1、 1 任务书电力系统分析课程设计一、 设计要求：1、绘制原始网络接线图2、变压器，线路选型3、查阅工程手册，得到设备参数4、标幺值参数计算（S B=1000MVA，U B=UAV）5、等值网络6、潮流结果图（各节点电压、各条支路的始端和末端功率）7、设计总结二、 计算要求：1、每个节点的电压必须在额定电压值的5%范围。2、发电机的输出功率必须在 60%以上。三、 上机说明：（一） 安装：在 Windows 下安装。软盘中的 setup 文件为安装文件，密码为 123456。 1 （二） 使用：1、在工具栏中用鼠标左键点击要画的元件的图标，即可在空白文档中画出接线图。画图中通过鼠标点击拖拉方向不
2、同，可以画出不同方向的元件。2、在画线路时，要注意点击鼠标的右键使线路结束，点击鼠标左键可以使线路方向改变。3、每个元件的参数在元件属性中填写。注意：PV 、PQ、 平衡节点的选择在每一条母线上的属性框中选择。发电机：其阻抗参数不需填写，只需要选择电压等级。如为PQ 节点，需填写有功功率和无功功率；如为 PV 节点，需要填写有功功率，无功功率填写 0；如为平衡节点，有功功率和无功功率都填写 0。变压器：需要填写各侧电压等级、变压器的变比、正序电阻、正序电抗。变比= 高压/低压的标幺比。线路：需要填写电压等级、正序电阻、正序电抗、1/2 对地电纳负荷：需要填写电压等级、有功功率、无功功率。4、结
3、果输出可以以文本形式，也可以直接标注在接线图中。1 当以文本形式输出时：在工具栏中的“结果输出”的下拉菜单中选择“网络参数”进行网络参数的输出，选择“潮流结果”进行计算结果的输出。注意在文件名中写清楚路径，以免找不到文件。如：c:my documentscljg.txt 当以图形文件输出时：需要在接线图上进行标注。如要标注变压器，先用鼠标点击要标注的变压器，在本元件为选中状态下，再用鼠标点击标注图标，然后再一次用鼠标点击本变压器元件，则出现对话框，其中标注信息用来标注你想要标注的任意中、英文信息，而关联变量用来标注本元件的有关计算结果。注意：变压器功率是以升压变为准，即降压变的功率与实际的功率
4、方向相反。 结果打印可采用全屏拷贝即“print screen”键，然后在画板中粘贴并剪切到 word 中打印。5、填写好参数后，在工具栏的“分析”菜单下先选择“自动连接” ，以确保接线图的每个节点正确连接。6、在工具栏的“分析”菜单下选择“潮流计算” ，进行计算。1 （三）注意事项：1、 如果计算结果为不正确的乱码，或明显的错误，则表示计算不收敛。2、 不收敛的原因有可能是没有选定节点类型。3、 画图时最好是一次画完，中间不要删除，否则会出现错误。4、 每次计算完后在进行第二次计算前，需要对 PV 节点有功功率进行重新填写。5、 如果出现异常，请保存结果，退出程序，重新启动程序。四、 十六节
5、点原始接线图：1 1 5、选型标准和参数计算：（一） 、选型1、变压器容量和台数 发电厂主变容量和台数的确定 变电所主变压器容量和台数的确定2、变压器电压调整方式的选择 不带负荷切换，称为无励磁调压，调整范围通常在5%。 带负载切换，称为有载调压，调整范围可达 20%-30%。选择有载调压方式的原则：（1）对于 220kV 及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大波动的情况下，采用有载调压方式，一般不应选用。（2）对于 110kV 及以下的变压器，设计时宜考虑至少有一级变压器采用有载调压方式。（3）发电厂的升压变压器，当发电机的运行出力昼夜变化大时，设计中应优先考虑选用有载调压方式。3、输电
6、线路选型表 1-2 中列出根据经验确定的、采用架空线路时与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离。1 架空输电线路导线截面积一般按经济电流密度来选择，并根据电晕、机械强度以及事故情况下的发热条件进行校验。必要时通过技术经济比较确定。但对于超高压线路，电晕往往成为选择导线截面积的决定因素。（二） 、参数计算（S B=1000MVA，U B=Uav）统一按照平均额定电压计算，近似计算。 223BBUZSYI1 发电机按照节点类型发电机可选为 PQ、PV 、平衡节点。分别给定不同的参量。如 PQ 节点：给点 P 和 Q，标幺值计算为*BPSQ1 2 变压器22* 21010KNBKBBNNPURS
7、PSZA22*%1010KNBKBNXSUSA变比： *k实 际 变 比平 均 额 定 电 压 之 比比如： * 20.5%/10.3实 际 变 比平 均 额 定 电 压 之 比 线路如：LGJ-2401610.3942.8rkmxsb60310.94284RkXmsB4 负荷计算功率标幺值。1 摘要本次课程设计，以一个比较简单的从发电输电到配电的220kV、110kV、35kV、10.5kV 等级组合的 16 节点网络为例，设计其中的导线和变压器部分。在设计中综合考虑了经济性、供电可靠性以及将来可能的电网扩容，书本中线路回路数、线路结线方式、分裂导线、变压器的有载调压和无励磁调压、变压器台数
8、、节点类型、无功补偿、负荷的最优分配等内容均在设计当中体现，有助于对知识的加深理解。限于设计时参考资料不全（大多为厂家保密数据） ，参数来源全部出自于 1998 年版的电力工程电气设备手册 ，书中设备参数距今可能已有二十多年，设备选择必然过旧甚至可能所选设备早已停产。以及个人能力问题，此设计必然存在不足地方，请提出指正。1 目录任务书摘要第 1 章 绘制原始网络结线图 1第 2 章 变压器、线路选型 2第 3 章 参数计算 3第 4 章 等值网络 4第 5 章 潮流结果 5第 6 章 设计总结 6参考文献 71 第一章：绘制原始网络接线图1 第二章：变压器、线路选型1、选定节点类型平衡节点：担
9、负调频任务的发电厂母线，一般一个系 统只选择一个平衡节点。由于【10】 、 【11】节点均具有两台 100MW 发电机组，发电效率低于【1】节点 200MW 机组，选择其中一个作为平衡节点，另外一个可选为 PV 节点负责调压或者干脆选作 PQ 节点。本次设计选择【10】节点作为平衡节点。PV 节点：有一定无功功率储备的发电厂母线和变电所母线可选作 PV 节点，系统中的 PV 节点一般不多。初次设计时可以先设较多的 PV 节点，随后根据计算数据改为 PQ 节点并填写有功、无功参数。【10】节点选作平衡节点后，留下的【11】节点选作 PV 节点。另外将连接变电所的【8】 、 【4】节点选作 PV
10、节点。PQ 节点：属于这类节点的有按给定的有功、无功功率发电的发电厂母线和没有其他电源的变电所母线。系统当中，除去 PV节点和平衡节点的其他节点均作为节点，占大多数。所以：平衡节点：【10】1 PV 节点： 【11】 【8】 【4】PQ 节点： 【1】 【2】 【3】 【5】 【6】 【7】 【9】 【10】【12】 【13】2、变压器选型：连接发电机的变压器按发电机的最大输出视在功率考虑 10%的裕量和 5%8%的厂用电后，粗略计算公式为 1.2 倍的发电机有功容量。连接负荷的变压器则按照所接总负荷视在功率 的 12 倍进行估算。变压器的台数：需要综合考虑容量大小、供电可靠性以及成本。T1
11、: 由于其只连接一台 200MW 发电机，可以在发电机 检修或其他原因停机期间同时检修，故障率较低，考虑到成本问题（两台变压器的价格要比一台二倍容量的变压器价格高出不少） ，选择一台240MVA 的变压器。因为连接发电机，调压方式选择无励磁调压。T2 ：2#、3#机负责调频，连接两台 100MW 的发电机，可能不同时发电，为提高利用率，选择两台 120MVA 的变压器，同时可以提高1 供电稳定性。因为连接发电机，调压方式选择无励磁调压。T3 ：接一台 100MW 的发电机，同 T1 一样，可以在发电机停机时检修，所以选用一台 120MVA 的变压器。因为连接发电机，调压方式选择无励磁调压。T4
12、 ：用于 220KV 网络，系统中低位较重，并且所接负荷较重，为保证供电可靠，选用两台变压器。再考虑负荷，确定使用两台90MVA 的（100/100/50）三绕组变压器。因为是 220kV 降压变，调压方式选择无励磁调压。T5 ：用于给 35kV 和 10kV 网络供电，负荷不大，没有特别说明存在一级负荷，出于成本考虑选用一台 63MVA 的（100/100/100）三绕组变压器，供电可靠性略低。因为是 110kV 降压变，必须至少有一级采用有载调压，调压方式选择有载调压。T6 ：与 T2 类似接两台 100MW 发电机，再结合负荷选用两台120MVA（100/50/100）的三绕组变压器。因
13、为节点【11】已经选为 PV 节点，电压恒定，调压方式选择无励磁调压。 综上所述，参考有关变压器资料，选型如下（参数仅列出此次设计中需要用到的）：1 T1 型号 容量(MVA) 高压（kV） 低压（kV）SFP7-240000/220 240 2422*2.5% 15.75调压方式 联结组别号 负载损耗（kW ） 阻抗电压 %无励磁调压 YN-d11 630 14T2(两台)型号 容量(MVA) 高压（kV） 低压（kV）SFP7-120000/220 120 2422*2.5% 10.5调压方式 联结组别号 负载损耗（kW ） 阻抗电压 %无励磁调压 YN-d11 385 13T3型号 容量
14、(MVA) 高压（kV） 低压（kV）SFP7-120000/110 120 121 10.5调压方式 联结组别号 负载损耗（kW） 阻抗电压 %无励磁调压 YN-d11 422 10.5T4(两台)电压（kV）型号 容量（MVA ）高 中 低OSFPS7-90000/220 90/90/45 (2202)*2.5% 121 38.5负载损耗（kW ）调压方式 空载损耗（kW） H-M H-L M-L无励磁调压 41 245 - -阻抗电压 %联结方式H-M H-L M-LYN/Y0/d11 8.2 31 211 T5电压（kV）型号 容量（MVA）高 中 低SFSZ7-63000/11006
15、3 (1108)*1.25% (38.52)*1.25%11负载损耗（ kW） 空载电流 % 空载损耗（kW ）H-M H-L M-L有载调压 84.7 - 300 -阻抗电压 %联结方式H-M H-L M-LYN/Y0/d11 17 10.5 6.5T6（两台）电压（kV）型号 容量（MVA ）高 中 低OSSPS7-120000/220 120/60/120 (2422)*2.5% 121 10.5负载损耗（kW）调压方式 空载损耗（kW ） H-M H-L M-L无励磁调压 62 - 370 -阻抗电压 %联结方式H-M H-L M-LYN/Y0/d11 12.6 11.6 17.43、
16、导线选型：本次设计无需考虑环境因素，所以导线选型无需特殊考虑线的抗拉力，主要从经济输送容量指标进行选择，另外 220kV 线路需1 要做电晕校验（本设计中线路型号在各电压等级的推荐型号中直接选择，不做校验） 。L1、L3、L4 构成环网，当其中一条线断线时，其余线路将承担全部功率输送任务，输送容量将可能达到 200MVA，再考虑到裕量，选择 LGJ-240*2 的二分裂导线。L2，110kV 线路，输送容量和电晕都不大，单根 LGJ-240 即可。还有一点，当电网扩容时，变电站扩容只需增加变压器台数即相关配套设备，比较便捷，而线路扩容需要重新架设很长的输电线路，工程量和投资都很大，所以线路裕量
17、根据日后负荷可能的增长选的大一点，便于日后扩容。具体线路参数如下表：R1 X1 B1 长期允许电流T=25oC T=40oC线路型号 /km/km1e-6/.km Im(A)LGJ-2402 0.066 0.312 3.60 1296 1050LGJ-240 0.130 0.388 648 525经济输送容量持续极限输送容量导线截面 分裂数单根 Im1 J=0.9 J=1.1 T=25oC T=40oC S T=25P(MVA) Wm(MVA) (A)165 210 494 400 480 2 64841 53 123 100 240 1 648注:环境温度为 25、导线温度 70(无日照)时
18、，P=1.732UhJS，Wm=1.732UhI m。其中：S 导线截面 (mm2)P 经济输送容量 (MVA)第三章 参数计算本次计算全部采用标幺值计算，便于判断母线电压是否满足任务1 要求，电力系统的计算机算法也普遍采用标幺值计算。基准值：（SB=1000MVA，UB=Uav）统一按照平均额定电压计算，近似计算。 223BBUZSYI1、导线：L1： 有名值：6.10.R23X4621 1085B基准值：9.210/32BZSY89.52标幺值：095.18./0.1*95234./6.2 BXRL2： 有名值：1 不 考 虑BXR04.318.0基准值：25.130/52BZ标幺值：34
19、71.25.1/04.3*86XRL3: 根据 L1 直接计算标幺值：057.16095.*2139.8.074.1624.0*BXRL4: 根据 L1 直接计算标幺值：013.4095.*218271.042.0*BXR2、变压器阻抗参数：双绕组：1 210*NBKSPRNBKSUX0%*T1： 标幺值：583.0241*19.632XRT2： 标幺值：083.123*67.4852XRT3： 标幺值：8750.1205.*93.42XR三绕组：2max0%)1(NKSUPR)(52max2max020)*1( NBKBNKSPUS%)(5R1 %)%(2132()13() KKKK UU)
20、1()2()21()2()13()3(3 KKKKNBSUX10*BK%22NBSUX10*33表中参数变压器阻抗电压%均已折算到 100%容量T4： 标幺值： 1.9)23.8(21KHU0M.).1(%KL 01.90*NBHSUX.1.BKM43.290.210%*NBLSUX15.452HR1 015.*HMR322LT5： 5.10).675.10(2%KHUM.).(KL 67.13051*NBHSX1%BKMU0317.65.0*NBLSX8.3212HR7.*M0HLT6: 4.3)176.2(1%KMU29.8)4.1(2KL1 283.014.310%*NBKHSUX769
21、BM83.012.810*NBKLSUX.37LHR0568.*2M3、变压器变比：初次计算时先不考虑分接头，随后根据各母线电压情况修改分接头变比标幺值： *k实 际 变 比平 均 额 定 电 压 之 比T1: 052.1/234KT2： ./*T3： 052.1/2KT4：913.07/238*H1 012.37/1582*MKT5：9.0/H325.1378*MKT6：0./24H521.*MK4、负荷：计算功率标幺值：F1: 06.1061*jjFF2: 212jjF3: 0.3.03*jjFF4: 6.161jjF5: .08.108*jjF1 F6: 04.8.1048*jjFF7:
22、 15.2.52jj5、发电机输出功率标幺值：只算 PQ 节点的有功、无功功率和 PV 节点的有功功率，其余由计算给出。1# ：PQ 节点，由于是系统当中效率最高的机组，令其满负荷发电2.01*P1238.0)5.tan(cos1Q2#、3#：作为平衡节点，都不计算。4# ：PV 节点，根据总的发出功率和负荷，大概给出 0.13 的有功功率，满足 60%以上的发电机出力要求。P*=0.135# ：PQ 节点，给出 0.7 的有功功率，满足 60%以上的发电机出力要求，无功有 0.85 的功率因数求得。P*=0.07 043.10)85.tan(cos7*Q1 第四章 等值网络1 第五章 潮流结
23、果图1 说明：为便于阅读，图中仅标出了各母线电压和各线路的始末端功率。总结：1、各母线电压不超过 5%波动范围，满足要求；2、各发电机出力达到了 60%以上，满足要求；3、PV 节点有三个，较多，过多的无功补偿会使电网的谐波加重，也不经济，可考虑将【8】 【11】节点设为 PQ 节点。 【4】节点因为 L2 的无功损耗较大，必须增加无功补偿，所以维持 PV 节点不变。改进：1、调节电压偏离较大节点所连接的变压器变比，已进一步改善电压；2、将【8】 【11】节点改为 PQ 节点，所引起的超出范围的变化由调节变压器变比以及系统联络功率改善；3、将平衡节点由【10】改为【11】 ， 【10】改为 PQ，效果较之前较好；4、增加各发电机的输出，多余功率由系统联络功率吸收。改进后结果如下图：1
