ΔW=ΔWL+ΔWT=18193.8MVA·h
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）
升级会员 