区域电网规划设计
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电气工程综合
课程设计报告
区域电网规划设计
Planning and design of regional power grid
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2013年12月13日
摘要
随着电力在国民经济发展中作用的日益突出，电网的建设与发展正扮演着越来越重要的角色。电网作为联系电能生产企业与用户的桥梁，对供电的可靠性与稳定性不言而喻，而电网的设计作为电网建设中的重要一环，必须给予高度的重视。
本文简明扼要地介绍了区域电网设计的过程与方法。区域电网的设计应根据用户负荷的相关资料，各变电站的地理位置和供电情况做出相应的功率平衡，确定各变电站变压器的主变容量与台数。根据已有的知识做出几种备选的方案，通过技术经济比较，主要从以下几个方面：(1) 按经济截面选择导线，按机械强度、载流量等情况校验导线，确定各段导线型号。(2) 对各种备选方案进行正常和故障情况下的电压和电能损耗的计算，本过程的计算主要采用手工算潮流电能的方法，得出各种正常及故障时的电压损耗情况，评定各种接线方案。(3) 从各种方案线路的损耗，线路投资，变电所的投资以及年运行费用等方面进行经济比较。
综合以上三个方面确定最佳的方案，即为本设计的选定方案。最后对最优方案进行潮流计算，根据其结果对最优方案评定调压要求，选定调压方案。
关键词：潮流计算；调压方案；电网接线方案
目录
摘要 (1)
1 设计题目和原始资料 (1)
1.1 概述 (1)
1.2 原始资料 (1)
2 负荷合理性校验，功率平衡校验及确定运行方式 (3)
2.1 负荷合理性校验 (3)
2.2 功率平衡校验 (3)
2.3 确定发电厂运行方式 (4)
3 确定网络结线方案和电压等级 (5)
3.1 网络电压等级的确定 (5)
3.2 网络结线方案初步比较 (5)
3.3 网络结线方案精确比较 (5)
4 确定发电厂、变电所的结线方式 (11)
4.1 选择发电厂主结线 (11)
4.3 确定变压器型号、台数及容量 (12)
5调压方式的选择和计算 (14)
5.1 系统参数计算 (14)
5.2 各点的计算负荷和功率损耗计算及结果 (15)
5.3 作出网络的功率分配图 (17)
5.4网络电压损耗计算和变压器抽头选择 (18)
5.5 调压计算结果分析 (22)
6 统计系统设计的主要指标 (23)
6.1 线损率的计算 (23)
6.2 全年平均输电效率 (23)
6.3 输电成本计算 (24)
6.4 小结 (24)
结论 (25)
参考文献 (26)
1 设计题目和原始资料
1.1 概述
一、设计题目：
区域电力网规划设计
二、设计主要内容：
1. 校验系统有功、无功平衡和各种运行方式；
2. 通过方案比较，确定系统接线方案；
3. 确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数；
4. 进行系统的潮流计算；
5. 进行系统的调压计算，选择变压器的分接头；
6. 统计系统设计的主要指标。
1.2 原始资料
注意：
(1)、发电厂的负荷包括发电厂的自用电在内；
(2)、建议采用的电力网额定电压为110kV。
2 负荷合理性校验，功率平衡校验及确定运行方式
2.1 负荷合理性校验
根据最大负荷利用小时数的定义，最大负荷运行Tmax 小时所消耗的电量等于全年实际耗电量，所以应大于全年以最小负荷运行所消耗的电量，即：
Pmax ·Tmax ＞Pmin ·8760 8760——全年小时数 1、发电厂负荷
（Pmax ·Tmax ＝80×5500＝440000）＞（Pmin ·8760＝45×8760＝394200） （MWh ）
2、变电所1 负荷
（Pmax ·Tmax ＝20×5500＝110000）＞（Pmin ·8760＝10×8760＝87600） （MWh ）
3、变电所2 负荷
（Pmax ·Tmax ＝30×5500＝165000）＞（Pmin ·8760＝15×8760＝131400） （MWh ）
4、变电所3 负荷
（Pmax ·Tmax ＝30×5500＝165000）＞（Pmin ·8760＝20×8760＝175200） （MWh ）
结论：所以负荷均满足合理性要求。
2.2 功率平衡校验
一、有功功率平衡校验（最大方式下）
系统最大有功综合负荷：∑⋅⋅⋅=n
n MAX XMAX P K K P 121
系统最小有功综合负荷：∑⋅⋅⋅=n n MIN XMIN P K K P 1
21
K 1 ——同时系数取1
K 2 ——厂用网损系数取1.15（其中网损7%，厂用8%） P Xmax =1×1.15×(20+30+30)=92 MW P XMIN =1×1.15×(10+15+30)=63.25 MW 发电厂装机容量：P Fmax =50×6=300MW
有功备用容量：P B= P Fmax- P Xmax=300-92=208MW
备用容量占系统最大有功综合负荷的百分比：69.3％＞10％
二、无功功率平衡校验（最大方式下）
系统最大综合无功负荷：Q Xmax=P Xmax.tan(cos-1Φ)
Q Xmax=92×tan（cos-10.85）=57 MVar
发电机能提供的无功功率：Q Fmax=P Fmax.tan(cos-1Φe)
Q Fmax＝（50×6）tan(cos-10.85)=185.9 MVar
无功备用容量：Q B=Q Fmax- Q Xmax=185.9-57=128.9 MVar
无功备用容量占系统最大综合无功功率的69.4％>10%
三、功率平衡校验结论
发电厂有功储备为 208MW，达到系统最大综合有功综合负荷的 69.3％，大于10％，基本满足系统有功平衡的要求。
发电厂无功储备有 128.9MVar，达到系统最大综合无功功率的 69.4％，已满足系统无功平衡要求的大于10%储备要求。
综上所述，该发电厂装机容量可以满足系统功率平衡的要求，而且不用无功补偿。
2.3 确定发电厂运行方式
系统以最大负荷方式运行时，系统最大有功综合负荷为 92MW，而发电厂最大出力为300MW，因备用容量不足一台发电机组的容量，所以所有机组都须带负荷运行。机组间负荷分配，可以按机组容量来分配。
当系统以最小负荷方式运行时，系统有功功率只有 63.25MW，此时发电厂以最大方式运行时。无论最大最小，都要2台50MW 机组投入运行，即两台50KW机组带负荷，而另四台50KW机组作备用，用作轮流检修和事故备用。
