1、西南科技大学本科毕业论文（设计）西南科技大学（本科）毕业论文题目区域电力网规划设计完成人专业电力系统及其自动化完成时间2014年3月17日西南科技大学教务处制西南科技大学本科毕业论文（设计）1区域电力网规划设计西南科技大学电力系统及其自动化专业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。而电力系统规划在电网的建设与发展中占据极其重要的地位。电力系统规划主要由电力负荷预测、电源规划和电网规划构成。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
2、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ABSTRACTALONGWITHDEVE
3、LOPMENTOFNATIONALECONOMY,THECONSTRUCTIONOFELECTRICALNETWORKISACTINGMOREANDMOREIMPORTANTROLETHEPOWERSYSTEMPLANHASVERYIMPORTANTPOSITIONSINTHECONSTRUCTIONOFPOWERINDUSTRY,WHICHISFORMEDMAINLYBYPOWERLOADPREDICTION,POWERPLANANDELECTRICWIRENETTINGPLANTHISPAPERCONCISELYHASINTRODUCEDMETHODANDTHEPROCESSOFTHEDI
4、STRIBUTIONNETDESIGNOFREGIONALPOWERGRIDITSHOULDBEACCORDINGTOTHERELATEDINFORMATIONOFUSERLOADS,EACHDISTRIBUTIONSTATIONSITEANDTHECONDITIONOFPOWERSUPPLYOFEXISTEDPOWERPLANTS,MAKINGCORRESPONDINGPOWERBALANCE,ANDTHENDETERMINEEVERYDISTRIBUTIONTRANSFORMERCAPACITYANDNUMBERACCORDINGEXISTINGKNOWLEDGEANDEXPERIENCE
5、,IMAGINETWOKINDSALTERNATIVESCHEME,COMPARETHROUGHTECHNICALECONOMYFROMSOMEFOLLOWINGASPECTS,REQUIREBESTDESIGN1SELECTWIREACCORDINGTOECONOMICSECTION,ACCORDINGTOMACHINERYSTRENGTH,THECURRENTCARRYINGCAPACITYETC,CHECKINGTHEWIREMODEL2VARIOUSCHOOSESCHEMESMUSTBECARRIEDOUTCALCULATIONFORNORMALANDFAULTCONDITIONBYM
6、ANUALPOWERFLOWCALCULATIONCALCULATIONRESULTARENORMALANDFAULTVOLTAGEWASTAGECONDITIONS,REMARKINGVARIOUSWIRINGSCHEMES3FROMTHEWASTAGE,LINEINVESTMENT,THEELECTRICALENERGYOFVARIOUSSCHEMELINES,DISTRIBUTIONSYSTEMANNUALOPERATIONCOSTASWELLASINVESTMENTOFELECTRICALPLACE,CARRYINGOUTECONOMICCOMPARISONANDSYNTHESIZEC
7、OMPREHENSIVEABOVETHREEASPECTS,THATISSURETHEBESTSCHEMEFORTHESELECTIONOFTHEDESIGNSCHEMESFINALLYTOTHEBESTSCHEMEFLOWCALCULATION,ACCORDINGTOITSRESULTSWESHOULDASSESSTHESURGEPLANREQUIREMENTSOFTHEOPTIMUMSCHEME,ANDSELECTTHEFINALSURGEPLANKEYWORDSPOWERFLOWCALCULATIONVOLTAGEREGULATIONSCHEMENETWORKCONNECTIONPROG
8、RAM西南科技大学本科毕业论文（设计）2目录摘要1第1章绪论3第2章原始资料分析321原始资料322原始资料分析4第3章电力电量的平衡531系统功率平衡532用表格法进行电力电量平衡7第4章电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择1041初拟方案1042等价线长的计算1343高压开关数量的计算14第五章电网接线方案的详细比较和确定1451技术比较1452经济比较1853综合技术比较2054电网接线方案的确定20第六章潮流分布与调压措施的选择2161调相调压计算2162最大负荷时的潮流计算（额定电压计算）23第七章物资统计和运行特性计算2671物资统计2672运行特性计算26结论28参考文献2
9、9西南科技大学本科毕业论文（设计）3第1章绪论电力工业是国民经济发展的基础工业。区域电力网规划、设计及运行的根本任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下,合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足、可靠和质量合格的电能1。区域电网规划是根据国民经济发战计划和现有电力系统实际情况，结合能源和交通条件，分析负荷及其增长速度，预计电力电量的发展，提出电源建设和系统网架的设想，拟定科研、勘探、设计以及新设备试制的任务。电力系统设计是在审议后的电力系统规划的基础上，为电力系统的发展制定出具体方案2。在电力系统设计中，贯彻国家各项方针政策，遵照有关
10、的设计技术规定从整体出发，深入论证电源布局的合理性，提出网络设计方案，并论证其安全可靠性和经济性，为此需进行必要的计算尚需注意近期与远期的关系，发电、输电、变电工程的协调，并为电力系统继电保护、安全自动装置以及下一级电压的系统设计创造条件。电力系统设计包括电厂接入系统设计，电力系统专题设计，发电、输电、变电工程可行性研究及初步设计的系统部分3。区域电网设计的水平年，一般取今后510年的某一年，远景水平年取今后1015年的某一年。设计水平年的选取最好与国民经济计划的年份相一致。电源和网络设计，一般以设计水平年为主，并对设计水平年以前的过渡年份进行研究，同时还要展望到远景水平年4。第2章原始资料分
11、析21原始资料（1发电厂装机情况发电厂类型总装机容量,MW单机容量,MW台数机端电压,KV功率因数A火电4001004105085B火电35050310508西南科技大学本科毕业论文（设计）4（2负荷情况参数厂站名厂A厂B站1站2站3站4站5PMAX,MW/COS15/0990/0990/0980/0995/09110/09PMIN,MW/COS10/08580/08570/08575/08570/08585/085低压母线电压,KV105101035，1035，1035,10负荷等级I,II,758075608075MAX,H500048005000520052005000主变年运行时间,H
12、87608760876087608760备用要求备备备备备备调压要求逆逆常顺逆常22原始资料分析（1）发电厂、变电所地理位置如下备注A为火电厂，B为水电厂，15为变电站（2）发电厂、变电所地理负荷分布发电厂A、B带有包括厂用电的负荷，变电所（1）（5）都有本地负荷且发电厂、变电所都有一、二类负荷。西南科技大学本科毕业论文（设计）5（3）校验负荷合理性（MAXMAXMIN8760PTP）发电厂A14500070000178760148920变电所（2）1855009900010876087600变电所（3）265000130000148760122640变电所（5）185000900008876
13、070080所以，以上负荷都合理。第3章电力电量的平衡31系统功率平衡（1）有功功率平衡5KPPMAX综合I19511（1433182622）118085MWPPP装综合254501180853195MW3191510027118085PP综合备用充足，满足（1015）的要求（2）无功功率平衡1MAX211KNNIIEJIIQQKQQ综合因发电厂A的负荷MAXCOS082，对应SIN057西南科技大学本科毕业论文（设计）6MAXMAXMAX14SIN05797VARCOS082AAPQM同样变电所（1）MAXCOS084,对应SIN0541MAX33054212VAR084QM2MAX1805
14、4116VAR0843MAX26057181VAR082QM4MAX22054141VAR083（3）视在功率14171082ASMVA12151082BSMVA133393084SMVA218214084SMVA326317082SMVA422262084SMVA522262084SMVA发电机25MW机组12506475VAR08QM50MW机组2500523059VAR085QM125412508SMVA西南科技大学本科毕业论文（设计）7250588085SMVA095MVARQ综合（97212116181141）02（125588393214317262）101205753095105
15、59MVARQ4385MVAR0QQ装综合（4）结论系统的有功功率、无功功率都能平衡，且有功功率备用充足。32用表格法进行电力电量平衡321系统最大供电负荷计算系统最大供电负荷等于全系统统计及同时率后的用电负荷的总和。用下面的公式，按月求出系统最大供电负荷5。系统最大供电负荷1年最大负荷网损率经计算可得下表月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月系统最大供电负荷50553561563569606897986876766556322工作容量计算工作容量计算包括水电厂工作容量（也称水电厂工作出力）及火电厂工作容量（出力）计算1水电厂工作容量计算西南科技大学本科毕业论文（设计）8先求
16、出夏季以及冬季最小负荷系数，将夏季和冬季各变电站最大有功负荷及最小有功负荷分别相加6，求出夏季及冬季变电站总的最大有功负荷及总的最小有功负荷，按下面的公式计算夏季及冬季的最小负荷系数最小负荷系数变电站总的最小有功负荷变电站总的最大有功负荷关于水电厂的工作容量的计算，采用公式法近似计算。先按下面公式计算水电厂的可调日保证电量24TJTJSHYPQAKPP计算出水电厂的可调日保证电量TJA后，用其与日峰负荷电量MAX24P比较，这时，可以有以下两种情况A，水电厂的可调日保证电量TJA大于或等于系统日峰负荷电量时，即TJAMAX24P时水电厂的工作容量按下式计算MAX1SHGTJSHYPQQPKPP
17、PPB，当TJA1512综上所述，方案3达不到故障损耗时的技术指标。综合考虑方案1，3，本可从技术上排除方案3，但考虑到可能实施的无功补偿提升电压，继续做方案的经济比较，保留方案3。52经济比较521综合投资（均以三相计算）查表得S3W110少油式子断路器每台价格475万元13。导线型号LGJ70LGJ95LGJ120LGJ150综合造价195万元/千米21万元/千米225万元/千米245万元/千米方案1XIANGUANKKK207（2522565195352145195）47516370995万元方案3XIANGUANKKK207（2522565195）3524545245451951447
18、5373945万元西南科技大学本科毕业论文（设计）19522年运行费用由最大负荷损耗时间法来计算能量损耗A。由最大负荷利用小时数MAXT及COS查表得1414020H24020H33560H44020H方案1241IIIIISARV222223933375214146253175775356026210125402011079738MWH79738610度NNNA线开关460210797381000870995216272万元方案3241IIIIISARV15222223933375214146253175775356026210125402011083246MWH8324610度523年计算
19、费用（取投资回收年限HX8年）方案11HZNKX2162721870995334597万元方案31HZNKX2256481873945348898万元故经济比较排除方案3。西南科技大学本科毕业论文（设计）2053综合技术比较经济比较，排除方案3，剩下方案1为最优。其技术可行，满足电压损耗要求，年计算费用最小。方案1为放射式网络，1L为双回线LGJ120，2L，4L双回线LGJ70，3L为LGJ15016。54电网接线方案的确定541发电厂（1）主接线考虑到整个电力系统中，一类、二类负荷各占到（2530），为保证供电可靠性，高压侧母线采用双母线主接线形式；同时发电厂当地负荷及厂用电负荷较重，一类
20、、二类负荷占到55，故发电厂低压侧母线为保证供电可靠性，再考虑到发电机出口处电压有两种电压等级，电压侧母线采用4台25MW发电机出口处结成双母线形式17。（2）升压变的确定4台25MW的发电机除去就近负荷的最小值，用2台升压变，则每台（1008）/（082）575MVA，选择2台SFPL16300063/121YO/11；1台50MW的发电机S50/085588MVA，选择一台SFPL163000105/121YO/1118。542变电所（1）主接线考虑因双回线输电，变电所设置桥形接线，必须考察变压器的经济运行而决定是内桥还是外桥接线。（2）降压变压器的确定按负荷的70确定，即允许过载30运行
21、变电所（1）33/08407275MVA选择SFL131500型号变电所（2）15/08507124MVA选择SFL116000型号变电所（3）18/08507148MVA选择SFL116000型号变电所（4）21/08507173MVA选择SFL120000型号因采用桥形接线，以上型号变压器各需2台。西南科技大学本科毕业论文（设计）21应用变压器组经济运行判定公式A，对变电所（1）查表得P022KWPS135KW01202122/135114SCRNKKMVASSPP实际负荷最大容量SMAX23/08527MVA；最小容量SMIN11/081375MVA；所以负荷容量SSCR，应将2台变压器
22、投入并联运行，即变电所主接线采用内桥接线；B，对变电所（2）SCR1621185/11093MVA；SMIN7/08875MVA93MVA采用内桥接线D，对变电所（4）SCR202122/135114MVA；SMIN10/08125MVASCR采用内桥接线E，对变电所（5）SCR1621185/11093MVA；SMIN7/08875MVA93MVA采用外桥接线第六章潮流分布与调压措施的选择61调相调压计算611作等值图西南科技大学本科毕业论文（设计）22612参数计算A，升压变1台SFL131500和3台并联的SFL1630002222110001000297/090511063000TSN
23、NVSRP2211010105/201711063000TSNNVVSX0010/100TONJJIQSSPP60/1000J06163/100006J03843MVA22211/310001/30302TSTNNVSRPRXT2XT1/3672ST023ST01018J115MVAB，线路参数，L1双回LGJ95ZL1RL1JXL105（027J0409）253375J51125L2ZL2171J1642L3ZL3675J648L4ZL4945J91C，降压变，变电所（1）两台SFL131500并联222211/210001/21000190115811031500TSNNVSRP2211/
24、2101/2101052016711031500TSNNVVSX空载时励磁损耗西南科技大学本科毕业论文（设计）230012/10020031131517/100006220441TNJIJJMVASSP变电所（2、3），两台SFL116000并联2,3TR051000110110110/（1600016000）262,3TX0510105110110/1600039702,3TS2（00185J1609/100）0037J0288MVA变电所（4），两台SFL120000并联4TR051000135110110/（2000020000）2044TX0510105110110/200003176
25、304TS2（0022J2008/100）0044J032MVA1862最大负荷时的潮流计算（额定电压计算）A，降压变上的功率损耗为2221MAX111MAX1MAX01241925TTTNJJMVAQSVPRX2MAXTS00669J102MVA22333MAX3MAXTTTNJSSVRX00966J1475MVA4MAXTS0103J16MVAB，传输线末端流过的潮流为11011MAX2316816545TTJMVASSSS2S151J1061MVA3S1813J1296MVA4S21147J1492MVAC，传输线上的损耗2211110254032LLLNJJMVASSVRX西南科技大学
26、本科毕业论文（设计）242LS0481J0462MVA032540350907160926PMW总19变压器一次侧电压应为11165114115252TAVVKV选择最接近的分接头5档即11275KV。检验1MAX111183794031051155VKV（重负荷时）1MIN111121962261031155VKV（轻负荷时）满足调压要求。变电所（3）要求逆调压，即最小负荷时保证NV10KV,最大负荷时，线路电压在105NV105KV。最大负荷时MAX1840767513226648178118LVKVMAX1813261296397483118178TVKV1MAX111181784831
27、167105TVKV最小负荷时MIN81196756674648088112LVKVMIN80585266616397255118088TVKV1MIN11112088255119410TVKV变压器一次侧电压，1116711941182TAVVKV选择最接近分接头5即1155KV。校验1MAX111181784831061155VKV1MIN1111208825510341155TVKV基本满足调压要求。变电所（4）要求顺调压，即任何情况下低压侧保持在102105KV西南科技大学本科毕业论文（设计）25最大负荷时MAX21679451543291292118LVKVMAX2113204149
28、6317449118292TVKV1MAX1111833448911697104VKV最小负荷时MIN1002945837491154112LVKVMIN100732048233172551180154TVKV1MIN111121542551141104VKV变压器一次侧平均电压为，111697114111562TAVVKV选择最接近的分接头5即1155KV，校验1MAX1111829244910510251155VKVKV1MIN1111815422510310751155VKVKV基本满足调压要求。C，升压变的抽头选择对50MW的二台机组MAX34209052912017551752361
29、18112VKV对应的SPFL16300升压变。若发电机保持逆调压，即负荷重时105NV11025KV，轻负荷时（还未切除时）为NV105KV，则1MAX1185236105117371232410511025TVKV1MIN1125517105111921175210511025TVKV取1117371175211742TAVVKV。选择最接近的分接头25即0975121117975KV，西南科技大学本科毕业论文（设计）26同理对两台25MW对应的1台SFPL163000升压变，每台升压变MAX112061420951797220174452455526118112VKVMIN1115788
30、20951392579220174444754715118112VKV1MAX1185245631173761232456310563TVKV1MIN1124715631111571167156310563TVKV故11173761167151170462TAVVKV。选最接近的分接头25即0975121117975KV第七章物资统计和运行特性计算71物资统计A一次投资导线成本D409963（万元）；断路器成本Y486（万元）；变压器成本B786652716652641238万元；总成本ZDYB582363万元B年行运费电能损耗电费A23671（万元）；折旧费B287（万元）；总年运费AB26
31、541（万元）2072运行特性计算721网损0TTLPPPP总A，最大负荷时西南科技大学本科毕业论文（设计）270010201020304222220062012200372006622004403854TTTTTTTPPPPPPP121234222220136201320086720152720115409926TTTTTTTPPPPPPP1234204710615052706543624LLLLLPPPPP038540992622463624PMW总B，最小负荷时00385400603254TPMW00420035004770037903509TPMW0132202172016230204
32、30716LPMW032540350907160926PMW总722输电效率最大负荷时33182622100965342420614最小负荷时17101412100961541588723输电成本输电成本输电总费用输送电量432253921000042331822550026500010元/度724输电总费用008008008471664751269051762KAKKA开线万元725小结西南科技大学本科毕业论文（设计）281原始资料分析校验负荷的合理性时，修正发电厂（A）本地负荷最大负荷利用小时数21。2系统的功率平衡，有功功率达到了27的备用，较为充足。无功功率接近平衡，依靠变压器分接头调
33、压。3网络电压等级和主接线的确定。输电线路选110KV，电压等级。主接线方式经初步比较和深入比较选定方案1，辐射形开式网。其经济数据如下综合投资年运行费用年计算费用70995万元216272万元334597万元技术比较正常时，MAX3510U；故障时，MAX715U4发电厂、变电所主接线的确定。发电厂高压侧双母线接线，变电所内桥接线。升压变3台SFPL630005调相调压计算变电所（1）选5档1155KV变电所（2）选25抽头11275KV变电所（3）选5抽头1155KV变电所（4）选5分接头1155KV结论这次区域电力网的毕业设计，计算书中的主要内容包括电力系统的功率平衡，电力网的接线方案的
34、技术论证及经济比较，又包括电压等级的选择，电力网接线方案的初步选择，电力网接线方案的最优选择，发电厂及变电所主接线的选择，发电厂电气主接线的选择及电气设备的选择校验，又包括主变压器的选择，各级电压接线方式的设计，短路电流计算，电气设备的选择及校验，电力网的潮流与电压计算，包括最大最小负荷时的运算负荷及电源运算功率，变压器分接头的选择。通过区域电力网设计的毕业设计，使我更进一步的掌握了电力系统及发电厂的知识，巩固了其他课程的相关内容，将理论与实践有机的结合在了一起，而且树立了供电必须安全可靠，经济的观念，增强了工程观念，为以后的工作打下基础。在毕业设西南科技大学本科毕业论文（设计）29计的整个过
35、程中，我所获得的不仅仅是知识，更是一些方法和态度。我发现和遇到很多问题，通过虚心请教专业人士才解决问题，弥补了我的专业知识，也使我知道了坚持不懈和谦虚谨慎的含义。我的毕业课题能够成功完成，不仅仅是我个人努力的结果，也同时是所有帮助过我的人们集体智慧的结晶。在此，我要向所有支持我并给予我帮助的老师和朋友们表示感谢参考文献1梁志瑞电力系统课程设计参考资料M保定华北电力大学出版社,20042黄纯华发电厂电气部分课程设计参考资料M北京中国电力出版社,19983陈珩电力系统稳态分析J清华大学出版社,2004,62123244马骏电力工程设计手册J人民邮电出版社,2010,2121575伍俊良电力系统规划
36、设计手册J清华大学出版社,2008,354286萨师煊、王珊,等电力系统课程设计及毕业设计参考资料J高等教育出版社,2004,7545257龙马工作室等著电力建设工程预算定额第四册送电线路工程（2001修订本）M北京中国电力企业联合会,20028傅知兰电力系统电气设备选择与使用计算M北京中国电力出版社,20049熊信银发电厂电气部分M中国电力出版社,200410宋继成220500KV变电所电气接线设计M北京中国电力出版社,199311刘振亚国家电网公司输变电工程典型设计M北京中国电力出版社,200512戈东方电力工程电气设计手册电气一次部分M北京水利水电出版社,199013刘笙电气工程基础M北
37、京科学出版社,200214水利电力部西北电力设计院电气工程设计手册电气一次部分M北京中国电力出版社,198915电力工业部西北电力设计院电气工程设计手册电气一次部分M北京中国电力出版社,199816丁德劭怎样对新技术标准电气一次接线图M北京中国水利水电出版社,200117雷振山中小型变电所实用设计手册M北京中国水利水电出版社,200018曹绳敏电力系统课程设计及毕业设计参考资料M北京中国水利水电出版社,199319黄纯华发电厂电气部分课程设计参考资料J浙江理工大学出版社,2010,122512320蒋本一电力系统规划M北京中国建材工业出版社,200321顾秋心杨以涵应同城电力网及电力系统M北京中国工业出版社,1961
