110KV电力网潮流及调压计算.docx

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110KV电力网潮流及调压计算

电气系统综合设计论文

课题：

110KV电力网潮流及调压计算

院系：

机电工程学院

专业：

电气工程及自动化

姓名：

庞文昌

学号：

0400120421

指导老师：

高鹏

2008年1月

摘要关键字——————————————————————1

设计条件————————————————————————2

设计内容及要求—————————————————————3

参数计算————————————————————————4

设计心得体会——————————————————————13

参考文献————————————————————————13

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

8.110KV电力网潮流及调压计算

一.已知条件:

（一）.系统接线图:

（附后）

（二）.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

二.设计内容及要求:

1.计算发电厂B和变电所以及输电线路的等值参数.

2.计算网络的初步潮流分布.

3.计算网络的最终潮流分布,并检查是否有线路过载现象（按导线发热条件确定）.

4.计算发电厂B的高压母线电压.

5.计算变电所a.b的高压母线电压.

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;

2）变电所b要求逆调压;

3）发电厂B的发电机电压保持在6—6.5KV内.

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.

课程设计要求

附：

课程设计论文结构与写法

课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书，

附录应包括系统方框图和原理图。

一.前言部分

阐明选题的背景和选题的意义

二.综述部分

阐述题目在相应学科领域中的发展进程和研究方向

三.方案论证

提出解决问题的思路和方案

四.论文主体

研究型的论文包括：

理论基础，数学模型，算法推导，形式化描述，求解方法，计算结果的分析和结论。

技术开发型的论文包括：

总体设计，模块划分，算法描述，实现技术，实例测试及性能分析.

五.结束语

简单介绍对设计题目的结论性意见，进一步完善或改进的意向性说明，总结课程设计的收获与体会。

六.参考文献

格式如下：

序号作者名书刊名出版杜出版时间（刊号）

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

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，要感谢高鹏老师，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，尤其对我们电力方向来说，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。

通过这次的电气设计对于下学期即将到来的毕业设计有很大的帮助。

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）