1、摘 要电力工业是国家的基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位。电能是一种无形的，不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持有功功率和无功率的平衡。电力工业发展的经验告诉我们，电力系统愈大，调度运行就愈合理，经济效益愈好，应变事故的能力就俞强，这也是我国电力工业必然的发展趋势。然而联合电网也是由地方电力网相互联接而成的。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，因此，做好电力规划，加强电网的建设十分重要。电力规划是根据社会经济发展的需求，能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局。确立电压等级，输电方式和合理的网架结构等，
2、电力规划合理与否，事关国民经济的发展，直接影响电力系统今后的运行的稳定性，经济性，电能质量的好坏和未来的发展。关键词:地区力电网 规划设计 技术比较 调压计算 分接头引 言根据电能生产、输送、消费的连续性，瞬时性，重要性的特点，对电力系统的运行也必须保证对第一类负荷的不间断供电，对第二类负荷的供电可靠性，同时，保证良好的电能质量，除此之外降低变换、输送、分配时的损耗，保证系统虑供电的可靠性、灵活性和经济性的基础上，使方案达到最合理化。保证良好的电能质量和较好的经济效益运行的经济性也极为重要。于是在规划电力网时应该根据各个负荷点对电能要求的不同和保证运行的灵活和操作时的安全来选择合适的接线方式和
3、合理的电压等级。在选择电网设计方案时，首先考虑系统对负荷供电的可靠性，在保证供电可靠性的基础上，对供电的灵活性和经济性进行设计和规划。为保证供电的可靠性，对有一类负荷的负荷点采用双回或环网供电。对于灵活性，系统主要通过变电所的接线来实现。在本电网设计中，电压中枢点是变电所，故通过调节变电所的电压来实现电压调整。总之：进行电网规划设计时，要根据当地地理条件，合理选泽方案，综合考虑。目 录1. 设计任务和原始资料 11.1 设计任务 .11.2 原始资料 .12. 电网初步方案的拟定与比较 32.1 电力电量平衡计算 .32.2. 供电电压等级的确定 32.3. 初步接线方案及其拟定依据 42.3
4、.1方案初选： 52.3.2备选方案参数一览表: .62.4. 初步潮流计算结果 72.5. 优选方案经济比较 92.6. 二导线截面积的校验 .142.7. 较优方案一，二的经济比较 .143. 变压器的选取及电网的接线图 .163.1. 变压器的选取和校验 .163.1.1变压器容量的确定 .163.1.2变压器型号的选择 .163.2. 变压器参数的计算 .183.3. 发电厂接线 .224. 电压调整与精确潮流计算 .234.1. 精确潮流计算 .234.1.1精确潮流计算 .234.1.2潮流分布计算结果 .254.2. 电压调整计算 .264.2.1计算各线段的电压降落 .264.
5、3. 变压器变比接头选择及校验 .27附录一 31附录二 34致谢 35参考文献 3601. 设计任务和原始资料1.1 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。1.2 原始资料（1）发电厂、变电所相对地理位置及距离（2 ）发电厂技术参数表 1-1发电厂 A装机台数、容量（MW） 475额定电压（kV） 10.5额定功率因数 ecos 0.8（3） 发电厂与负荷数据及有关
6、要求1表 1-2发电厂 变电所 厂 站项 目 A 1 2 3最大负荷（MW ） 20 80 60 70最小负荷（MW ） 10 40 30 35功率因数 cos0.85 0.85 0.9 0.85(h)maxT5000 6000 5500 5000低压母线电压(kV) 10 10 10 10最大负荷(%) 25 5 2.5 2.5调压要求最小负荷(%) 25 0 7.5 7.5I 类 30 0 35 30各类负荷(%)II 类 25 50 30 302. 电网初步方案的拟定与比较2.1 电力电量平衡计算电力平衡：21 最大负荷时发电厂最大负荷功率： MWPAL20max电源最大出力： G83变
7、电所最大负荷功率： L21076max从电网 S 吸收的功率： PPGLSmaxax2 最小负荷时发电厂最小负荷功率： MWAL10min电源最小出力： PG293i变电所最小负荷功率： L1054min从电网 S 吸收的功率： PGLS 8minini 电量平衡：系统发电量： 140MW528maxTPG系统用电量： MWL 1605760往电网输送电量： TPLGS 24maxmaxax（注：本次设计中对于无功功率一律采取电容器“就地补偿” ）2.2. 供电电压等级的确定根据图 1 中的变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离，由有关资料确定电压等级，采用架空线时与各额定电压等级相适应的输送功
8、率和输送距离。发电厂 A 最大功率 300MW, 1 变电站最大负荷为 80MW, 2 变电站最大负荷为60MW, 3 变电站最大负荷为 70MW。结合设计的地理分布,最长输电线路 70km，最短输电线路 30km，选择 110KV 的输电等级。依据如下表所示：表 2-1额定电压（KV ） 输送功率（KW） 输送距离（KM）3 1001000 1336 1001200 41510 2002000 62035 200010000 205060 350030000 30100110 1000050000 50150220 100000500000 1003002.3. 初步接线方案及其拟定依据（1
9、）根据任务书上的发电厂和变电所的相对地理位置，作出大致的 5 个供电可靠性高，节省线长的地理接线图方案。（2）假设全网的输电线路都是一个型号的电力线路，将整个电网均一化，利用均一网的潮流分布计算公式，确定整个线路上的初步潮流分布。（3）通过负荷矩（即输电线路的电能指标）和线长（即输电线路的一次投资量指标）进行筛选，选出两个备选方案进行精确潮流计算。（4）为了便于选择和计算，设计地理接线图时统一采用 110KV 电压等级，LGJ-240 型号导线进行初步潮流计算，以有功功率损耗及电压偏移为参考指标，选出两个方案进行精确潮流计算，重新计算导线截面积及阻抗标幺值，带入程序计算。均一网初步功率分布的计
10、算公式如下：即：niiniiiZSS1*1* niiniiLSS1142.3.1方案初选：方案一 方案二方案三 方案四方案五 方案六2.3.2备选方案参数一览表:表 2-25备选方案 线路长度（KM）线路损耗（MW 2mPlKM）技术比较方案一370 471250线路较短，A 的功率直接供给负荷，功率损耗最少，比较经济，且电压质量好，维修方便。方案二390 659250线路长度较长，损耗较小，电能质量好，供电可靠，维修方便， 但是 1-2线路的负荷过重方案三305 1141878线路最短，但损耗最大，不宜采用方案四370 670750供电可靠性比较好，线路较长，功耗较小，电能质量好，维修方便。
11、方案五420 973500供电可靠，电能质量好，但线路最长，传输中功耗比较大，也不宜采用。6方案六350 654689线路较短，电能质量好，供电可靠，维修方便。2.4. 初步潮流计算结果初步方案的潮流计算初步方案并未确定导线截面积，因此先按均一网对其进行初步功率分布的计算。均一网初步功率分布的计算公式如下：即： niiniiZS1*1*niiniiLS112.4.1 各节点编号及性质表 2-3名称 编号 节点性质发电厂 A 1 PV 节点变电所 1 2 PQ 节点变电所 2 3 PQ 节点变电所 3 4 PQ 节点无穷的系统 5 平衡节点7方案一： 12 1-3 1-4 1-5（MW2mPl2
12、KM）线路功率 MW80 60 70 70 471250方案二：12 2-3 1-4 1-5（MW 2KmPlM）线路功率MW140 60 7070659250方案三：1-2 1-3 1-4 3-5 4-5 （MW2KM2mPl）线路功率MW80 116.1 83.9 56.1 13.9 1141878方案四：12 1-3 1-4 3-5（MW 2KMmPl）线路功率MW80 130 70 70 670750方案五：12 1-3 1-4 4-5（MW 2KMmPl）线路功率MW80 60 140 70 973500方案六：1-2 1-3 1-4 1-5 3-2 （MW2KM2mPl）线路功率M
13、W64.28 75.71 70 70 17.71 654689通过对以上方案的经济性和技术性的比较，方案一和方案六投资、功率损耗8较其它的方案优，所以选择这两个方案作为初选方案。2.5. 优选方案经济比较我们初选方案一和六，重新标号一和二，如下:方案一：初步潮流计算得到各线路上的功率传输如下表所示：表 2-4线路 1-2 1-3 1-4 1-5传输功率 80 60 70 70tan/rct()osartn(/)33cosjNjNjQPISPSJUJJ截 面9UPI3架空输电线路导线经济电流密度 2/mA表 2-5年最大负荷利用小时数 Tmax3000 以下 30005000 5000 以上铝
14、1.65 1.15 0.90铜 3.00 22.5 1.75根据方案我们选取铝线，取经济电流密度为 0.90，通过以上公式我们得出各线路的截面积：表 2-6线路 1-2 1-3 1-4 1-5AI419.8 314.92 367.4 367.42mS466.54 349.91 408.23 408.23因为存在 S400，故应采用双回路接线。根据初步计算的截面积可选出架空线的型号：表 2-7线路 导线型号 电阻 感抗 允许载流量（A）1-2 LGJ-240*2 0.13125 0.407 6101-3 LGJ-185*2 0.163 0.402 5151-4 LGJ-240*2 0.13125
15、 0.407 6101-5 LGJ-240*2 0.13125 0.407 610线路总阻抗 Z 总=（r+jx）*LZ12=0.5(0.13125+j0.407)*50=3.281+j10.175Z13=0.5(0.163+j0.402)*30=2.445+j6.0310Z14=0.5*(0.13125+j0.407)*60=3.936+j12.21Z15=0.5(0.13125+j0.407)*45=2.953+j9.156重新计算电网的初步潮流分布，按非均一网计算：表 2-8S12 S13 S14 S1580 60 70 70MWRUSP735.128.*)10/8(*)/(1212 4
16、633 9.6.)/7()/(214214RSP153*0*55 线路年总损耗：表 2-9线路 cos max(MW)W(MW)1-2 0.85 4600 79811-3 0.9 3950 2871.651-4 0.85 3500 55791-5 0.85 3500 418620617.6根据附录线路的投资指标表格得出架空线路的总投资：Z=L12*24+L1-3*30+L1-4*45+L1-5*24=50*1.5*32+30*1.5*30+60*1.5*32+45*1.5*32=8790 万元万元72.15212ZWC式中：11年电 能 损 耗 年 计 ）， 即 按 经 济 使 用 年 限折
17、旧 率 （ 取 取检 修 维 护 费 率 元损 耗 电 能 的 电 价 /h. 25045.h./321KW方案二:初步潮流计算得到各线路上的功率传输如下表所示：表 2-10tan/rct()osartn(/)33cosjNjNjQPISPSJUJJ截 面 PI架空输电线路导线经济电流密度 2/mA年最大负荷利用小时数 Tmax线路 1-2 1-3 1-4 1-5 3-2传输功率 64.29 75.71 70 70 15.71123000 以下 30005000 5000 以上铝 1.65 1.15 0.90铜 3.00 22.5 1.75根据方案我们选取铝线，取经济电流密度为 0.90，通过
18、以上公式我们得出各线路的截面积：线路 1-2 1-3 1-4 1-5 3-2AI337.41 397.35 367.38 367.38 82.442mS374.9 441.5 408.2 408.4 91.6因为存在 S400，故应采用双回路接线。根据初步计算的截面积可选出架空线的型号：表 2-11线路 导线型号 电阻 感抗 允许载流量（A）1-2 LGJ-400 0.08 0.406 8001-3 LGJ-240*2 0.105 0.399 6101-4 LGJ-240*2 0.13125 0.407 6101-5 LGJ-240*2 0.13125 0.407 6103-2 LGJ-120
19、 0.63 0.452 700线路阻抗参数：Z12 Z13 Z32 Z14 Z154+j20.3 1.97+j6.105 37.8+j27.12 3.938+j12.21 2.953+j9.158重新计算电网的初步潮流分布，按非均一网计算：S12 S13 S32 S14 S1564.07+j9.255 75.93 15.93 70 7013功率损耗：P12(MW)P13(MW)P14(MW)P15(MW)P32(MW)1.37 0.93 1.59 1.2 0.77线路总损耗：表 2-12线路 cosmax(MW)W(MW)1-2 0.85 4600 63021-3 0.9 3950 3673.
20、51-4 0.85 3500 55651-5 0.85 3500 42003-2 0.9 3950 3045.522786根据附录线路的投资指标表格得出架空线路的总投资：Z=60*32*1.5+32*45*1.5+32*30*1.5+25*60+50*45=10230 万元万元21.78212ZWC式中 年电 能 损 耗 年 计 ）， 即 按 经 济 使 用 年 限折 旧 率 （ 取 取检 修 维 护 费 率 元损 耗 电 能 的 电 价 /h. 25045.h./321KW2.6. 二导线截面积的校验一. 按机械强度校验，对于跨运河，公路，通讯线路，居民区线路，导线界面记不得小于 ，应此所选
21、导线截面积满足机械强度的要求;235m二. 按电晕条件进行校验，对于 110KV 电压等级的线路大于 ,就不会250m产生电晕现象，我们选的导线截面都大于 ，满足电晕条件;250m三. 按发热条件进行校验，发热条件主要依据容许载流量进行判断与前面计算所得电流值进行比较满足发热条件。142.7. 较优方案一，二的经济比较比较两种方案:表 2-13ZC方案一 8790 万元 1512.72 万元方案二 10230 万元 1718.21 万元根据上表：抵偿年限法的计算公式如下： 12CZN按电力工业投资回收系数 0.1 考虑，当 N 小于 10 年时，采用投资大、年运行费用低的方案，否则应采用投资小
22、的方案。N=( Z1- Z2)/( - )40 满足条件NS变电站 2：类负荷：35% 60=21MW类负荷：30%60=18MW(63)21+18=39 满足条件NS变电站 3：类负荷：30% 70=21MW类负荷：30%70=21MW(75)21+21=42 满足条件NS3.2. 变压器参数的计算一最大负荷时，变压流损耗：发电厂 A： 87.5.08742ZS67.1208.10%322NZKZIISUQP6.105.6NOYIIP4.824 1.236.7.03)()(31 221 SQPYIZIYIZI变电站 1： 06.75.Z 1.375106.410%2.322NZKZIISUQ
23、P1872.016.10%57NOYIISQP 3.56.21.0)()(222 YIZIYIZI QP变电站 2： 3.9.061ZS 85.16310.510%7222NZKZIISUQP 46.28.135.02)()(2378.061.02 YIZIYIZINOYII QPSP变电站 3： 18.45.0721Z 37.25108.410%9.7.322NZKZIZZISUQP45.0716.0NOYIISP 65.82.165.02)()(22 YIZIYIZI QP19二最小负荷时，变压器损耗：发电厂 A： 81.95.08741ZS2.71098.10%422NZKZIISUQP
24、6.012*5.610NOYIISP 3.182.7346.0)()(42 YIZIYIZI QP变电站 1： 53.28.0ZS78.0513.210%.22NZKZIISUQP04.716.0NOYII 6.1825.01.2)()(22 YIZIYIZI QPS变电站 2： 67.19.03Z 065.3107.510%4.22NZKZIISUQP2090.43.085.2)()(2378.061.0%51 222 YIZIYIZINOYII QPSSQP变电站 3： 59.08.21Z 59.071.2501%3.322NZKZIISUQP45.0716.0NOYIISP 09.24.
25、1098.2)()(222 YIZIYIZI QP三变压器计算参数发电厂 A：SFP7-120000/110：5-T6T104.B72G.8X043R变电所 1：SFP7-75000/110： 5-T6T1037.4B2G.8XR21变电所 2：SFP7-50000/110： 5-T6T1039.2B7G.XR变电所 3：SFP7-63000/110： 5-T6T108.2B4G.X9R3.3. 发电厂接线发电厂接线图如下：图 3-1（注：本次设计发电厂采用双母线接线方式，如上图所示）224. 电压调整与精确潮流计算4.1. 精确潮流计算4.1.1精确潮流计算(1)最大负荷时按全网 110Kv
26、 计算功率损耗：线路阻抗（欧姆） 15.93.2260.4.7815312jzjZ变压器阻抗（两台变压器并联折算到高压侧） 96.1386.52479.0.431jzjTT每个变电所两台变压器中的损耗 925.67.0318.4. )*2/()*2/(2)(232 22jSj SQSPSQPSTT NzTNzTyTyT 线路末端输送功率 8.907325462.1.16.80154132 jSjSST线路损耗功率：23946.208.31.7.29.9.0817.5.2)(154132jSjSjXRUQPS线路首端输送功率： 476.1028.73356276178215413jSjS（2）最
27、小负荷时按全网 110Kv 计算功率损耗线路阻抗（欧姆） 156.93.220.4.175831512jZj变压器阻抗（两台变压器并联折算到高压侧） 96.1386.52479.0.431jzjTT每个变电所两台变压器中的损耗24406.19.75.2. )*2/()*2/()(321 22jSj SQSPSQPSTT NzTNzTyTy 线路末端输送功率 8.157096236.3.40817.15412 jSjSST线路损耗功率 74.3.18560.2.931)(4132jSjSjXRUQP线路首端输送功率 54.203.19875.6.032404132jSjS4.1.2潮流分布计算结果25图 4-14.2. 电压调整计算4.2.1计算各线段的电压降落最大负荷时电压降落纵分量（KV）： 41.9750.23151UQXPRN电压降落横分量： 081.354976.281413UQRPXN变电所高压侧电压：2663.18.72613)(32 2sTTNUU电压降落纵分量（KV） 19.2067385.15412UQXPRN电压降落横分量 148.09726.5154132UQRPXN变电所高压侧电压 32.1078.951)(32 22sTTNUU4.3. 变压器变比接头选择及校验变电所 1：
