区域电力网设计.doc

电气工程课程设计电气工程课程设计区域电力网设计学院：******学号：******姓名：******指导老师：******完成时间：2010.9.8设计任务书一 设计题目区域电力网设计二 设计要求设计一个区域性电力网：1 根据地理位置，设计7~8种方案2 根据网络稳定性要求、运行调度的复杂程度等，初步选择2~3种方案3 根据详细的技术经济比较，最终确定一个电力网接线方案三 成果要求 设计报告包括：1 设计说明书2 设计计算书3 电力网接线图4 电力网最大最小潮流图四 区域电力网地理位置图图1 区域电力网地理位置图注：S为系统（可视为无穷大系统） G为电厂 C、D、E、F为新建变电站；A、B为原有变电站 连接线上数字为公里数五 原始资料略设计说明书一 区域电力网接线方案设计根据地理位置，可拟出多个区域电力网接线方案由于六个变电站的重要负荷比例都超过了50%，所以电力网应选择有备用接线方式方案1：如图2所示电力网由两个环网（GEDG、GFBG）和一个双回链式网络（GAC）构成方案2：如图3所示电力网由一个环网（GFBCADEG）构成方案3：如图4所示电力网由三个环网（GEDG、GFBG、BACB）构成。

方案4：如图5所示电力网由两个双回支路（GE、GF）和两个双回链式网络（GDA、GBC）构成方案5：如图6所示电力网由两个环网（GEDG、GFBG）和两个双回支路（DA、BC）构成方案6：如图7所示电力网由复合环网（GEDG、GFBG、GBCADG）构成方案7：如图8所示电力网由复合环网（GEDG、GFBG、GABG、GADG、BACB）构成 图2 方案1 图3 方案2 图4 方案3 图5 方案4 图6 方案5 图7 方案6图8 方案7二 区域电力网接线方案初选根据网络稳定性和运行调度的复杂程度初选方案在7个设计方案中，可以直接排除的是方案2（不可靠、稳定性差）；对于方案7，网络可靠性较高，但网络结构相对复杂，运行调度不方便；比较方案1、3、5、6，它们都包含两个基本环网（GEDG、GBFG），方案3的稳定性相对较弱，其它方案稳定性相当，而方案1的网络结构较方案5和方案6清晰，运行调度更方便（方案1可看成3个独立的简单网络）；方案4采用双回放射链式网络，结构清晰，供电可靠，调度方便。

综合上述分析，初步选择方案1和方案4三 区域电力网接线方案确定经过输电线选择计算和潮流计算，两个设计方案在技术上都可行，再对两个方案进行详细的经济比较经济指标比较见表1由表1可知，方案4的总投资、年电能损耗和年运行费用都比方案1少方案4不仅技术可行，经济上也比方案1合理最终选取方案4作为区域电力网最佳接线方案表1 方案的经济比较方案线路总投资（万元）线路年电能损耗（kW·h)年运行费用(万元）192323.93×1072690482753.82×1072566设计计算书一 区域电力网接线方案1的计算（一）区域电力网接线方案1的功率平衡计算按最大负荷计算，不计功率损耗，不计电压损耗，环网按均一电力网计算1 环网GEDGSGE=SE*(50/85)+SD*(30/85)=(70+j52.50)*(50/85)+(50+j37.50)*(30/85)=58.82+j44.12(MVA)SGD=SE*(35/85)+SD*(55/85)=(70+j52.50)*(35/85)+(50+j37.50)*(55/85)=61.18+j45.88(MVA)SDE=SGD-SD=61.18+j45.88-(50+j37.50)=11.18+j8.38(MVA)2 环网GFBGSGF=SF*(51/78)+SB*(28/78)=(40+j24.79)* (51/78)+(45+j27.89)* (28/78)=42.31+j26.22(MVA)SGB=SF*(27/78)+SB*(50/78)=(40+j24.79)* (27/78)+(45+j27.89)* (50/78)=42.69+j26.46(MVA)SFB=SGF-SF=42.31+j26.22-(40+j24.79)=2.31+j1.43(MVA)3 支链GACSAC=SC=60+j45.00(MVA), SAC/2=30+j22.50(MVA)SGA=SA+SC=50+j37.50+60+j45.00=110+j82.50(MVA), SGA/2=55+j41.25(MVA)（二）区域电力网接线方案1的架空线路导线型号初选 环网线路采用同型号导线。

1 环网GEDG线路GE: SGE=Sqrt(58.822+44.122)=73.53(MVA)I=SGE/(Sqrt(3)*UN)=73.53*1000/(1.732*110)=386(A)Tmax=5256h,经济电流密度J=1.04A/mm2导线经济截面SJ=I/J=386/1.04=371(mm2)线路GD: SGD=Sqrt(61.182+45.882)=76.47(MVA)I=SGD/(Sqrt(3)*UN)=76.47*1000/(1.732*110)=401(A)Tmax=7446h,经济电流密度J=0.8A/mm2导线经济截面SJ=I/J=401/0.8=501(mm2)线路DE: SDE=Sqrt(11.182+8.382)=13.97(MVA)I=SDE/(Sqrt(3)*UN)=13.97*1000/(1.732*110)=73(A)Tmax=7446h,经济电流密度J=0.8A/mm2导线经济截面SJ=I/J=73/0.8=91(mm2)环网GEDG：SJ=501mm2根据输电线路参数表，选取LGJ-400/50钢芯铝绞线2 环网GFBG线路GF: SGF=Sqrt(42.312+26.222)=49.78(MVA)I=SGF/(Sqrt(3)*UN)=49.78*1000/(1.732*110)=261(A)Tmax=5256h,经济电流密度J=1.04A/mm2导线经济截面SJ=I/J=261/1.04=251(mm2)线路GB: SGB=Sqrt(42.692+26.462)=50.23(MVA)I=SGB/(Sqrt(3)*UN)=50.23*1000/(1.732*110)=264(A)Tmax=5256h,经济电流密度J=1.04A/mm2导线经济截面SJ=I/J=264/1.04=254(mm2)线路FB: SFB=Sqrt(2.312+1.432)=2.72(MVA)I=SFB/(Sqrt(3)*UN)=2.72*1000/(1.732*110)=14(A)Tmax=5256h,经济电流密度J=1.04A/mm2导线经济截面SJ=I/J=14/1.04=13(mm2)环网GEDG：SJ=254mm2根据输电线路参数表，选取LGJ-240/40钢芯铝绞线。

3 支链GAC线路AC:每一回线的功率S= Sqrt(302+22.502)=37.50(MVA)I=S/(Sqrt(3)*UN)=37.50*1000/(1.732*110)=197(A)Tmax=7446h,经济电流密度J=0.8A/mm2导线经济截面SJ=I/J=197/0.8=251(mm2)根据输电线路参数表，选取LGJ-240/40钢芯铝绞线线路GA: 每一回线的功率S= Sqrt(552+41.252)=68.75(MVA)I=S/(Sqrt(3)*UN)=68.75*1000/(1.732*110)=361(A)Tmax=7446h,经济电流密度J=0.8A/mm2导线经济截面SJ=I/J=361/0.8=451(mm2)根据输电线路参数表，选取LGJ-400/50钢芯铝绞线三）区域电力网接线方案1的导线截面积校验1 按机械强度校验导线截面积为保证架空线路具有必要的机械强度，对于110kV等级的线路，一般认为不得小于35mm2因此所选的全部导线均满足机械强度的要求2 按电晕校验导线截面积所选的全部导线均不必验算电晕临界电压，都满足电晕的要求3 按允许载流量校验导线截面积按经济电流密度选择的导线截面积，一般都会比按正常运行情况下的载流量计算的截面积大许多。

区域气温最高40℃，温度修正系数Kθ=Sqrt((70-40)/(70-25))=0.82环网GEDG：导线型号LGJ-400/50，允许载流量800A 800*0.82=656A>401A，合格环网GFBG：导线型号LGJ-240/40，允许载流量610A 610*0.82=500A>264A，合格支链GAC： 线路AC：导线型号LGJ-240/40，允许载流量610A 610*0.82=500A>197A，合格 线路GA：导线型号LGJ-400/50，允许载流量800A 800*0.82=656A>361A，合格（四）区域电网接线方案1的潮流计算导线参数（电阻，电抗，充电功率）： LGJ-400/50：r1=0.079Ω/km,x1=0.386Ω/km,QC.L=3.91Mvar/100kmLGJ-240/40：r1=0.131Ω/km,x1=0.401Ω/km,QC.L=3.76Mvar/100km线路参数： 线路GE：Z=35*(0.079+j0.386)=2.77+j13.51(Ω)QC.L/2=(3.91/100*35)/2=0.68(Mvar) 线路GD：Z=30*(0.079+j0.386)=2.37+j11.58(Ω)QC.L/2=(3.91/100*30)/2=0.59(Mvar) 线路DE：Z=20*(0.079+j0.386)=1.58+j7.72(Ω)QC.L/2=(3.91/100*20)/2=0.39(Mvar) 线路GF：Z=27*(0.131+j0.401)=3.54+j10.83(Ω)QC.L/2=(3.76/100*27)/2=0.51(Mvar) 线路GB：Z=28*(0.131+j0.401)=3.67+j11.23(Ω)QC.L/2=(3.76/100*28)/2=0.53(Mvar) 线路FB：Z=23*(0.131+j0.401)=3.01+j9.22(Ω)QC.L/2=(3.76/100*23)/2=0.43(Mvar) 线路AC：Z=(1/2)*25*(0.131+j0.401)=1.64+j5.01(Ω)QC.L/2=(2*3.76/100*25)/2=0.94(Mvar) 线路GA：Z=(1/2)*40*(0.079+j0.386)=1.58+j7.72(Ω)QC.L/2=(2*3.91/100*40)/2=1.56(Mvar)1 按最大负荷进行潮流计算环网G。