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地方电力网规划设计


四川大学网络教育学院
本科生(业余)毕业设计





地方电力网规划设计 四川大学电气信息学院 汕头经济管理干部学校 电气工程及其自动化 07级春 章杰鑫 DH1071U2016

办学学院 教学部 专 年 业 级

学生姓名 学 号

地方电

力网规划设计
学生:章杰鑫 指导老师:王贵德





为开发某一中等城市,现要构建一个具有10至15年远景规划的电力网,全 面负责本城市的供电。结合该市的远景规划设想和地理位置,根据该城市的负 荷情况,本设计将设计为110KV的电力网。对该城市的电力电量平衡,无功功率 的验算,看它是否符合要求,进行优化,同时选择合适的变压器、导体和母 线。应用 P Q 分解法电力系统潮流计算程序对该电网进行潮流的计算,然后进 行物资的统计和运行特性的计算。 关键词:电力网,电量平衡,PQ

Abstract
The power grid which had 10 to 15 years long-range planning will be construction for development of a medium-sized city and supply power to this city. According to the city's load ,with the city's vision and strategic planning for location,this design will be designed for 110 KV power network.Checking the city's electricity consumption balance,and the balance of reactive power whether it meets the requirements ,and then to optimize .At the same time choose some suitable transformers, and the conductor and the bus.Use software PQ for the flow calculation . Key words : PQ,Electricity consumption balanc ,Reactive power balance,







要 ........................................ 2

ABSTRACT ......................................... 3 绪论 ............................................. 1 一、设计题目: 地方电力网规划设计 ................. 2 二、设计规模 : .................................. 2 三、主要设计内容: ............................... 2 (一)、电力电量平衡 .............................. 2 1.电力电量平衡的目的与要求 ..................... 2 2.用表格法进行电力电量平衡 ..................... 2 1).系统最大供电负荷计算 ....................... 2 2).工作容量计算 ............................... 3 3).备用容量的计算 ............................. 5 4).系统需要容量计算 ........................... 6 5).系统需要装机容量计算 ....................... 6 6).系统新增装机计算 ........................... 7 7).总的电力平衡表 ............................. 7 3.用表格法进行电量平衡 ......................... 8 1).按月求电力网月平均负荷 ..................... 9 2).按月求火电厂的月平均出力 ................... 9 3).最后可得出下面电量平衡表 ................... 9 4).求年利用小时数 ............................. 9 (二)、潮流分布与调压措施的选择 ............... 10 1 发电厂和变电站电气主接线的选择 .............. 11 2 电力网变电站运算负荷的计算 .................. 15 3 设计网络归算到高压侧的等值电路 .............. 20 4 功率分布计算 ................................ 21 5 电压分布和调压计算 .......................... 31 四、物资统计和运行特性计算 ..................... 42

五、参考资料: ................................. 48 致 谢 ........................................ 49 附录一 ......................................... 50

绪论
随着城市的发展,人们对负荷的要求越来越多。为了开发某一中等城市,现要构 建一个具有10至15年远景规划的电力网,全面负责该城市的供电工作。结合该市的远 景规划设想和地理位置,重要负荷及市区设于该市版图的位置,因此要考虑变电站和 输电线路的分布。为充分利用该市的港口,计划在该市1个火力发电厂,;为充分利用 该市的水电资源,计划在该市建一个水电厂。按照该市负荷的需求增长情况,拟建4个 110kV变电站,其中#2变电站和#3变电站与大系统连接,#1和#4变电站分布与水电厂与 火电厂之间,构成局部的环网。

一、设计题目: 地方电力网规划设计

二、设计规模 :
规划设计一个容量在 200 MW 以下的,包括2-4个水、火电厂、 4 ~ 6 个 变电站的地方电力网。

三、主要设计内容:
(一)、电力电量平衡

1.电力电量平衡的目的与要求
电力电量平衡是电力电量供应与需求之间的平衡。这些电力电量包括装机 容量,必须容量,工作容量,备用容量等。就是在任何时刻运转中的所有发电 机组的最大可能出力之和都应大于该时刻的总的负荷。这样才能使系统的频率 保持在额定值,保证有良好的电能质量和保证系统的稳定性。

2.用表格法进行电力电量平衡
1).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。即:
系统最大供电负荷 ? 年最大负荷 ,设系统网损率为5%,根据全电网年最大负荷 1 ? 网损率

曲线查出每月最大负荷,然后得出以下表格: 一 月份 月 二 月 三 月 四 月 五 月 六 月 七 月 八 月 九 月 十 月 十一 十二 月 月

2

系统最 大供电 负荷

120

118.95

117.9

115.79

112.63

113.68

118.95

121.05

126.32

129.47

133.68

136.84

2).工作容量计算
工作容量计算包括水电工作容量(也称水电工作出力)及火电工作容量 (出力)计算。 (1).水电工作容量的计算: 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

在系统中有水电厂及火电厂联合运行时,对于水电厂的运行方式的考虑应 尽可能充分利用水电厂的电量和装机容量,尽可能避免弃水,合理利用水利资 源。具有调节性能的水电厂应在枯水期担任尖峰负荷,充分利用水电厂的水量 (即相应电量),使它能最大限度地替代火电厂的容量,这时,火电厂担任基 荷,提高火电厂的发电效率,节约煤耗,降低成本。在丰水期为避免弃水,水 电厂应尽量在基荷运行,使一次能源能够最经济合理地得到利用。 一般将水电厂的日电量在冬季(即枯水期)日负荷曲线上所能承担的最大 容量称为水电厂的工作容量(或称为水电厂的工作出力)。 对于一年来说,设四月到九月为夏季,十月到十二月及一月到三月为冬 季。 关于水电厂工作容量的计算通常有两种办法,即图解法和公式近似计算 法,本设计用公式法近似计算。 水电厂的可调日保证电量: At j ? K tj ( Psh yp ? Pq ) ? 24 其中:
Psh yp ——水电月平均出力(题目中已给出) Pq ——水电厂不可调节部分出力(题目中未给出, Pq ? 0 )
K tj ——水电厂月调节系数,按题目所给,冬季取 1.2;夏季取 1.05。

3

计算出水电厂的可调日保证电量 Atj 后,这时,比较 Atj 和 Pmax ? (? ? ? ) ? 24 的大 小,可以看出,本系统的所有月份均是:
Atj ? Pmax ? (? ? ? ) ? 24

因此,此水电厂除可带全部尖峰负荷外,还可带部分基荷。此时所带尖峰负荷 部分为 Pm a x (1 ? ? ) ,而可带基荷负荷部分为
K tj ( Psh yp ? Pq ) ? Pm a x (? ? ? )

将以上两个部分相加,再计及水电厂不可调节部分出力 Pq ,即为水电厂 的工作容量
K t j ( Psh yp ? Pq ) ? Pm a x (? ? ? ) ? Pm a x (1 ? ? ) ? Pq ? K tj ( Psh yp ? Pq ) ? Pm a x (1 ? ? ) ? Pq

即水电厂的工作容量可按下式计算:
Psh g ? K tj ( Psh yp ? Pq ) ? Pmax (1 ? ? ) ? Pq

式中

Pmax ——电力系统最大日负荷

? ——日负荷率
? ——最小负荷系数
应该注意的是,在丰水季节计算水电厂的工作容量时,如求出的水电厂的 工作容量大于给出的水电厂的装机容量时,由于受装机容量的限制,就只能取 其装机容量为水电的工作容量,此时将会产生部分弃水。这时水电厂将按其装 机容量带基荷。 注:当 At j ? Pmax (? ? ? ) ? 24 时,水电厂只能担任部分峰荷,可按下式计算
Psh g ? 2 ( Psh yp ? Pq ) K tj Pmax (1 ? ? ) ? Pq

按月求出水电厂的工作容量后,可得下述表格: 月份 水电厂 工作容量 一 月
46.8

二 月
49.1

三 月
52.59

四 月
50.54

五 月
53.34

六 月
61.85

七 月
63.48

八 月
63.72

九 月
60.1

十 月
60.95

十 一 月
56.57

十 二 月
54.48

4

(2).火电厂的工作容量计算 火电厂的工作容量等于系统的最大供电负荷减去水电厂的工作容量 按月求出火电厂的工作容量后,可得下述表格: 月份 火电厂 工作容量 一 月
73.2

二 月
69.85

三 月
65.31

四 月
65.25

五 月
59.29

六 月
51.83

七 月
55.47

八 月
57.33

九 月
66.22

十 月
68.52

十 一 月
77.11

十 二 月
82.36

3).备用容量的计算
(1).求负荷备用容量,一般负荷备用容量为最大负荷的 2% ~ 5%
负荷备用容量 ? 系统最大供电负荷? 负荷备用率

(2).求事故备用容量,一般考虑事故备用容量为最大发电负荷的10%左右,并 且不小于系统一台最大单机容量,这里暂时没有计及厂用电,故:
事故备用容量 ? 系统最大供电负荷? 事故备用率

注:由于设计系统与原有大系统有联络线联系,则由于原系统一般容量大, 已具有一定的事故备用容量,因此,设计系统的事故备用可以不考虑“事故备 用容量不能小于本系统最大一台单机容量,即25MW”这一条件,即事故备用容 量为最大发电负荷的10%左右即可。 (3).求备用容量在水火电厂之间的分配 备用容量在水火电厂之间的分配原则是:负荷备用一般由水电承担,事故 备用一般按水火电厂担负系统工作容量的比例分配。 (4).系统需要备用容量,即总备用容量为负荷备用容量与事故备用容量之和 (这里没有考虑检修备用容量)。 (5).最后得出备用容量表格如下 电力系统备用容量表
月 备 用
6 5.95 5.9 5.79 5.63 5.68 5.95 6.05 6.32 6.47

一 月

二 月

三 月

四 月

五 月

六 月

七 月

八 月

九 月

十 月

十 一 月
6.68

十 二 月
6.84

一,负 荷备用 容量

5

二,事 故备用 容量 其中: 水电厂 备用容 量 火电厂 备用容 量 三,系 统需要 备用容 量

12

11.9

11.79

11.58

11.26

11.37

11.9

12.11

12.63

12.95

13.37

13.68

10.68

10.86

11.16

10.84

10.96

11.87

12.3

12.42

12.33

12.57

12.5

12.29

7.32

6.99

6.5

6.53

5.93

5.18

5.55

5.74

6.62

6.85

7.71

8.23

18

17.84

17.69

17.37

16.89

17.05

17.84

18.16

18.95

19.42

20.05

20.53

表中:第三项为第一项与第二项之和

4).系统需要容量计算
系统需要容量,是工作容量与备用容量之总和。分别用水火电厂的工作容 量与备用容量相加,再加起来可得系统需要容量。得出下列表: 月 份 系统 需要 容量 一 月
138

二 月
136.79

三 月
135.59

四 月
133.16

五 月
129.52

六 月
130.73

七 月
136.79

八 月
139.21

九 月
145.27

十 月
148.89

十一 十二 月 月
153.73 157.37

5).系统需要装机容量计算
对于水电厂其工作出力与备用容量之和,也称为水电利用容量,即水电需 要装机容量;对于火电厂需要装机容量的计算,要考虑水火电厂的厂用电率; 计算公式如下:
系统需要火电装机容量 ? 系统需要容量 ? 水电厂能供给系统的容量 1 ? 火电厂厂用电率

其中:
水电厂能供给系统的容量 ? 水电利用容量? (1 ? 水电厂厂用电率)

得出下列表格: 一 二 月份 月 月 系统需要
88.14 84.36

三 月
78.78

四 月
78.68

五 月
71.59

六 月
64.62

七 月
71.21

八 月
73.84

九 月
80.42

十 月
84.36

十 一 月
92.77

十 二 月
99.21

6

火电装机 容量

6).系统新增装机计算
在电力平衡计算中,在某些月份,可能会出现系统需要装机容量大于系统 的实际装机,就需要考虑新增装机,这时,应该计算出新增装机的容量和台数 以及装机的进度。但是,由于本系统与原有大系统有联络线联系,原系统一般 容量很大,也会有一定的备用容量;因此,本系统的装机容量有缺额或有富裕 都可与原有系统交换功率,则设计系统可不考虑新增装机,必要时,可计算出 设计系统与原有系统之间的最大的交换功率。得出表格如下: 一 月
0

月份 需要火电 新增装机 容量

二 月
0

三 月
0

四 月
0

五 月
0

六 月
0

七 月
0

八 月
0

九 月
0

十 月
0

十 一 月
0

十 二 月
0

7).总的电力平衡表
经过以上计算,就可以得出下面总的电力平衡表

7

电力平衡表 一 电力平衡 表 月 一,系统 120 最大供电 负荷 二,工作容量 其 水电 46.8 中 厂工
作容 量 火电 厂工 作容 量

二 月
118.9

三 月
117.9

四 月
115.8

五 月
112.63

六 月
113.68

七 月
118.9

八 月
121.1

九 月
126.3

十 月
129.5

十 一 月
133.7

十 二 月
136.8

49.1

52.59

50.54

53.34

61.85

63.48

63.72

60.1

60.95

56.57

54.48

73.2

69.85

65.31

65.25

59.29

51.83

55.47

57.33

66.22

68.52

77.11

82.36

三, 备用容量
负荷 备用 其 容量 中 事故 备用 容量 系统需要 的总备用 容量
6 5.95 5.9 5.79 5.63 5.68 5.95 6.05 6.32 6.47 6.68 6.84

12

11.9

11.79

11.58

11.26

11.37

11.9

12.11

12.36

12.95

13.37

13.68

18

17.84

17.69

17.37

16.89

17.05

17.84

18.16

18.95

19.42

20.05

20.53

四,系统需 138 136.8 135.6 133.2 129.52 130.73 136.8 要装机容量 五, 水电利用容量、水电能供给系统的容量和需要火电装机容量 水电 57.48 59.78 63.75 61.38 64.3 72 72 利用 容量 水电 能供 其 给系 中 统的 容量 需要 火电 装机 容量 六,需要新 增火电装机 容量

139.2

145.3

148.9

153.7

157.4

72

72

72

69.07

66.77

56.91

59.18

63.11

60.77

63.66

71.28

71.28

71.28

71.28

71.28

68.38

66.10

88.14

84.36

78.78

78.68

71.59

64.62

71.21

73.84

80.42

84.36

92.77

99.21

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3.用表格法进行电量平衡

8

电量平衡表 一
电量平衡表

二 月
93.14

三 月
92.32

四 月
90.69

五 月
88.21

六 月
89.03

七 月
93.16

八 月
94.81

九 月
98.93

十 月
101.38

十一 月
104.67

十二 月
107.15

年发 电量


一,电力网月平均 负荷 (万KW)
93.96

837300

二, 电力网月平均出力分配 (万 KW ) 其中 水电厂实 际月平均 出力 火电厂月 平均出力
29 31 34 36 39 47 48 48 44 40 36 34 340200

64.96

62.14

58.32

54.69

49.21

42.03

45.16

46.81

54.93

61.38

68.67

73.15

497100

1).按月求电力网月平均负荷
在系统设计中一般也用表格法进行电量平衡的计算(表格见后) 月平均负荷能反应负荷所需的月电量,可按下式计算
电力网月平均负荷 ? 系统最大供电负荷?日负荷率? 月不均衡率

Pyp ? Py . max ? ? y ? ? y

式中 Pyp ——某月平均负荷;
Py . max ——某月最大负荷;

? y ——某月月不均衡系数;
? y ——日负荷率。
月平均负荷乘以相应的月小时数,12个月相加后即得全年的需电量。

2).按月求火电厂的月平均出力
计算凝汽式电厂的月平均出力,为电力网月平均负荷减去水电厂月平均出力及供热强制出力。

毕业设计中,没有考虑供热强制出力部分,故
火电厂月平均出力? 电力网月平均负荷? 水电厂实际月平均出力
其中水电厂的月平均出力已在题目中给出如果求出的火电厂月平均出力为负值,则取零

3).最后可得出下面电量平衡表

4).求年利用小时数
9

(1).水电年利用小时数:
水电年利用小时数 ? 十二个月水电平均出力的总和 ? 730 水电装机容量

水电年利用小时数 ?

(29 ? 31 ? 34 ? 36 ? 39 ? 47 ? 48 ? 48 ? 44 ? 40 ? 36 ? 34) ? 730 ? 4 ? 18 ? 4725小时

其中: 730每月平均小时数

(2).火电年利用小时数:
火电年利用小时数 ? 十二个月火电平均出力的总和 ? 730 火电装机容量

火电年利用小时数 ?

680.96 ? 730 497100 ? ? 4971小时 4 ? 25 100

如果火电有新增装机,则应按下面公式分段进行计算火电年利用小时数:
火电年利用小时数 ? ( N个月火电平均出力的总和 ( - N )个月平均出力的总和 12 ? ) ? 730 原有火电装机容量 最后的火电装机容量

其中:N 为新增装机前的月份数
火电厂年发电量 ? 4 ? 25 ? 4971 ? 497100MW ? h 水电厂年发电量 ? 4 ? 18 ? 4725 ? 340200MW ? h 电厂年总发电量 ? 497100MW ? h ? 343080MW ? h ? 837300MW ? h

由上面计算可见,火电厂的年利用小时数在5000小时左右,故满足电量平衡的 要求。

(二)、潮流分布与调压措施的选择
在计算电网潮流分布前,首先应明确发电厂和变电站的主接线以及变压器 的选择。

10

1 发电厂和变电站电气主接线的选择
发电厂电气主接线 在地方电力系统设计中,由于设计系统的规模不很大,发电厂高压侧出线 数一般不多,故本设计中水电厂6的高压母线可采用双母线接线,但是对于火 电厂5,由于它与原有系统有联络线联系,出线较多故高压侧采用双母线分段 接线;而发电厂低压侧可根据发电厂机组数量和机端负荷的情况,设计发电机 电压母线的接线方式。 火力发电厂5:装设4台容量为25MW机组、且有机端负荷,故设置发电机电压 母线,按照有关规程规定,应采用双母线分段主接线,但是由于机组数较多, 为限制短路电流,故只用两台发电机分别接入两段发电机电压母线,并供给地 方负荷;而另外两台发电机则组成扩大单元接线直接通过一台升压变压器接入 110千伏高压母线。 水力发电厂6:装设4台容量为18MW机组、无机端负荷,因此可不设低压母 线,但由于机组数目较多,为了简化接线、并节约投资,分别采用2台容量为 18MW的发电机组成扩大单元接线,共计两组。 变电站电气主接线: 在方案的初步比较中,由于变电站均为两回出线,在计算断路器数量时已 确定所选最优方案的变电站采用桥形接线方式,至于采用外桥型或是内桥型可 根据实际情况决定,一般如考虑线路故障机会较多时,不致影响变电站供电, 可采用内桥型接线;相反处在环形网络中间的变电站,考虑不致由于变压器故 障而影响系统运行,可采用外桥型接线。

1)变压器的容量选择和参数计算
a) 发电厂主变压器的选择: 发电厂5:有4台容量为25MW的发电机,功率因数为0.8,按照前面主接 线考虑,两台直接接于发电机母线的发电机用两台同容量变压器接入高压 母线,容量分别为:
B1 ? B2 ? 31.5MVA
11

选择两台容量为31.5MVA的31500/121型双圈升压变压器。 另外两台发电机采用扩大单元型式合用一台变压器直接接于高压母 线,故变压器容量取应为:
B3 ? 2 ? 25 ? 62.5MVA 0.8

选择一台容量为63MVA的63000/121型双圈升压变压器。 发电厂6:有4台18MW发电机,将其分为两组。每组由两台发电机组成 发电机变压器组扩大单元接线,每台变压器容量为:
B1 ? B2 ? 2 ? 18 ? 42.4MVA 0.85

可选择两台容量为50MVA的50000/121型双圈升压变压器。考虑到发 电厂的厂用电,以及水电厂水量不是经常使发电机满载,为避免浪费, 决定选择两台40MVA的40000/121变压器。 b) 变电站主变压器的选择: 为保证用户供电的可靠性,本设计的所有变电站均装设两台同容量三相变压 器,当一台变压器停运时,另一台变压器的容量能保证满足重要负荷的要求, 即设计题目给出的不小于每个负荷点负荷容量的60%。 a) 变电站 1: S N ? 30 2 ? 14 .52 ? 60 % ? 20 MVA

选择两台容量为20MVA的20000/110型双圈降压变压器。 b) 变电站 2: S N ? 35 2 ? 16.9 2 ? 60% ? 23.3MVA

选择两台容量为25MVA的25000/110型双圈降压变压器。 c) 变电站 3: S N ? 36 2 ? 17 .4 2 ? 60 % ? 24 MVA

选择两台容量为25MVA的25000/110型双圈降压变压器。 d) 变电站 4: S N ? 26 2 ? 12.6 2 ? 60 % ? 17 .3MVA

选择两台容量为20MVA的20000/110型双圈降压变压器。 c) 主变压器参数计算: 根据所选择的变压器,查参考资料附表3-2可得到高低压额定电压、空载损 耗(Δ P0)、短路损耗(Δ PS)、短路电压(US%)、空载电流(IO%)等数据。 然后利用以上参数即可计算得出归算到高压侧的变压器电阻RT、电抗XT和激磁损

12

耗Δ SO等有关数据。 a) 发电厂主变压器参数计算: .发电厂5:两台31.5MVA变压器,由于是升压变压器,故高压侧额定电压 为121KV,查参考资料附表3-2可知 Δ P0 = 38.5KW,Δ PS= 140KW,US%=10.5,IO%=0.8 故两台变压器并联后归算到高压侧的参数为
RT ?
2 ?PS ? U N ? 10 3 140 ? 121 2 ? 10 3 ? ? 1.03(?) 2 2? SN 2 ? 31500 2 2 U S % ? U N ? 10 10.5 ? 121 2 ? 10 ? ? 24.4(?) 2? SN 2 ? 31500

XT ?

?S 0 ? 2 ? (?P0 ? J

I0 % ? SN 0.8 ? 50000 ) ? 10 ?3 ? 2 ? (38.5 ? J ) ? 10 ?3 100 100 ? 0.077 ? J 0.504 ( MVA)

另一台63MVA变压器,由于是升压变压器,故高压侧额定电压为121KV,查参 考资料附表3-2可知 Δ P0 = 65KW,Δ PS= 260KW,US%=10.5,IO%=0.6 故变压器归算到高压侧的参数为
2 ?PS ? U N ? 10 3 65 ? 121 2 ? 10 3 RT ? ? ? 0.959 (?) 2 SN 63000 2 2 U S % ? U N ? 10 10.5 ? 121 2 ? 10 ? ? 24.4(?) SN 63000

XT ?

?S 0 ? (?P0 ? J

I0 % ? SN 0.6 ? 63000 ) ? 10 ?3 ? (65 ? J ) ? 10 ?3 100 100 ? 0.065 ? J 0.378 ( MVA)

发电厂6:变压器为两台40MVA变压器,由于是升压变压器,故高压侧额定 电压为121KV,查参考资料附表3-2可知 Δ P0 = 46KW,Δ PS=174KW,US%=10.5,IO%=0.8 故两台变压器并联后归算到高压侧的参数为
RT ?
2 ?PS ? U N ? 10 3 46 ? 121 2 ? 10 3 ? ? 0.796 (?) 2 2? SN 2 ? 40000 2

13

XT ?

2 U S % ? U N ? 10 10 .5 ? 121 2 ? 10 ? ? 19 .22 (?) 2? SN 2 ? 40000

?S 0 ? 2 ? (?P0 ? J

I0 % ? SN 0.8 ? 40000 ) ? 10 ?3 ? (46 ? J ) ? 10 ?3 100 100 ? 0.092 ? J 0.64( MVA)

b) 变电站主变压器参数计算 (以下计算结果均为两台变压器并联后归算到高压侧的参数) 变电站1:变压器为两台20000/110 ,查参考资料附表3-2可知 Δ P0 = 27.5KW,Δ PS=104 KW,US%=10.5,IO%=0.9故
2 ?PS ? U N ? 10 3 104 ? 110 2 ? 10 3 RT ? ? ? 1.57 (?) 2 2? SN 2 ? 16000 2 2 U S % ? U N ? 10 10 .5 ? 110 2 ? 10 ? ? 31 .76 (?) 2? SN 2 ? 16000

XT ?

?S 0 ? 2 ? (?P0 ? J

I0 % ? SN 0.9 ? 16000 ) ? 10 ?3 ? 2 ? (27.5 ? J ) ? 10 ?3 100 100 ? 0.055 ? J 0.36( MVA)

变电站2:变压器为25000/110,高压侧额定电压110KV,查参考资料附表3-2可知 Δ P0 = 32.5KW,Δ PS=125 KW,US%=10.5,IO%=0.8故
RT ?
2 ?PS ? U N ? 10 3 125 ? 110 2 ? 10 3 ? ? 1.21(?) 2 2? SN 2 ? 25000 2 2 U S % ? U N ? 10 10 .5 ? 110 2 ? 10 ? ? 25.41(?) 2? SN 2 ? 25000

XT ?

?S 0 ? 2 ? (?P0 ? J

I0 % ? SN 0.8 ? 25000 ) ? 10 ?3 ? 2 ? (32.5 ? J ) ? 10 ?3 变电站变 100 100 ? 0.065 ? J 0.40( MVA)

电站3:变压器为两台25000/110, 故参数同变电站2。 变电站4:变压器为两台20000/110, 故参数同变电站1。 所有变压器的选择和参数计算结果详见: 变压器的选择和参数计算结果(均为并联后的结果)

14

项目 厂(站) 火电厂B1、B2 火电厂B3 水电厂 变电站1 变电站2 变电站3 变电站4

主变型号 31500/121 63000/121 40000/110 20000/110 25000/110 25000/110 20000/110

额定电压 (Kv) 121/6.3 121/6.3 121/6.3 110/11 110/11 110/11 110/11

归算到高压侧 等值阻抗(Ω ) 1.03+j24.4 0.959+J24.4 0.796+j19.22 1.21+j25.41 1.21+j25.41 2.03+j39.7 1.57+j31.76

激磁损耗 (MVA) 0.077+j0.504 0.065+J0.378 0.092+j0.64 0.065+j0.4 0.065+j0.4 0.047+j0.29 0.055+j0.36

2)输电线路参数的计算
线路名称 电气距离 导线型号 5-1 82 LGJ-120 5-3 64 2× LGJ120 5-4 54 LGJ120 6-1 6-4 52 70 LGJ-120 LGJ-120 6-2 38 2×LGJ120

对于LGJ-120 导线,其单位长度阻抗为r0=0.27+J0.42(Ω ),充电功率 Qc=3.24Mvar/100km 线路参数按1.1倍线路长度计算,则各段线路长度及参数如表 线路名称 长度(KM) 电阻(Ω ) 电抗(Ω ) 充电功率 (Mvar) 5-1 90.2 24.35 37.89 -2.92 5-3 70.4 9.5 14.78 -4.56 5-4 59.4 16.04 24.95 -1.92 6-1 57.2 15.44 24.02 -1.85 6-4 77 20.79 32.34 -2.49 6-2 41.8 5.64 8.78 -2.7

2 电力网变电站运算负荷的计算
a) 冬季最大负荷运行方式 1) 变电站 1 按电力网的额定电压计算电力网中变压器绕组的功率损耗
15

?S ? ? 302 ? 14.52 ? ?ST ? ? LD ? ? ? RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.57 ? j 31.76 ? ? 0.14 ? j 2.91 ? MVA? 2 ? 110 ? ? UN ?

2

则变电站1的运算负荷
S1 ? S LD1 ? ?ST 1 ? ?S01 ? J ?Q5?1 ? ?Q6?1) 2 ( / ? 30 ? J 14.5 ? 0.14 ? J 2.91 ? 0.055 ? J 0.36 ? J ? 2.92 ? 1.85) 2 ( / ? 30.2 ? J 15.4 ? MVar ?

2) 变电站 2 变压器绕组的功率损耗
?S ? ? 352 ? 16.9 2 ? ?ST ? ? LD ? ? ? RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.21 ? j 25.41? ? 0.15 ? j 3.17 ? MVA? 2 ? 110 ? ? UN ?
2

则变电站2的运算负荷
S2 ? S LD 2 ? ?ST 2 ? ?S02 ? J ?Q6?2 / 2 ? 35 ? J 16.9 ? 0.15 ? J 3.05 ? 0.065 ? J 0.40 ? J ( ?2.7) / 2 ? 35.22 ? J 19.1 ? MVar ?

3) 变电站 3 变压器绕组的功率损耗
?S ?ST ? ? LD ?U ? N ? ? 36 2 ? 17 .4 2 ? ? ? ?RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.21 ? j 25 .41? ? 0.16 ? j 3.30 ?MVA? ? 110 2 ? ? ? ? ?
2

则变电站3的运算负荷
S 3 ? S LD 3 ? ?S T 3 ? ?S 03 ? J (?Q5?3 ) / 2 ? 36 ? J 17 .4 ? 0.16 ? J 3.30 ? 0.065 ? J 0.40 ? J (?4.56 ) / 2 ? 36 .23 ? J 18 .82 ?MVar?

4) 变电站 4 变压器绕组的功率损耗
?S ?ST ? ? LD ?U ? N ? ? 26 2 ? 12 .6 2 ? ? ? ?RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.57 ? j 31 .76 ? ? 0.11 ? j 2.22 ?MVA? ? 110 2 ? ? ? ? ?
2

S 4 ? S LD 4 ? ?S T 4 ? ?S 04 ? J (?Q6? 4 ? ?Q5? 4 ) / 2 ? 26 ? J 12 .6 ? 0.11 ? J 2.22 ? 0.055 ? J 0.36 ? J (?1.92 ? 2.49 ) / 2 ? 26 .17 ? J 12 .98?MVar?

则变电站4的运算负荷 b) 冬季最小负荷运行方式
16

1. 变电站 1 变压器绕组的功率损耗
?S ?ST ? ? LD ?U ? N ? ? 24 2 ? 11 .6 2 ? ? ? ?RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.57 ? j 31 .76 ? ? 0.093 ? j1.874 ?MVA? ? 110 2 ? ? ? ? ?
2

则变电站1的运算负荷
S1 ? S LD1 ? ?S T 1 ? ?S 01 ? J(?Q5?1 ? ?Q6?1) 2 / ? 24 ? J 11 .6 ? 0.093 ? J 1.874 ? 0.055 ? J 0.36 ? J (?2.29 ? 1.85) / 2 ? 24.15 ? J 11.45?MVar?

2. 变电站 2 变压器绕组的功率损耗
?S ?ST ? ? LD ?U ? N ? ? 27 2 ? 13 .12 ? ? ? ?RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.21 ? j 25 .41? ? 0.09 ? j1.89 ?MVA? ? 110 2 ? ? ? ? ?
2

则变电站2的运算负荷
S 2 ? S LD 2 ? ?S T 2 ? ?S 02 ? J?Q6? 2 / 2 ? 27 ? J 13 .1 ? 0.09 ? J 1.89 ? 0.07 ? J 0.40 ? J (?2.7) / 2 ? 27 .16 ? J 14 .05?MVar?

3. 变电站 3 变压器绕组的功率损耗
?S ?ST ? ? LD ?U ? N ? ? 30 2 ? 14 .52 ? ? ? ?RT ? jX T ? ? ? ? ? ?1.21 ? j 25 .41? ? 0.11 ? j 2.34 ?MVA? ? 110 2 ? ? ? ? ?
2

则变电站3的运算负荷
S 3 ? S LD 3 ? ?S T 3 ? ?S 03 ? J (?Q5?3 ) / 2 ? 30 ? J 14 .5 ? 0.11 ? J 2.34 ? 0.065 ? J 0.40 ? J (?4.56 ) / 2 ? 30 .18 ? J 14 .96 ?MVar?

4. 变电站 4 变压器绕组的功率损耗
?S ?ST ? ? LD ?U ? N ? ? 18 2 ? 8.7 2 ? ? ? ?RT ? jX T ? ? ? ? 110 2 ? ? ?1.57 ? j 31 .76 ? ? 0.05 ? j1.05?MVA? ? ? ? ? ?
2

则变电站4的运算负荷

17

S 4 ? S LD 4 ? ?S T 4 ? ?S 04 ? J (?Q6? 4 ? ?Q5? 4 ) / 2 ? 18 ? J 8.7 ? 0.05 ? J 1.05 ? 0.055 ? J 0.36 ? J (?1.92 ? 2.49 ) / 2 ? 18 .11 ? J 7.91?MVar?

18

变电站 站1 站2 站3 站4 站1 站2 站3 站4

变压器低 压侧功率 30.0 35.0 36.0 26.0 24.0 27.0 30.0 18.0 14.5 16.9 17.4 12.6 11.6 13.1 14.5 8.7

冬季最 大负荷

冬季最 小负荷

变电站运算功率计算结果表(相应单位为:MW,Mvar,Ω ) 变压 变压 变压器高压 变压器 变压器 器 器 侧 激磁功率 功率损耗 RT XT 流入功率 0.06 0.36 1.57 31.76 0.14 2.91 30.12 16.94 0.07 0.40 1.21 25.41 0.15 3.17 35.15 19.95 0.07 0.40 1.21 25.41 0.16 3.3 36.16 20.7 0.06 0.36 1.57 31.76 0.11 2.22 26.11 14.42 0.06 0.36 1.57 31.76 0.09 1.87 24.09 13.47 0.07 0.40 1.21 25.41 0.09 1.89 27.09 14.99 0.07 0.40 1.21 25.41 0.11 2.34 30.11 16.84 0.06 0.36 1.57 31.76 0.05 1.05 18.05 9.74

输电线 充电功率 1.46 1.35 2.28 0.96 1.46 1.35 2.28 0.96 0.93 0.00 0.00 1.25 0.93 0.00 0.00 1.25

变电站 运算功率 30.18 35.22 36.23 26.17 24.15 27.16 30.18 18.11 15.4 19.1 18.82 12.98 11.45 14.05 14.96 7.91

19

3 设计网络归算到高压侧的等值电路
根据计算结果可作出归算到高压侧的等值电路,如图2

图2

设计系统归算到高压侧的等值电路

20

4 功率分布计算

冬季最大负荷运行方式功率分布计算 线路 5-3 段功率分布计算 线路5-3段:从线路末端向始端计算功率分布
S5?3
d5
1 ? j ?QB 5?3 2
' S5?3

?S5?3
R53+J X53 9.5+J14.78 10.55+J6. 81 10.55+J6.81

" S5?3

3

S3
36.23+J18.82

-J2.28

6.06+J4.16 6.06+J4.1 5-3段冬季最大负荷功率分布计算图 6

线路5-3段的末端功率即为变电站3的运算负荷功率,即为
" S 5?3 ? S 3 ? 36.23 ? J18.82

线路5-3段的功率损耗为
?S5?3 ? ( P2 ? Q2 ) (36.232 ? 18.82 2 ) ( R ? JX ) ? ? (9.5 ? J 14.78) ? 1.33 ? J 2.07( MVA) 2 UN 1102

线路5-3始端功率
' " S5?3 ? S5?3 ? ?S5?3 ? 36.23 ? J 18.82 ? 1.33 ? J 2.07 ? 37.56 ? J 20.89( MVA)

从发电厂5高压母线流入线路5-3的功率为
1 1 ' S5?3 ? S5?3 ? ( ? ?Q5?3 ) ? 37.56 ? J (20.89 ? ? 4.56) ? 37.56 ? J 18.61( MVA) 2 2 从而可得如图所示的5-3段功率分布
37.56+J18.6 1 37.56+J20.8 9 1.33+J2.0 7 R53+J X53
1 ? j ?QB 5?3 2

36.23+J18.8 2

d5

3

9.5+J14.78 10.55+J6. -J2.28 81 10.55+J6.81 5-3段冬季最大负荷功率分布图

S3
36.23 +J18.82

6.06+J4.16

线路 6-2 段功率分布计算
S6?2
D6
' S6?2

?S 6? 2

" S6?2

6-2段冬季最大负荷功率分布计算图 R62+J X62 21 5.64+J 8.78 1 ? j ?QB 6?2 10.55+J6. 2 -J1.35 81 10.55+J6.81

2

S2
35.22 +J18.98

6.06+J4.16

线路6-2末端功率即为变电站2的运算负荷功率,即为
" S6?2 ? S2 ? 35.22 ? J 19.1

线路6-2段的功率损耗为
?S6?2 ? ( P2 ? Q2 ) (35.222 ? 19.12 ) ( R ? JX ) ? ? (5.64 ? J 8.78) ? 0.73 ? J 1.1( MVA) 2 UN 1102

线路6-2始端功率
' " S6?2 ? S6?2 ? ?S6?2 ? 35.22 ? J 19.1 ? 0.73 ? J 1.1 ? 35.95 ? J 20.2( MVA)



发电厂6高压母线流入线路6-2的功率为
1 1 ' S6?2 ? S6?2 ? ( ? ?Q6?2 ) ? 35.95 ? J (20.2 ? ? 2.7) ? 35.95 ? J 18.85( MVA) 2 2

从而可得如图所示的6-2段功率分布
35.95+J18.5 35.95+J20.2 0.73+J1.1 4 R62+J X62
1 ? j ?QB 6?2 2

35.22+J19.1

d6
-J1.35

2

5.64+J8.78 10.55+J6. 81 10.55+J6.81

S2
35.22 +J19.1

6.06+J4.16
6-2段冬季最大负荷功率分布图

两端供电方式5-4-6和5-3-6的功率分布进行计算。 下面分别对5-4-6和5-3-6的功率分布进行计算。 两端供电网5-4-6的功率分布计算

线路名称 5-1 5-3 5-4 6-1 6-2 6-4 电气距离(KM) 90.2 70.4 59.4 57.2 41.8 77
22

两端供电网 5-4-6 功率分布计算 两端供电网5-4-6功率初分布计算,由于设计方案中对于两端供电网的 各段线路均采用同一导线截面,即为均一网络,故功率初分布可按长度成 反比例分配,
' S 5? 4 ? S 4 ?

S 4 L6?4 (26.17 ? J 12.98) ? 77 ? ? 14.77 ? J 7.33 L6?4 ? L5?4 77 ? 59.4

" S 6? 4 ? S 4 ?

S 4 L5?4 (26.17 ? J 12.98) ? 59.4 ? ? 11.4 ? J 5.65 L6?4 ? L5?4 77 ? 59.4

将两端供电网络在4点拆开,则成为两个单端供电网,则可计算功率分 布。 两端供电网拆开后 5-4 功率分布计算
' " 对于拆开后的5-4网的初分布功率 S5?4 ? S 4 ? S5?4 ,即为5-4段的末端

功率,于是线路5-4段的功率损耗为
?S5?4 ( P2 ? Q2 ) (14.772 ? 7.332 ) ? ( R ? JX ) ? ? (16.04 ? J 24.95) ? 0.37 ? J 0.56( MVA) 2 UN 1102
' " S5?4 ? S5?4 ? ?S5?4 ? 14.77 ? J 7.33 ? 0.37 ? J 0.56 ? 15.14 ? J 7.89( MVA)

线路5-4始端功率

从发电厂5高压母线流入线路5-4的实际功率为
1 1 ' S5?4 ? S5?4 ? ( ? ?Q5?4 ) ? 15.14 ? J (7.89 ? ? 1.92) ? 15.14 ? J 6.93( MVA) 从 2 2

而可得如图所示的5-4段功率分布

15.14+J6.93

15.14+J7.89

0.37+J0.56

14.77+J7.33

d5
?j

R54+J X54
1 ?QB 5?4 2

4

-J0.96

16.04+J24.95 10.55+J6.8 1 10.55+J6.81 5-4段冬季最大负荷功率分布图

S4
14.77 +J7.33

6.06+J4.16

两端供电网拆开后 6-4 功率分布计算
" " 对于拆开后的6-4网的初分布功率 S6?4 ? S 4 ? S6?4 ,即为6-4段的末端

功率,于是线路6-4段的功率损耗为

23

?S6?4 ?

( P2 ? Q2 ) (11.42 ? 5.652 ) ( R ? JX ) ? ? (20.79 ? J 32.34) ? 0.28 ? J 0.43( MVA) 2 UN 1102

线路6-4始端功率
' " S6?4 ? S6?4 ? ?S6?4 ? 11.4 ? J 5.65 ? 0.28 ? J 0.43 ? 11.68 ? J 6.08( MVA)



发电厂6高压母线流入线路6-4的实际功率为
1 1 ' S6?4 ? S6?4 ? ( ? ?Q6?4 ) ? 11.68 ? J (6.08 ? ? 2.49) ? 11.68 ? J 4.84( MVA) 从 2 2

而可得如图所示的6-4段功率分布
11.68+J4.84 11.68+J6.08 0.28+J0.43 11.4+J5.65

d6
?j 1 ?QB 6?4 2

R64+J X64 20.79+J32.34 10.55+J6.81 10.55+J6.8 1

4

S4
11.4 +J5.65

-J1.25

6.06+J4.16
6-4段冬季最大负荷功率分布图

两端供电网 5-1-6 的功率分布计算

线路名称 5-1 5-3 5-4 6-1 6-2 6-4 电气距离(KM) 90.2 70.4 59.4 57.2 41.8 77 两端供电网5-1-6功率初分布计算 由于两段线路采用同一导线截面,故为均一网络,故功率初分布按长 度成反比例分配,

S5?1 ? S1' ?

S1 L6?1 (30.18 ? J 15.4) ? 57.2 ? ? 11.71 ? J 5.98 L6?1 ? L5?1 57.2 ? 90.2

S6?1 ? S1" ?

S1 L5?1 (30.18 ? J 15.4) ? 90.2 ? ? 18.47 ? J 9.42 L6?1 ? L5?1 57.2 ? 90.2

将两端供电网络在1点拆开,则成为两个单端供电网,则可计算功率分
24

布。 两端供电网拆开后 5-1 功率分布计算
' " 对于拆开后的5-1网的初分布功率 S 5?1 ? S1 ? S 5?1 ,即为5-1段的末端

功率,于是线路5-1段的功率损耗为
?S5?1 ( P2 ? Q2 ) (11.712 ? 5.982 ) ? ( R ? JX ) ? ? (24.35 ? J 37.89) ? 0.34 ? J 0.54( MVA) 2 UN 1102
' " S5?1 ? S5?1 ? ?S5?1 ? 11.71 ? J 5.79 ? 0.34 ? J 0.54 ? 12.05 ? J 6.13( MVA)

线路5-1始端功率

从发电厂5高压母线流入线路5-1的实际功率为
1 1 ' S5?1 ? S5?1 ? ( ? ?Q5?1 ) ? 12.05 ? J (6.13 ? ? 2.92) ? 12.05 ? J 4.98( MVA) 从 2 2

而可得如图所示的5-1段功率分布
12.05+J4.98 12.05+J6.13 0.34+J0.54 443 R51+J X51
?j 1 ?QB 5?1 2

11.71+J5.98

d5
-J1.46

1

24.35+J37.89 37.8937.89 10.55+J6.8 1

S1
11.71 +J5.98

10.55+J6.81 5-1段冬季最大负荷功率分布图

6.06+J4.16

两端供电网拆开后 6-1 功率分布计算
" " 对于拆开后的6-1网的初分布功率 S 6?1 ? S1 ? S 6?1 ,即为6-1段的末端

功率,于是线路6-1段的功率损耗为
?S6?1 ? ( P2 ? Q2 ) (18.472 ? 9.422 ) ( R ? JX ) ? ? (15.44 ? J 24.02) ? 0.54 ? J 0.84( MVA) 2 UN 1102
' " S6?1 ? S6?1 ? ?S6?1 ? 18.47 ? J 9.42 ? 0.54 ? J 0.84 ? 19.01 ? J 10.26( MVA)

线路6-1始端功率

从发电厂6高压母线流入线路6-1的实际功率为
1 1 ' S6?1 ? S6?1 ? ( ? ?Q6?1 ) ? 19.01 ? J (10.26 ? ? 1.85) ? 19.01 ? J 9.34( MVA) 2 2 从而可得如图所示的6-1段功率分
19.01+J9.34 19.01+J10.26 0.54+J0.84 18.47+J9.42

d6
?j 1 ?QB 6?1 2

-0.925

R61+J X61 15.44+J24.02 25 10.55+J6.8 1 10.55+J6.81

1

S1
36.22 +J19.85

6.06+J4.16

6-1段冬季最大负荷功率分布图

冬季最小负荷运行方式功率分布计算 线路 5-3 段功率分布计算 线路5-3段:从线路末端向始端计算功率分布
" 线路5-3段的末端功率为 : S5?3 ? S3 ? 30.81 ? J 14.96

线路5-3段的功率损耗为
?S5?3 ? ( P2 ? Q2 ) (30.182 ? 14.962 ) ( R ? JX ) ? ? (9.5 ? J 14.78) ? 0.89 ? J 1.39( MVA) 2 UN 1102

线路5-3始端功率
' " S5?3 ? S5?3 ? ?S5?3 ? 30.18 ? J 14.96 ? 0.89 ? J 1.39 ? 31.07 ? J 16.35( MVA)

从发电厂5高压母线流入线路5-3的功率为
1 1 ' S5?3 ? S5?3 ? ( ? ?Q5?3 ) ? 31.07 ? J (16.35 ? ? 4.56) ? 31.07 ? J 14.07( MVA) 2 2 从而可得如图所示的5-3段功率分布
31.07+J14.07 31.07+J16.35 0.89+J1.39 30.81+J14.96

d5
? j 1 2 ?Q B 5 ? 1

R53+J X53 9.5+J14.78 10.55+J6.8 1 10.55+J6.81

3

S3
30.81 +J14.96

-J2.28

6.06+J4.16
5-3段冬季最小负荷功率分布图

线路 6-2 段功率分布计算 线路6-2末端功率为
" S6 ? 2 ? S2 ? 27.16 ? J 14.05

线路6-2段的功率损耗为
?S6?2 ? ( P2 ? Q2 ) (27.162 ? 14.052 ) ( R ? JX ) ? ? (5.64 ? J 8.78) ? 0.46 ? J 0.71( MVA) 2 UN 1102

线路6-2始端功率
' " S6?2 ? S6?2 ? ?S6?2 ? 27.16 ? J 14.05 ? 0.46 ? J 0.71 ? 27.62 ? J 14.76( MVA)

从发

电厂6高压母线流入线路6-2的功率为
26

1 1 ' S6?2 ? S6?2 ? ( ? ?Q6?2 ) ? 27.62 ? J (14.76 ? ? 2.7) ? 27.62 ? J 13.41( MVA) 2 2 从而可得如图所示的6-2段功率分布
27.62+J13.41 27.62+J14.76 0.46+J0.71 27.16+J14.05

d6
?j

R62+J X62
1 ?QB 6?2 2

2

-J1.35

5.64+J 8.78 10.55+J6.8 1 10.55+J6.81

S2
27.16+J14.05

6-2段冬季最小负荷功率分布图

6.06+J4.16

两端供电网 5-4-6 功率分布计算

功率初分布按长度成反比例分配
' S 5? 4 ? S 4 ?

S 4 L6?4 (18.11 ? J 7.91) ? 77 ? ? 10.22 ? J 4.47 L6?4 ? L5?4 77 ? 59.4

" S 6? 4 ? S 4 ?

S 4 L5?4 (18.11 ? J 7.91) ? 59.4 ? ? 7.89 ? J 3.44 L6?4 ? L5?4 77 ? 59.4

将两端供电网络在4点拆开,则成为两个单端供电网,则可计算功率分 布。 两端供电网拆开后 5-4 功率分布计算
' " 对于拆开后的5-4网的初分布功率 S5?4 ? S 4 ? S5?4 ,即为5-4段的末端

功率,于是线路5-4段的功率损耗为
?S5?4 ( P2 ? Q2 ) (10.222 ? 4.472 ) ? ( R ? JX ) ? ? (16.04 ? J 24.95) ? 0.16 ? J 0.25( MVA) 2 UN 1102

线路5-4始端功率

27

' " S5?4 ? S5?4 ? ?S5?4 ? 10.22 ? J 4.47 ? 0.16 ? J 0.25 ? 10.38 ? J 4.72( MVA)

从发电厂5高压母线流入线路5-4的实际功率为
1 1 ' S5?4 ? S5?4 ? ( ? ?Q5?4 ) ? 10.38 ? J (4.72 ? ? 1.92) ? 10.38 ? J 3.76( MVA) 从 2 2

而可得如图所示的5-4段功率分布
10.38+J3.76 10.38+J4.72 0.16+J0.25 10.22+J4.47

d5
?j

4
1 ?QB 5? 4 2

16.04+J24.95 10.55+J6.81

S4
10.22 +J4.47

-J0.96

6.06+J4.16
5-4段冬季最小负荷功率分布图

两端供电网拆开后 6-4 功率分布计算
" " 对于拆开后的6-4网的初分布功率 S6?4 ? S 4 ? S6?4 ,即为6-4段的末端

功率,于是线路6-4段的功率损耗为
?S6?4 ? ( P2 ? Q2 ) (7.89 2 ? 3.44 2 ) ( R ? JX ) ? ? (20.79 ? J 32.34) ? 0.13 ? J 0.2( MVA) 2 UN 1102

线路6-4始端功率
' " S6?4 ? S6?4 ? ?S6?4 ? 7.89 ? J 3.44 ? 0.13 ? J 0.2 ? 8.02 ? J 3.64( MVA)

从发

电厂6高压母线流入线路6-4的实际功率为
1 1 ' S6?4 ? S6?4 ? ( ? ?Q6?4 ) ? 8.02 ? J (3.64 ? ? 2.49) ? 8.02 ? J 2.4( MVA) 从而 2 2

可得如图所示的6-4段功率分布
8.02+J2.4 4 8.02+J3.6 0.13+J0.2 7.89+J3.44

d5
1 ? j ?QB 6?4 2

R51+J X51 20.79+J32.3 4 10.55+J6.8 1 6-4段冬季最小负荷功率分布图 10.55+J6.81

4

S4
7.89 +J3.44

-J1.25

6.06+J4.16

两端供电网 5-1-6 的功率分布计算

28

两端供电网5-1-6功率初分布计算 功率初分布按长度成反比例分配

S 5?1 ? S1' ?
S 6?1 ? S1" ?

S1 L6?1 (24.15 ? J 11.45) ? 57.2 ? ? 9.37 ? J 4.44 L6?1 ? L5?1 57.2 ? 90.2
S1 L5?1 (24.15 ? J 11.45) ? 90.2 ? ? 14.78 ? J 7.01 L6?1 ? L5?1 57.2 ? 90.2

将两端供电网络在1点拆开,则成为两个单端供电网,则可计算功率分 布。 两端供电网拆开后 5-1 功率分布计算
' " 对于拆开后的5-1网的初分布功率 S 5?1 ? S1 ? S 5?1 ,即为5-1段的末端

功率,于是线路5-1段的功率损耗为
?S5?1 ? ( P2 ? Q2 ) (9.372 ? 4.442 ) ( R ? JX ) ? ? (24.35 ? J 37.89) ? 0.22 ? J 0.34( MVA) 2 UN 1102
' " S5?1 ? S5?1 ? ?S5?1 ? 9.37 ? J 4.44 ? 0.22 ? J 0.34 ? 9.59 ? J 4.78( MVA)

线路5-3始端功率 从

发电厂5高压母线流入线路5-1的实际功率为
1 1 ' S5?1 ? S5?1 ? ( ? ?Q5?1 ) ? 9.59 ? J (4.78 ? ? 2.92) ? 9.59 ? J 3.64( MVA) 从而 2 2

可得如图所示的5-1段功率分布

9.59+J3.64

9.59+J4.78

0.22+J0.34

9.37+J4.44

d5
?j 1 ?QB 5?1 2

R51+J X51 24.35+J 37.89 10.55+J6.8 1 10.55+J6.81 5-1段冬季最小负荷功率分布图

1

S1
9.37 +J4.44

-J1.46

6.06+J4.16

29

两端供电网拆开后 6-1 功率分布计算
" " 对于拆开后的6-1网的初分布功率 S 6?1 ? S1 ? S 6?1 ,即为6-1段的末端

功率,于是线路6-1段的功率损耗为
( P2 ? Q2 ) (14.782 ? 7.012 ) ?S6?1 ? ( R ? JX ) ? ? (15.44 ? J 24.02) ? 0.34 ? J 0.53( MVA) 2 UN 1102

线路6-1始端功率
' " S6?1 ? S6?1 ? ?S6?1 ? 14.78 ? J 7.01 ? 0.34 ? J 0.53 ? 15.12 ? J 7.54( MVA)



发电厂6高压母线流入线路6-1的实际功率为
1 1 ' S6?1 ? S6?1 ? ( ? ?Q6?1 ) ? 15.12 ? J (7.54 ? ? 1.85) ? 15.12 ? J 6.62( MVA) 从 2 2

而可得如图所示的6-1段功率分布
15.12+J6.62 15.12+J7.54 0.34+J0.53 14.78+J7.01

d5
?j

R61+J X61
1 ?QB 6?1 2

1

-J0.925

15.44+J24.02 10.55+J6.8 1 10.55+J6.81

S1
14.78 +J7.01

6-1段冬季最小负荷功率分布图

6.06+J4.16

最后可得四种运行方式下的网络功率分布如表

30

功率分布表(单位:MW 线路末端功率 线路名称 冬季 最大 负荷 运行 方式 冬季 最小 负荷 运行 方式 线路5-1 线路5-3 线路5-4 线路6-1 线路6-2 线路6-4 线路5-1 线路5-3 线路5-4 线路6-1 线路6-2 线路6-4 线路功率损耗

MVAR) 线路始端功率 母线流入线路功 率 无功功 有功功率 率 12.05 4.98 37.56 18.61 15.14 6.93 19.01 9.34 35.59 18.85 11.68 4.84 9.59 3.64 31.07 14.07 10.38 3.76 15.12 6.62 27.62 13.41 8.02 2.4

有功功 无功功 有功功率 无功功率 有功功率 无功功率 率 率 11.71 5.98 0.34 0.54 12.05 6.13 36.23 18.82 1.33 2.07 37.56 20.89 14.77 7.33 0.37 0.56 15.14 7.89 18.47 9.42 0.54 0.84 19.01 10.26 35.22 18.98 0.73 1.1 35.59 20.2 11.4 5.65 0.28 0.43 11.68 6.08 9.37 4.44 0.22 0.34 9.59 4.78 30.18 14.96 0.89 1.39 31.07 16.35 10.22 4.47 0.16 0.25 10.38 4.72 14.78 7.01 0.34 0.53 15.12 7.54 27.16 14.05 0.46 0.71 27.62 14.76 7.89 3.44 0.13 0.2 8.02 3.64

5 电压分布和调压计算
确定发电厂发电机母线电压及高压母线电压的原则在本设计中经过初步计算, 先暂时给定发电厂高压母线的电压为:冬季最大和最小运行方式下火电厂高压 母线的电压分别为 116.3kV 和 111.5kV ,而水电厂电压则由计算决定。冬季运 行方式下火电厂 5 发电机电压计算冬季最大运行方式下,火电厂 5 发电机母线 电压计算应按前面假设,其高压母线电压为 116.3kV,发电厂 5 变压器高压侧 功率为高压母线流入四条线路,即双回 5-3、5-1、5-4 功率之和,即
S5 H ? S5?1 ? S5?3 ? S5?4 ? (12.05 ? 37.56 ? 15.14) ? J (4.98 ? 18.61 ? 6.93) ? 64.75 ? J 30.5( MVA)

按照前面选择的发电厂5的主接线方式,四台发电机分为两组,其中两台 因为要供给地方负荷,所以设置发电机母线,而两外两台发电机则用扩大 单元接线直接经过一台变压器与高压母线相连。按照这种接线方式,将高 压母线的功率分别分配一半给两种不同接线的发电机,于是,具有发电机 母线的两台发电机变压器高压侧流入母线的功率为:

31

双回出线5-3 原有系统 出线5-1 出线5-4

1

2

3

地方负荷 1 2 火电厂5 3 3 4

S5(1?2) H ?

1 1 S5 H ? (64.75 ? J 30.5) ? 32.38 ? J 15.25( MVA) 2 2

变压器(1、2号)绕组中的电压损耗为
?VT 5(1?2) ? Pi R ? Qi X 32.38 ? 1.03 ? 15.25 ? 24.4 ? ? 3.38(kV ) Vi 116.3

发电机母线(即变压器1、2号低压侧)电压归算到高压侧的值为
' V5(1?2) L ? V5(1?2) H ? ?VT 5(1?2) ? 116.3 ? 3.38 ? 119.68( kV )

按照发电机机端负荷为逆调压的要求,在最大负荷时发电机母线电压要 求为 1.05VN 即 Vd 5(1?2)l ? 6.3kV ,则升压变压器分接头电压为
V5(1?2) t max ?
' V5(1?2) L

V5(1?2) L

? V2 n ?

119.68 ? 6.3 ? 119.68( kV ) 6.3

其中 V2 N ? 6.3kV 为升压变压器低压侧额定电压 冬季最小运行方式下,火电厂 5 发电机母线电压计算应按前面假设,其高压母 线电压为 111.5kV,发电厂 5 变压器高压侧功率为高压母线流入四条线路,即 双回 5-3、5-1、5-4 功率之和,即
S5 H ? S5?1 ? S5?3 ? S5?4 ? (9.59 ? 31.07 ? 10.38) ? J (3.64 ? 14.07 ? 3.76) ? 51.04 ? J 21.47( MVA)

按照前面所述的功率分配,具有发电机母线的两台发电机变压器高压侧 流入母线分配一半的功率为:
32

S5(1?2) H ?

1 1 S5 H ? (51.04 ? J 21.47) ? 25.52 ? J 10.74( MVA) 2 2

变压器(1、2号)绕组中的电压损耗为
?VT 5(1?2) ? PR ? Qi X 25.52 ? 1.03 ? 10.74 ? 24.4 i ? ? 2.59(kV ) Vi 111.5

发电机母线(即变压器1、2号低压侧)电压归算到高压侧的值为
' V5(1?2) L ? V5(1?2) H ? ?VT 5(1?2) ? 111.5 ? 2.59 ? 114.09( kV )

按照发电机机端负荷为逆调压的要求,在最小负荷时发电机母线电压要 求为 1.0V N 即 Vd 5(1?2)l ? 6.0kV ,则升压变压器分接头电压为
V5(1?2) t max ?
' V5(1?2) L

V5(1?2) L

? V2 n ?

114.09 ? 6.3 ? 119.79( kV ) 6.0

对于不能带负荷调节抽头的变压器,取两个分接头电压的平均值
V51t ? V5(1?2) t max ? V5(1?2) t min 2 ?? 119.68 ? 119.79 ? 119.74(kV ) 2

选择最接近的 VN ? 2.5%VN ? 0.975VN 标准分接头为

V5(1?2)t ? 0.975 * 121 ? 117 .975 kV
按照所选分接头校验发电机低压侧实际电压: 最大负荷时为: V5 L max ? 最小负荷时为: V5 L min ?
119.68 ? 6.3 ? 6.39( Kv ) 117.975 114.09 ? 6.3 ? 6.09( Kv ) 117.975

与要求电压很接近,故基本满足发电机机端负荷对于逆调压的要求。 冬季运行方式下,各变电站及水电厂 6 电压计算 (1)变电站 1 a)冬季最大负荷时 线路5-1线路始端功率为 ' S5?1 ? 11.92 ? J 5.36( MVA) 线路5-1段电压损耗为 PR ? Qi X 11.92 ? 24.35 ? 5.36 ? 37.89 ?V51 ? i ? ? 4.24(kV ) Vi 116.3 变电站1高压侧电压为 V1H ? V5 H ? ?Vd 51 ? 116.3 ? 4.24 ? 112.06( kV ) 变电站1高压侧流入功率为 ST 1H ? 30.12 ? J16.94(MVA)

33

变电站1变压器电压损耗 PR ? Qi X 30.12 ? 1.57 ? 16.94 ? 31.76 ?VT 1 ? i ? ? 5.39( Kv ) V1H 112.06 变电站1归算到高压侧的低压母线电压 V1'L ? V1H ? ?VT 1 ? 112.06 ? 5.39 ? 106.65( kV ) b)冬季最小负荷时 ' 线路5-1线路始端功率为: S5?1 ? 9.59 ? J 4.78( MVA) 线路5-1段电压损耗为 PR ? Qi X 9.59 ? 24.35 ? 4.78 ? 37.89 ?V51 ? i ? ? 3.72(kV ) Vi 111.5 变电站1高压侧电压为 V1H ? V5 H ? ?Vd 51 ? 111.5 ? 3.72 ? 107.78( kV ) 变电站1高压侧流入功率为 ST 1H ? 24.09 ? J13.47( MVA) 变电站1变压器电压损耗 PR ? Qi X 24.09 ? 1.57 ? 13.47 ? 31.76 ?VT 1 ? i ? ? 4.44( Kv ) Vi 107.78 变电站1归算到高压侧的低压母线电压 V1'L ? V1H ? ?VT 1 ? 107.78 ? 4.44 ? 103.34( kV ) c)变电站 1 调压计算(即分接头选择和实际电压计算) 按照题目对变电站1的调压要求为常调压,即在最大负荷时变电站低压母 线电压要求为 1.05VN ? 1.05 ? 10 ? 10.5(kV ) 、最小负荷时变电站低压母线电 压要求为 1.025VN ? 1.025 ? 10 ? 10.25(kV) 。 则变压器抽头电压分别要求为 最大负荷时 V1t max ? 最小负荷时 V1t ? min ?
V1'L 106.65 ? V2 n ? ? 11 ? 111.73(kV ) V1L 10.5 V1'L 103.34 ? V2 n ? ? 11 ? 110.9(kV ) V1L 10.25

对于不能带负荷调节抽头的变压器,取两个分接头电压的平均值
V1t ? V1t max ? V1t min 111.73 ? 110.9 ?? ? 111.32(kV ) 2 2

由上可见,选择最接近的 VN ? 2.5%VN ? 1.025VN 标准分接头,分接头电压 为 1.025VN ? 112.75(kV ) 校验变电站1低压侧实际电压: 最大负荷时为: V1 ?
106.65 ? 11 ? 10.41(kV ) 112.75

34

最小负荷时为: V1 ?

103.34 ? 11 ? 10.08(kV ) 112.75

可见满足变电站1对于常调压的要求。 (2)变电站 3 a)冬季最大负荷时 ' 双回线路并联后5-3段线路始端功率为: S5?3 ? 37.56 ? J 20.89( MVA) 双回线路5-3段电压损耗为 PR ? Qi X 37.56 ? 9.5 ? 20.89 ? 14.78 ?V53 ? i ? ? 5.72(kV ) Vi 116.3 变电站3高压侧电压为 V3H ? V5 H ? ?V53 ? 116.3 ? 5.72 ? 110.58(kV ) 变电站3高压侧流入功率为 ST 3H ? 36.16 ? J 20.7(MVA) 变电站3变压器电压损耗 PR ? Qi X 36.16 ? 1.21 ? 20.7 ? 25.41 ?VT 3 ? i ? ? 5.37( Kv ) Vi 110.58 变电站3归算到高压侧的低压母线电压 V3'L ? V3H ? ?VT 3 ? 110.58 ? 5.37 ? 105.21(kV ) b)冬季最小负荷时 ' 双线路并联后5-3段线路始端功率为: S5?3 ? 31.07 ? J 16.35( MVA) 双线路5-3段电压损耗为 PR ? Qi X 31.07 ? 9.5 ? 16.35 ? 14.78 ?V53 ? i ? ? 4.8(kV ) Vi 111.5 变电站3高压侧电压为 V3H ? V5 H ? ?V53 ? 111.5 ? 4.8 ? 106.7(kV ) 变电站3高压侧流入功率为 S T 3 H ? 30.11 ? J 16.84( MVA) 变电站3变压器电压损耗 PR ? Qi X 30.11 ? 1.21 ? 16.84 ? 25.41 ?VT 3 ? i ? ? 4.51( Kv ) Vi 106.7 变电站3归算到高压侧的低压母线电压 V3'L ? V3H ? ?VT 3 ? 106.7 ? 4.51 ? 102.19(kV ) c)变电站 3 调压计算 按照题目对变电站3的调压要求为常调压,即在最大负荷时变电站低压母 线电压要求为 1.05VN ? 1.05 ? 10 ? 10.5(kV ) 、最小负荷时变电站低压母线电 压要求为 1.025VN ? 1.025 ? 10 ? 10.25(kV) 。 则变压器抽头电压分别要求为 最大负荷时 V3t max ?
V3'L 105.21 ? V2 n ? ? 11 ? 110.22( kV ) V3 L 10.5

35

最小负荷时 V3tmin ?

V3'L 102.19 ? V2 n ? ? 11 ? 109.67(kV ) V3L 10.25

对于不能带负荷调节抽头的变压器,取两个分接头电压的平均值
V3t ? V3t max ? V3t min 110.22 ? 109.67 ?? ? 109.94(kV ) 2 2

由上可见,选择最接近的 VN ? 0%VN ? VN 标准分接头,分接头电压为
110(kV ) ,

校验变电站3低压侧实际电压: 最大负荷时为: V3 ? 最小负荷时为: V3 ?
105.21 ? 11 ? 10.52(kV ) 110 102.19 ? 11 ? 10.22(kV ) 110

可见满足变电站3对于调压的要求。 (3)变电站 4 a)冬季最大负荷时 ' 线路5-4段线路始端功率为: S5?4 ? 15.14 ? J 7.89( MVA) 线路5-4段电压损耗为 PR ? Qi X 15.14 ? 16.04 ? 7.89 ? 24.95 ?V54 ? i ? ? 3.78(kV ) Vi 116.3 变电站4高压侧电压为 V4 H ? V5 H ? ?V54 ? 116.3 ? 3.78 ? 112.52(kV ) 变电站4高压侧流入功率为 ST 4 H ? 26.11 ? J14.42(MVA) 变电站4变压器电压损耗 PR ? Qi X 26.11 ? 1.57 ? 14.42 ? 31.76 ?VT 4 ? i ? ? 4.55( Kv ) Vi 112.52 变电站4归算到高压侧的低压母线电压 V4' L ? V4 H ? ?VT 4 ? 112.52 ? 4.55 ? 107.97(kV ) b)冬季最小负荷时 ' 线路5-4段线路始端功率为: S5?4 ? 10.38 ? J 4.72( MVA) 线路5-4段电压损耗为 PR ? Qi X 10.38 ? 16.04 ? 4.72 ? 24.95 ?V54 ? i ? ? 2.55(kV ) Vi 111.5 变电站4高压侧电压为 V4 H ? V5 H ? ?V54 ? 111.5 ? 2.55 ? 108.95(kV ) 变电站4高压侧流入功率为 ST 4 H ? 18.05 ? J 9.74(MVA) 变电站4变压器电压损耗 PR ? Qi X 18.05 ? 1.57 ? 9.74 ? 31.76 ?VT 4 ? i ? ? 3.15( Kv ) Vi 108.95
36

变电站4归算到高压侧的低压母线电压 V4' L ? V4 H ? ?VT 4 ? 108.95 ? 3.15 ? 105.8(kV ) c)变电站 4 调压计算 按照题目对变电站4的调压要求为顺调压,即在最大负荷时变电站低压母 线电压要求为 1.075VN ? 1.075 ? 10 ? 10.75(kV) 、最小负荷时变电站低压母线 电压要求为 1.025VN ? 1.025 ? 10 ? 10.25(kV) 。 则变压器抽头电压分别要求为 最大负荷时 V4 t max ? 最小负荷时 V4 tmin ?
V4' L 107.97 ? V2 n ? ? 11 ? 110.48( kV ) V4 L 10.75

V4' L 105.8 ? V2 n ? ? 11 ? 113.54( kV ) V4 L 10.25

对于不能带负荷调节抽头的变压器,取两个分接头电压的平均值
V4t ? V4t max ? V4t min 110.48 ? 113.54 ?? ? 112.01(kV ) 2 2

由上可见,选择最接近的 VN ? 2.5%VN ? 1.025VN 标准分接头,分接头电压 为 1.025VN ? 112.75(kV ) , 校验变电站4低压侧实际电压: 最大负荷时为: V4 ? 最小负荷时为: V4 ?
107.97 ? 11 ? 10.53(kV ) 112.75 105.8 ? 11 ? 10.32(kV ) 112.75

可见满足变电站4对于调压的要求。 (4)水电厂 6 高、低压母线电压计算 在本设计接线中,水电厂6经过线路给变电站4、变电站1供电,在线路64、6-1末端功率、末端电压(即1、4点电压)和线路参数已经知道的条件 下,即可通过已经求出的变电站3或变电站4的电压,从而计算出水电厂的高 压母线电压。 下面用变电站4和线路6-4来求水电厂6的高压母线电压。 a)冬季最大负荷时 " 已知线路6-4末端功率为: S 64 ? 11.4 ? J 5.65 线路6-4电压损耗为 PR ? Qi X 11.4 ? 20.79 ? 5.65 ? 32.34 ?V64 ? i ? ? 3.7(kV ) Vi 112.52 水电厂6高压母线电压为 V6 H ? V4 H ? ?V64 ? 112.52 ? 3.7 ? 116.22(kV ) 水电厂6高压母线流入线路功率为线路6-2、6-1、6-4之和,也即是水电厂
37

升压变压器绕组通过的功率为 S6 H ? S6?2 ? S6?1 ? S6?4 ? (35.95 ? 18.98 ? 11.68) ? J (18.77 ? 7.55 ? 4.84)
? 66.61 ? J 31.16( MVA) 升压变压器绕组中的电压损耗为
?VT 6 ? PR ? Qi X 66.61 ? 0.8 ? 31.16 ? 19.22 i ? ? 5.61(kV ) Vi 116.22

发电机母线电压归算到高压侧的值为
' VdL ? V6 H ? ?VTd 6 ? 116.22 ? 5.61 ? 121.83(kV )

b)冬季最小负荷时 " 已知线路6-4末端功率为: S 64 ? 7.89 ? J 3.44 线路6-4电压损耗为 PR ? Qi X 7.89 ? 20.79 ? 3.44 ? 32.34 ?V64 ? i ? ? 2.52(kV ) Vi 108.95 水电厂6高压母线电压为 V6 H ? V4 H ? ?V64 ? 108.95 ? 2.52 ? 111.47(kV ) 水电厂6高压母线流入线路功率为线路6-2、6-3、6-4之和,也即是水电厂 升压变压器绕组通过的功率为 S6 H ? S6?2 ? S6?1 ? S6?4 ? (27.62 ? 15.12 ? 8.02) ? J (13.41 ? 6.62 ? 2.4)
? 50.76 ? J 22.43( MVA) 升压变压器绕组中的电压损耗为

?VT 6 ?

PR ? Qi X 50.76 ? 0.8 ? 22.43 ? 19.22 i ? ? 4.23(kV ) Vi 111.47

发电机母线电压归算到高压侧的值为

V6' L ? V6 H ? ?VT 6 ? 111.47 ? 4.23 ? 115.7(kV )
c)水电厂 6 调压计算 由于本题目水电厂没有地方负荷,对水电厂6没有提出调压要求,但是按 规定,发电机母线运行电压不应该超出其额定电压的正负百分之五,因此 可按照这一条件来计算升压变压器的分接头。 即在最大、最小负荷时水电厂低压母线电压要求为
(0.95 ~ 1.05)VN ? (0.95 ~ 1.05 ? 6.3 ? (5.985 ~ 6.615 ) ? (6.0 ~ 6.6)( kV)

按此要求,则升压变压器抽头电压分别要求为 最大负荷时 V6t max ?
V6' L 121.83 ? V2 n ? ? 6.3 ? 116.29(kV ) V6 L 6.6

38

最小负荷时 V6tmin ?

V6' L 115.7 ? V2 n ? ? 6.3 ? 121.48(kV ) V6 L 6.0

对于不能带负荷调节抽头的变压器,取两个分接头电压的平均值
V6t ? V6t max ? V6t min 116.29 ? 121.48 ?? ? 118.89(kV ) 2 2

由上可见,选择最接近的 VN ? 2.5%VN ? 0.975VN 标准分接头,分接头电 压为 0.975VN ? 0.975 ? 121 ? 117 .975 (kV) , 校验水电厂6低压侧实际电压: 最大负荷时为: V6l ? 最小负荷时为: V6l ?
121.83 ? 6.3 ? 6.51(kV ) 117.975 115.7 ? 6.3 ? 6.18(kV ) 117.975

可见满足水电厂发电机母线电压的要求。 (5)变电站 2 a)冬季最大负荷时 ' 双回线路6-2并联后线路始端功率为: S6?2 ? 35.95 ? J 20.12( MVA) 双回线路6-2段电压损耗为 PR ? Qi X 35.95 ? 5.64 ? 20.12 ? 8.78 ?V62 ? i ? ? 3.26(kV ) Vi 116.3 变电站2高压侧电压为 V2 H ? V6 H ? ?V62 ? 116.3 ? 3.26 ? 113.04(kV ) 变电站2高压侧流入功率为 ST 2 H ? 35.15 ? J19.95( MVA) 变电站2变压器电压损耗 PR ? Qi X 35.15 ? 1.21 ? 19.95 ? 25.41 ?VT 2 ? i ? ? 4.85( Kv ) Vi 113.04 变电站2归算到高压侧的低压母线电压 V2' L ? V2 H ? ?VT 2 ? 113.04 ? 4.85 ? 108.19(kV ) b)冬季最小负荷时 ' 双回线路6-2并联后线路始端功率为: S6?2 ? 27.62 ? J 14.76( MVA) 双回线路6-2段电压损耗为 PR ? Qi X 27.62 ? 5.64 ? 14.76 ? 8.78 ?V62 ? i ? ? 2.56(kV ) Vi 111.5 变电站2高压侧电压为 V1H ? V5 H ? ?Vd 51 ? 111.5 ? 2.56 ? 108.94( kV ) 变电站2高压侧流入功率为: ST 2 H ? 27.09 ? J14.99( MVA) 变电站2变压器电压损耗 PR ? Qi X 27.09 ? 1.21 ? 14.99 ? 25.41 ?VT 2 ? i ? ? 3.8( Kv ) Vi 108.94
39

变电站2归算到高压侧的低压母线电压 V2' L ? V2 H ? ?VT 2 ? 108.94 ? 3.8 ? 105.14(kV ) c)变电站 2 调压计算 按照题目对变电站2的调压要求为逆调压,即在最大负荷时变电站低压母 线电压要求为 1.05VN ? 1.05 ? 10 ? 10.5(kV ) 、最小负荷时变电站低压母线电 压要求为 1.00VN ? 1.0 ? 10 ? 10(kV) 。 则变压器抽头电压分别要求为 最大负荷时 V1t max ? 最小负荷时 V1t ? min ?
V1'L 108.19 ? V2 n ? ? 11 ? 113.34( kV ) V1L 10.5 V1'L 105.14 ? V2 n ? ? 11 ? 115.65(kV ) V1L 10

对于不能带负荷调节抽头的变压器,取两个分接头电压的平均值
V1t ? V1t max ? V1t min 113.34 ? 115.65 ?? ? 114.5(kV ) 2 2

由上可见,选择最接近的 VN ? 2.5%VN ? 1.025VN 标准分接头,分接头电 压为 1.025VN ? 112 .75(kV) 校验变电站1低压侧实际电压: 最大负荷时为: V1 ? 最小负荷时为: V1 ?
108.19 ? 11 ? 10.56(kV ) 112.75 105.14 ? 11 ? 10.25(kV ) 112.75

可见满足变电站2的调压的要求。 最后可得冬季潮流分布图:

40

最大负荷时 最小负荷时 单位kV 5 11 6.3 11 1.5

110.5 112.5 859 106.7. 9 85 3 10.52 10.22 SLD3 1 112.06 112.59 107.78

113.0 108.9 4 4 2 10.56 10.25 SLD2 6 12 11 1.8 5.7 3 6.51 6.18 水电厂6 单位kV

6.3 9 6.0 9 火电厂5 单位kV 4

SLD
1

10.4 10.0 1 8

112.5 112.5 108.9 2 9 510 10.5 10.3 3 2

冬季运行方式下电压分布

SLD4

冬季运行方式下变压器分接头及运行电压表 发电厂 额定容 额定电 选用分 最大负荷时 变电站 量 压 接头 高压侧 低压侧 名称 (MVA) (KV) 变电站1 25000 变电站2 25000 变电站3 16000 变电站4 20000 火电厂5 31500 火电厂5 63000 水电厂6 40000 110/11 110/11 110/11 110/11 +2.5%Vn 112.06 +2.5%Vn 113.04 0%Vn 0%Vn 110.58 112.52 10.41 10.56 10.52 10.53 6.39 6.39 6.51 最小负荷时 高压侧 低压侧

107.78 108.94 106.7 108.95 114.09 114.09 115.7

10.08 10.25 10.22 10.32 6.09 6.09 6.18

121/6.3 -2.5%Vn 119.68 121/6.3 -2.5%Vn 119.68 110/6.3 -2.5%Vn 121.83

从以上调压计算可见,实际上,在冬季也就是利用火电厂发电机的电压在 最大及最小运行方式下调节到不同的电压值,再加上各个变电站变压器分接头 的正确选择来达到整个系统对于调压的要求。

41

四、物资统计和运行特性计算
物资统计,需要统计导线型号、长度,变压器型号、容量和台数。

变压器 序 号 1 型号 SF731500/110 SFP763000/110 SF740000/110 SF720000/110 SF725000/110 容量 (MVA) 31500 台 数 2 用途

火电厂5升压变压器1、2号

2

63000

1

火电厂5升压变压器3号

3

40000

2

水电厂6升压变压器1、2号

3

20000

4

变电站1、4降压变压器各二台

4

25000

4

变电站2、3降压变压器各二台

高压输电线 序号 5-1 6-2 5-3 5-4 6-1 6-4 型号 LGJ-120 LGJ-120 LGJ-120 LGJ-120 LGJ-120 LGJ-120 长度(KM) 90.2 41.8 70.4 59.4 57.2 77 回数 1 2 2 1 1 1 长度(km) 90.2 83.6 140.8 59.4 57.2 77

冬季运行方式下最大和最小负荷时全网的功率损耗率,全网全年的电能
42

损耗率计算输电效率。 冬季最大运行方式 全网的功率损耗及功率损耗率 发电厂发电机送出功率计算 按照前面计算,火电厂5高压母线电压为116.3kV,发电厂5变压器高压侧功 率为高压母线流入四条线路,即双回5-3、5-1、5-4功率之和,即
S5H ? 64.62 ? J 29.44( MVA)

按照前面选择的火发电厂5的主接线方式,四台发电机分为两组,按照这种 分组接线方式,将高压母线的功率分别分配一半给两种不同接线的发电机,于 是,具有发电机母线的两台发电机变压器高压侧流入母线的功率为:
S5(1?2) H ? 1 1 S5 H ? (64.62 ? J 29.44) ? 32.31 ? J 14.72( MVA) 2 2

升压变压器(1、2号)绕组中的有功功率损耗为
?PT 5(1?2) ? ( Pi 2 ? Qi2 ) 32.312 ? 14.722 ? RT ? ? 1.03 ? 0.096( MW ) Vi 2 116.32

升压变压器(1、2号)的激磁有功功率损耗为
?PT 5(1?2) 0 ? 0.077 ( MW )

升压变压器(1、2号)的低压侧输入有功功率为
P5(1?2) ? P5(1?2) H ? ?PT 5(1?2) ? ?PT 5(1?2)0 ? 32.31 ? 0.096 ? 0.077 ? 32.483( MW ) 升

压变压器(3号)绕组中的有功功率损耗为
?PT 5(3) ? ( Pi 2 ? Qi2 ) 32.312 ? 14.722 ? RT ? ? 0.96 ? 0.089( MW ) Vi 2 116.32

升压变压器(3号)的激磁有功功率损耗为
?PT 5(3) 0 ? 0.065 ( MW )

升压变压器(3号)的低压侧输入有功功率为
P5(3) ? P5(3) H ? ?PT 5(3) ? ?PT 5(3)0 ? 32.31 ? 0.089 ? 0.065 ? 32.46( MW )

按照前面计算,水电厂6高压母线流入线路功率为线路6-2、6-1、6-4之 和,也即是水电厂升压变压器绕组通过的功率为
S6 H ? 66.61 ? J 31.16( MVA)
43

水电厂升压变压器绕组中的有功功率损耗为
( Pi 2 ? Qi2 ) 66.612 ? 31.162 ?PT 6 ? ? RT ? ? 0.796 ? 0.319( MW ) Vi 2 116.222

水电厂升压变压器的激磁有功功率损耗为
?PT 60 ? 0.092( MW )

水电厂升压变压器的低压侧输入有功功率为
P6 ? P6 H ? ?PT 6 ? ?PT 60 ? 66.61 ? 0.319 ? 0.092 ? 67.021( MW )

将以上三项相加,即可得发电厂送入电网的有功功率为
PF ? P5(1?2) ? P5(3) ? P6 ? 32.483 ? 34.66 ? 67.021 ? 134.164( MW )

负荷总有功功率 负荷总有功功率为各负荷功率的总合,即
PLD ? PLD1 ? PLD 2 ? PLD 3 ? PLD 4 ? 30 ? 35 ? 36 ? 26 ? 127( MW )

功率总损耗

功率总损耗 ? 发电机送出的功率 负荷总功率 ?P ?
?P ? PF ? PLD ? 134.164 ? 127 ? 7.164( MW )

功率损耗率(即功率损耗占发电机送出功率的百分数)

功率损耗率 ?P(%) ?
?P % ?

功率总损耗 ? 100 发电机送出的功率

?P 7.164 ? 100 ? ? 100 ? 5.34 PF 134.164

全网全年的电能损耗及电能损耗率 全网负荷年取用电能

全网负荷年取用的电能 ALD ?
其中 n 为负荷数

?P ?T
i i ?1

n

max i

由有所给题目数据可知,每个变电站负荷的最大负荷利用小时数均相同为 4500小时。故全网负荷年取用电能为

44

ALD ? ( PLD1 ? PLD 2 ? PLD 3 ? PLD 4 ) ? Tmax ? (30 ? 35 ? 36 ? 26) ? 4500 ? 571500( MWh)

全网电能损耗

全网网络的电能损耗 ?A ?

? ?P
i ?1

n

max i ? ? i

其中 n 为网络元件数 由有所给题目数据可知,每个变电站负荷的最大负荷利用小时数均相同为 4500小时,负荷功率因数也相同为0.9。故查附表5可得最大功率损耗时间为

? ? 2900 (h)
这样计算全网电能损耗时,只要用上面求出的全网功率损耗乘以上述最大 功率损耗时间即可

?A ? ?P ?? ? 7.164 ? 2900 ? 20775.6( MWh)
全网年消耗电能

全网年消耗的电能 ? 全网负荷年取用的电能LD ? 全网网络的电能损耗 A A A ?

A ? ALD ? ?A ? 571500 ? 20775.6 ? 550724.4( MWh)
年电能损耗率(即年电能损耗占全年消耗电能的百分数)

年电能损耗率 ?A(%) ?

全网网络的电能损耗 ?A ? 100 全网年消耗的电能 A

?A% ?
输电效率

?A 20775.4 ? 100 ? ? 100 ? 3.772 A 550724.4

输电效率 ? 100 ? 全网年电能损耗率?A%

输电效率 ? 100 ? 3.772 ? 96.228
冬季最小运行方式 全网的功率损耗及功率损耗率 发电厂发电机送出功率计算 火电厂5发电机母线电压计算应按前面假设,其高压母线电压为111.5kV, 发电厂5变压器高压侧功率为
S5H ? 51.04 ? J 21.47( MVA)

按照前面所述的功率分配,具有发电机母线的两台发电机变压器高压侧流 入母线分配一半的功率为:

45

S5(1?2) H ?

1 S5 H ? 25.52 ? J 10.74( MVA) 2

升压变压器(1、2号)绕组中的有功功率损耗为
?PT 5(1?2) ? ( Pi 2 ? Qi2 ) 25.522 ? 10.742 ? RT ? ? 1.03 ? 0.064( MW ) Vi 2 111.52

升压变压器(1、2号)的激磁有功功率损耗为
?PT 5(1?2) 0 ? 0.077 ( MW )

升压变压器(1、2号)的低压侧输入有功功率为
P5(1?2) ? P5(1?2) H ? ?PT 5(1?2) ? ?PT 5(1?2)0 ? 25.52 ? 0.064 ? 0.077 ? 25.661( MW ) 升

压变压器(3号)绕组中的有功功率损耗为
?PT 5(3) ? ( Pi 2 ? Qi2 ) 25.522 ? 10.742 ? RT ? ? 0.96 ? 0.060( MW ) Vi 2 111.52

升压变压器(3号)的激磁有功功率损耗为
?PT 5(3) 0 ? 0.065 ( MW )

升压变压器(3号)的低压侧输入有功功率为
P5(3) ? P5(3) H ? ?PT 5(3) ? ?PT 5(3)0 ? 25.52 ? 0.060 ? 0.065 ? 25.64( MW )

按照前面计算,水电厂6高压母线流入线路功率为线路6-2、6-1、6-4之 和,也即是水电厂升压变压器绕组通过的功率为
S6 H ? 50.76 ? J 22.43( MVA)

水电厂升压变压器绕组中的有功功率损耗为
?PT 6 ? ( Pi 2 ? Qi2 ) 50.762 ? 22.432 ? RT ? ? 0.796 ? 0.197( MW ) Vi 2 111.472

水电厂升压变压器的激磁有功功率损耗为
?PT 60 ? 0.024 ( MW )

水电厂升压变压器的低压侧输入有功功率为
P6 ? P6 H ? ?PT 6 ? ?PT 60 ? 50.76 ? 0.197 ? 0.024 ? 50.981( MW )

将以上三项相加,即可得发电厂送入电网的有功功率为
PF ? P5(1?2) ? P5(3) ? P6 ? 25.661 ? 25.64 ? 50.981 ? 102.282( MW )

46

负荷总有功功率 负荷总有功功率为各负荷功率的总合,即
PLD ? PLD1 ? PLD 2 ? PLD 3 ? PLD 4 ? 24 ? 27 ? 30 ? 18 ? 99( MW )

功率总损耗
?P ? PF ? PLD ? 102.282 ? 99 ? 3.282( MW )

功率损耗率(即功率损耗占发电机送出功率的百分数)
?P % ? ?P 3.282 ? 100 ? ? 100 ? 3.209 PF 102.282

全网全年的电能损耗及电能损耗率 全网负荷年取用电能 由题目所给数据可知,每个变电站负荷的最大负荷利用小时数均相同为 4500小时。故全网负荷年取用电能为
ALD ? ( PLD1 ? PLD 2 ? PLD 3 ? PLD 4 ) ? Tmax ? (24 ? 27 ? 30 ? 18) ? 4500 ? 445500( MWh)

全网电能损耗 由有所给题目数据可知,每个变电站负荷的最大负荷利用小时数均相同为 4500小时,负荷功率因数也相同为0.9。故查附表5可得最大功率损耗时间为

? ? 2900 (h)

?A ? ?P ?? ? 3.209 ? 2900 ? 9306.1( MWh)
全网年消耗电能

A ? ALD ? ?A ? 445500 ? 9306.1 ? 436193.9( MWh )
年电能损耗率(即年电能损耗占全年消耗电能的百分数)

?A% ?
输电效率

?A 93061.1 ? 100 ? ? 100 ? 2.133 A 436193.9

输电效率 ? 100 ? 2.133 ? 97.867

47

五、参考资料:
1.电力系统设计手册 电力工业部电力规划设计总院编 中国电力出版社出版 2.电力系统规划设计 成都科技大学出版社 3.系统设计技术规程 SDJ 161-85 水利电力出版社 4. P Q 分解法电力系统潮流计算程序 四川联合大学水电学院电力系 5.电力系统分析 华中工学院 1998年 颜婉仪编著

48





经过三个多月的时间,我终于如期的完成毕业论文,论文题目是《地方电 力网规划设计》。 作为一名本科毕业生,自己动手独立完成一个电力网设计的论文,感觉很 充实。在论文开题前,指导老师王贵德老师指导我查找资料,且提供了很多很 好的参考资料给我作为参考,这为我的论文指导了正确的理论路线,使我能很 迅速的进行论文的开题。在设计过程中,王贵德老师总会在我们最需要的时候 给予我们最快最好的帮助,他的严谨治学、耐心教导及关心学生使我深深的感 动。 感谢大学三年来所有的老师,为我们打下了坚实的专业知识的基础;同时 还要感谢所有的同学们,正是因为有了你们的支持和鼓励,此次毕业论文才能 顺利完成。 最后感谢网络学院和母校---四川大学三年来对我的大力栽培。

49

附录一 用表格法进行电力平衡计算
(一) 系统最大供电负荷计算:
系统最大供电负荷 ? 年最大负荷 1 ? 网损率

按题目所给,年最大负荷已由题目给出,网损率=5%(也是由题目给出 的),得各月系统最大供电负荷 Pmax 计算如下: 一月: Pmax ? 三月: Pmax ? 五月: Pmax ? 七月: Pmax ? 九月: Pmax ?
114 ? 120MW 1 ? 5% 112 ? 117.9 MW 1 ? 5% 107 ? 112.63MW 1 ? 5% 113 ? 118.95MW 1 ? 5%

二月: Pmax ?

113 ? 118.95MW 1 ? 5% 110 ? 115.79 MW 1 ? 5% 108 ? 113.68MW 1 ? 5% 115 ? 121.05MW 1 ? 5%

四月: Pmax ?

六月: Pmax ? 八月: Pmax ? 十月: Pmax ?

120 ? 126.32 MW 1 ? 5%
127 ? 133.68MW 1 ? 5%

123 ? 129.47 MW 1 ? 5%
130 ? 136.84 MW 1 ? 5%

十一月: Pmax ?

十二月: Pmax ?

则可得系统最大供电负荷Pmax如下表1:
表1 系统最大供电负荷 Pm a x(单位:MW )

月份

一 月

二 月 118 .95

三 月 117 .9

四 月 115 .79

五 月 112 .63

六 月 113 .68

七 月 118 .95

八 月 121 .05

九 月 126 .32

十 月 129 .47

系统最大 120 供电负荷

十 一 月 133 .68

十 二 月 136 .84

(二)

工作容量计算

1. 水电厂工作容量计算:
1) 先求出夏季及冬季的最小负荷系数β
最小负荷系数? ? 变电站总的最小负荷 变电站总的最大负荷
50

得各变电站(包括发电厂的地方负荷)的最大有功负荷: 夏季:

Px max ? 26 ? 32 ? 32 ? 22 ? 9 ? 121MW
Px min ? 20 ? 26 ? 25 ? 16 ? 7 ? 94 MW
冬季:

Pd max ? 30 ? 35 ? 36 ? 26 ? 10 ? 137 MW
Pd min ? 24 ? 27 ? 30 ? 18 ? 8 ? 107 MW
夏季最小负荷系数? ?
冬季最小负荷系数? ?

94 ? 0.78 121
107 ? 0.78 137

2) 用公式法计算水电厂工作容量,按公式法计算水电厂的可调日 保证电量:
At j ? K tj ( Psh yp ? Pq ) ? 24

其中: Psh yp ——水电月平均出力(题目中已给出)
Pq ——水电厂不可调节部分出力(若题目中未给出,则 Pq ? 0 )
K tj ——水电厂月调节系数,在本次规划设计中,按题目所给,冬季取

1.2;夏季取 1.05。 一月: At j ? 1.2 ? (29 ? 0) ? 24 ? 835.2 二月: At j ? 1.2 ? (31 ? 0) ? 24 ? 892.8 三月: At j ? 1.2 ? (34 ? 0) ? 24 ? 979.2 四月: At j ? 1.05 ? (36 ? 0) ? 24 ? 907.2 五月: At j ? 1.05 ? (39 ? 0) ? 24 ? 982.8 六月: At j ? 1.05 ? (47 ? 0) ? 24 ? 1184.2 七月: At j ? 1.05 ? (48 ? 0) ? 24 ? 1209 八月: At j ? 1.05 ? (48 ? 0) ? 24 ? 1209 九月: At j ? 1.05 ? (44 ? 0) ? 24 ? 1108.8 十月: At j ? 1.2 ? (40 ? 0) ? 24 ? 1152
51

十一月: At j ? 1.2 ? (36 ? 0) ? 24 ? 1036.8 十二月: At j ? 1.2 ? (34 ? 0) ? 24 ? 919.2 3)
系统日峰荷电量 ? Pmax ? (? ? ? ) ? 24

一月: 120 ? (0.9 ? 0.78) ? 24 ? 345.6 三月: 117.9 ? (0.9 ? 0.78) ? 24 ? 339.55

二月: 118.95 ? (0.9 ? 0.78) ? 24 ? 342.58

四月: 115.79 ? (0.89 ? 0.78) ? 24 ? 305.69 五月: 112.63 ? (0.89 ? 0.78) ? 24 ? 297.34 六月: 113.68 ? (0.89 ? 0.78) ? 24 ? 300.12 七月: 118.95 ? (0.89 ? 0.78) ? 24 ? 314.03 八月 121.05 ? (0.89 ? 0.78) ? 24 ? 319.57 九月: 126.32 ? (0.89 ? 0.78) ? 24 ? 333.48 十月: 129.47 ? (0.9 ? 0.78) ? 24 ? 372.87 十一月: 133.68 ? (0.9 ? 0.78) ? 24 ? 385 十二月: 136.84 ? (0.9 ? 0.78) ? 24 ? 394.1 4) 水电厂工作容量 比较 Atj 和 Pmax ? (? ? ? ) ? 24 的大小,可以看出,本系统的所有月份:
Atj ? Pmax ? (? ? ? ) ? 24

因此,此水电厂除可带全部尖峰负荷外,还可带部分基荷。 即水电厂的工作容量可按下式计算: Psh g ? K tj ( Psh yp ? Pq ) ? Pmax (1 ? ? ) ? Pq 式中 荷)
Pmax ——电力系统最大日负荷;(用前面求出的系统每月的最大供电负

? ——日负荷率;(题目已给出)
Pq ——水电厂强制出力,本题未给定,故取值为 0

一月: 二月: 三月: 四月: 五月:

Psh g ? 1.2 ? 29 ? 120 ? (1 ? 0.9) ? 46.8MW Psh g ? 1.2 ? 31 ? 118.95 ? (1 ? 0.9) ? 49.1MW Psh g ? 1.2 ? 34 ? 117.9 ? (1 ? 0.9) ? 52.59 MW Psh g ? 1.05 ? 36 ? 115.79 ? (1 ? 0.89) ? 50.54 MW

Psh g ? 1.05 ? 39 ? 112.63 ? (1 ? 0.89) ? 53.34 MW

52

六月: 七月: 八月: 九月: 十月:

Psh g ? 1.05 ? 47 ? 113.68 ? (1 ? 0.89) ? 61.85MW
Psh g ? 1.05 ? 48 ? 118.95 ? (1 ? 0.89) ? 63.48MW Psh g ? 1.05 ? 48 ? 121.05 ? (1 ? 0.89) ? 63.82 MW Psh g ? 1.05 ? 44 ? 126.32 ? (1 ? 0.89) ? 60.1MW Psh g ? 1.2 ? 40 ? 129.47 ? (1 ? 0.9) ? 60.95MW

十一月: Psh g ? 1.2 ? 36 ? 133.68 ? (1 ? 0.9) ? 56.57 MW 十二月: Psh g ? 1.2 ? 34 ? 136.84 ? (1 ? 0.9) ? 54.48 MW 水电厂的工作容量列表如下表3所示:
表3 水电厂的工作容量(单位:MW )

月份

一 月

二 月 49. 1

三 月 52. 59

四 月 50. 54

五 月 53. 34

六 月 61. 85

七 月 63. 48

八 月 63. 72

九 月 60. 1

十 月 60. 95

水电厂 46. 工作容量 8

十 一 月 56. 57

十 二 月 54. 48

2. 火电厂工作容量计算 火电厂的工作容量等于系统的最大供电负荷减去水电厂的工作容量
Ph q ? Pmax ? Psh g

一月: Ph q ? 120 ? 46.8 ? 73.2 MW

二月: Ph q ? 118.95 ? 49.1 ? 69.85MW 四月: Ph q ? 115.79 ? 50.54 ? 65.25MW 六月: Ph q ? 113.68 ? 61.85 ? 51.83MW

三月: Ph q ? 117.9 ? 52.59 ? 65.31MW 五月: Ph q ? 112.63 ? 53.34 ? 59.29 MW 七月: Ph q ? 118.95 ? 63.48 ? 55.47 MW 八月: Ph q ? 121.05 ? 63.72 ? 57.33MW 九月: Ph q ? 126.32 ? 60.1 ? 66.22 MW 十一月: Ph q ? 133.68 ? 56.57 ? 77.11MW

十月: Ph q ? 129.47 ? 60.95 ? 68.52 MW 十二月: Ph q ? 136.84 ? 54.48 ? 82.36MW

火电厂的工作容量列表如下表4所示:
表4 火电厂的工作容量(单位:MW )

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

53

火电厂 73. 工作容量 2

69. 85

65. 31

65. 25

59. 29

51 83

55. 47

57. 33

66. 22

68. 52

77. 11

82. 36

(三)

备用容量的计算
取 Pfh b ? 5% ? Pmax 二月: Pfh b ? 5% ? 118.95 ? 5.95MW

1. 负荷备用容量 Pfh b : 一月: Pfh b ? 5% ? 120 ? 6 MW

三月: Pfh b ? 5% ? 117.9 ? 5.9 MW 四月: Pfh b ? 5% ? 115.79 ? 5.79 MW 五月: Pfh b ? 5% ? 112.63 ? 5.63MW 六月: Pfh b ? 5% ? 113.68 ? 5.68MW 七月: Pfh b ? 5% ? 118.95 ? 5.95MW 八月: Pfh b ? 5% ? 121.05 ? 6.05MW 九月: Pfh b ? 5% ? 126.32 ? 6.32 MW 十月: Pfh b ? 5% ? 129.47 ? 6.47 MW 十一月: Pfh b ? 5% ? 133.68 ? 6.68MW 十二月: Pfh b ? 5% ? 136.84 ? 6.84 MW 2. 事故备用容量 Psg b : 取 Psg b

? 10 % ? Pmax

一月: Psg b ? 10% ? 120 ? 12 MW 二月: Psg b ? 10% ? 119 ? 11.9 MW 三月: Psg b ? 10% ? 117.9 ? 11.79 MW 四月: Psg b ? 10% ? 115.79 ? 11.58MW 五月: Psg b ? 10% ? 112.63 ? 11.26 MW 六月: Psg b ? 10% ? 113.68 ? 11.37 MW 七月: Psg b ? 10% ? 118.95 ? 11.9 MW 八月: Psg b ? 10% ? 121.05 ? 12.11MW 九月: Psg b ? 10% ? 126.32 ? 12.63MW 十月: Psg b ? 10% ? 129.47 ? 12.95MW 十一月: Psg b ? 10% ? 133.68 ? 13.37 MW 十二月: Psg b ? 10% ? 136.84 ? 13.68MW

注:由于设计系统与原有大系统有联络线联系,则由于原系统一般容量很 大,已具有一定的事故备用容量,因此,设计系统的事故备用可以不考虑 “事故备用容量不能小于本系统最大一台单机容量,即25MW”这一条件。 求备用容量在水、火电厂之间的分配: 1) 负荷备用容量:由水电厂承担 2) 事故备用容量:按水火电厂工作容量的比例分配,即
水电厂备用容量 ? 火电厂备用容量 ? 水电厂工作容量 ? 系统事故备用容量 ? 系统负荷备用容量 系统最大供电负荷 火电厂工作容量 ? 系统事故备用容量 系统最大供电负荷

54

3) 水电厂备用容量如下:

Psh b ?

Psh g Pmax

? Psg b ? Pfh b

一月: Psh b

?

46.8 ? 12 ? 6 ? 10.68MW 30.31

二月: Psh b

?
?

49.1 ? 11.9 ? 5.95 ? 10.86 MW 118.95
52.59 ? 11.79 ? 5.9 ? 11.16MW 117.9 50.54 ? 11.58 ? 5.79 ? 10.84 MW 115.79

三月: P b sh

四月: P b ? sh 五月: P b ? sh

53.34 ? 11.26 ? 5.63 ? 10.96 MW 112.63
61.85 ? 11.37 ? 5.68 ? 11.87 MW 113.68

六月: P b sh

?

七月: P b sh

?
? ?

63.48 ? 11.9 ? 5.95 ? 12.3MW 118.95
63.72 ? 12.11 ? 6.05 ? 12.42 MW 121.05 60.1 ? 12.63 ? 6.32 ? 12.33MW 126.32

八月: P b sh

九月: P b sh

十月: P b sh

?

60.95 ? 12.95 ? 6.47 ? 12.57 MW 129.47
? 56.57 ? 13.37 ? 6.68 ? 12.5MW 133.68

十一月: Psh b

十二月: P b sh

?

54.48 ? 13.68 ? 6.84 ? 12.29 MW 136.84
表5 水电厂的备用容量(单位:MW )

水电厂的备用容量列表如下表5所示:

55

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

水电厂备 用容量

10. 68

10. 86

11. 16

10. 84

10. 96

11. 87

12. 3

12. 42

12. 33

12. 57

12. 5

12. 29

4) 火电厂备用容量如下:
一月: Ph b ? 三月: Psh b ?

Ph b ?

Ph g Pmax

? Psg b
69.85 ? 11.9 ? 6.99 MW 118.95

73.2 ? 12 ? 7.32 MW 120

二月: Ph b ?

65.31 ? 11.79 ? 6.5MW 四月: 117.9

Psh b ?

65.25 ? 11.58 ? 6.53MW 115.79
59.29 ? 11.26 ? 5.93MW 六月 112.63

五月: Psh b ?

Psh b ?

51.83 ? 11.37 ? 5.18MW 113.68

七月: Psh b ?

55.47 ? 11.9 ? 5.55MW 八月 118.95

Psh b ?

57.33 ? 12.11 ? 5.74 MW 121.05

九月: Psh b ?

66.22 ? 12.63 ? 6.62 MW 126.32

十月

Psh b ?

68.52 ? 12.95 ? 6.85MW 129.47
77.11 ? 13.37 ? 7.71MW 十二月 133.68

十一月: Psh b ?

Psh b ?

82.36 ? 13.68 ? 8.23MW 136.84
表6 火电厂的备用容量 (单位:MW )

火电厂的备用容量列表如下表6所示:

56

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

火电厂备 用容量

7.3 2

6.9 9

6.5

6.5 3

5.9 3

5.1 8

5.5 5

5.7 4

6.6 2

6.8 5

7.7 1

8.2 3

3. 系统需要的备用容量 电力系统负荷备用容量与事故备用容量之和即为总的系统需要的备用容量 最后可得电力系统备用容量如表7所示:

表7 月 备 用

电力系统的备用容量 (单位:MW )

一 月 6

二 月 5.9 5 11. 9

三 月 5.9

四 月 5.7 9 11. 58

五 月 5.6 3 11. 26

六 月 5.6 8 11. 37

七 月 5.9 5 11. 9

八 月 6.0 5 12. 11

九 月 6.3 2 12. 63

十 月 6.4 7 12. 95

一,负 荷备用 容量 二,事 故备用 容量 其中: 水电厂 备用容 量 火电厂 备用容 量 三,系 统需要 备用容 量

十 一 月 6.6 8 13. 37

十 二 月 6.8 4 13. 68

12

11. 79

10. 68 7.3 2 18

10. 86 6.9 9 17. 84

11. 16 6.5

10. 84 6.5 3 17. 37

10. 96 5.9 3 16. 89

11. 87 5.1 8 17. 05

12. 3 5.5 5 17. 84

12. 42 5.7 4 18. 16

12. 33 6.6 2 18. 95

12. 57 6.8 5 19. 42

12. 5 7.7 1 20. 05

12. 29 8.2 3 20. 53

17. 69

(四)

系统需要容量

系统需要容量计算公式:
系统需要容量 ? 系统最大供电负荷 ? 系统备用容量 ,即 Px x ? Pmax ? Px b

系统需要容量列表如表8所示:
表8 系统需要容量列表如(单位:MW )

57

月份 系统需 要容量

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

138

136 .79

135 .59

133 .16

129 .52

130 .73

136 .79

139 .21

145 .27

148 .89

153 .73

157 .37

(五) 量

水电利用容量、水电能供给系统容量和需要火电装机容

对于水电厂,其工作出力与备用容量之和,也称为水电利用容量,即水电 需要装机容量;即: 水电利用容量 ? 水电工作容量 ? 水电备用容量 (注:水电利用容量的所有月份数据也不应超过水电厂实际装机容量) 由于水电厂也要供给厂用电,水电利用容量扣除厂用电后可得水电厂能供 给系统的容量,(水电厂厂用电率由题目所给为1%)于是,水电能供给系统的 容量为: 水电厂能供给系统的容量 ? 水电利用容量? (1 ? 水电厂厂用电率)
表9 水电利用容量和水电能供给系统的容量表 月份 水电利 用容量 水电能 供给系 统的容 量 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

57. 48
56.9 1

59. 78
59.1 8

63. 75
63.1 1

61. 38
60.7 7

64. 3
63.6 6

72

72

72

72

72

69. 07
68.3 8

66. 77
66.1 0

71.2 8

71.2 8

71.2 8

71.2 8

71.2 8

注:水电利用容量的所有月份数据不应超过水电厂实际装机容量,由于6~ 10月份水电利用容量大于水电厂实际装机容量,故全部取72MW。 对于需要火电厂装机容量的计算,要考虑系统需要容量、水电厂能供给系 统的容量以及火电厂的厂用电率;用以下公式计算:
系统需要火电装机容量 ? 系统需要容量 ? 水电厂能供给系统的容量 1 ? 火电厂厂用电率

(火电厂厂用电率由题目所给为8%)
表10 系统需要火电装及容量表 月份 系统需 要火电 装机 容量 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

88. 14

84. 36

78. 78

78. 68

71. 59

64. 62

71. 21

73. 84

80. 42

84. 36

92. 77

99. 21

(六)

系统需要火电新增装机计算

由题知:系统的实际火电装机容量 Ph zhj ? 4 ? 25 ? 100 MW ,与上表比较可知
58

,系统需要火电装机容量均不大于系统的实际火电装机容量,则本设计不需要 新增火电装机容量。于是,系统需要火电新增装机容量如表11所示:
表11 系统需要火电新增装机容量(单位:MW )

月份 需要火电新增 装机容量

一 月 0

二 月 0

三 月 0

四 月 0

五 月 0

六 月 0

七 月 0

八 月 0

九 月 0

十 月 0

十 一 月 0

十 二 月 0

如设计系统与原有系统有联络线联系,则由于原系统一般容量很大,也会 有一定的备用容量;因此,如果设计系统的装机容量有缺额或有富裕都可与原 有系统交换功率(即设计系统功率有缺额时,可由原有系统提供;而设计系统 功率有余额时,可送入原有系统),则设计系统也可不考虑新增装机,并且必 要时可计算出设计系统与原有系统之间的最大的交换功率。

(七)

总的电力平衡列表如下

由上面计算可见,本设计系统电力平衡满足要求,最后将各部分计算结果 表列在一起,可得总的电力平衡如表12所示:

59

电力平衡表 电力平衡 表 一,系统最大供电负荷 二, 工作容量 其 水电厂 工作容量 中 火电厂 工作容量 三, 备用容量 其 负荷备用容量 中 事故备用容量 一 十 一 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 120 118 117 115 112 113 118 121 126 129 133 .95 .9 .79 .63 .68 .95 .05 .32 .47 .68 46. 8 73. 2 6 49. 1 69. 85 52. 59 65. 31 50. 54 65. 25 53. 34 59. 29 61. 85 51. 83 63. 48 55. 47 63. 72 57. 33 60. 1 66. 22 6.3 2 12. 36 18. 95 145 .27 72 60. 95 68. 52 6.4 7 12. 95 19. 42 148 .89 72 56. 57 77. 11 6.6 8 13. 37 20. 05 153 .73 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十 二 月 136 .84 54. 48 82. 36 6.8 4 13. 68 20. 53 157 .37

5.9 5.9 5.7 5.6 5.6 5.9 6.0 5 9 3 8 5 5 12 11. 11. 11. 11. 11. 11. 12. 9 79 58 26 37 9 11 系统需要的总备用容量 18 17. 17. 17. 16. 17. 17. 18. 84 69 37 89 05 84 16 四,系统需要装机容量 138 136 135 133 129 130 136 139 .79 .59 .16 .52 .73 .79 .21 五, 水电利用容量、水电能供给系统的容量和需要火电装机容量 其 水电利用容量 57. 59. 63. 61. 64. 72 72 72 中 48 78 75 38 3
水电能供给系统的容量 56. 91 59. 18 63. 11 60. 77 63. 66 71. 28 71. 28 71. 28

69. 66. 07 77
68. 38 66. 10

71. 28

71. 28

需要火电装机容量 六,需要新增火电装机 容量

88. 84. 78. 78. 71. 64. 71. 73. 80. 84. 92. 99. 14 36 78 68 59 62 21 84 42 36 77 21 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

表12

电力平衡表(单位:MW )

用表格法进行电量平衡计算例
(一) 电力网月平均负荷
电力网月平均负荷 ? 系统最大供电负荷?日负荷率? 月不均衡率

60

Pyp ? Py . max ? ? y ? ? y

式中 Pyp ——某月平均负荷;
Py . max ——某月最大负荷;

? y ——某月月不均衡系数;
? y ——日负荷率。
月平均负荷乘以相应的月小时数,12个月相加后即得全年的需电量。 按月求电力网月平均负荷Pyp: Pyp= Pmax×γ×σ 一月: Pyp ? 120 ? 0.9 ? 0.87 ? 93.96MW 二月: Pyp ? 118.95 ? 0.9 ? 0.87 ? 93.14 MW 三月: Pyp ? 117.9 ? 0.9 ? 0.87 ? 92.32 MW 四月: Pyp ? 115.79 ? 0.89 ? 0.88 ? 90.69 MW 五月: Pyp ? 112.63 ? 0.89 ? 0.88 ? 88.21MW 六月: Pyp ? 113.68 ? 0.89 ? 0.88 ? 89.03MW 七月: Pyp ? 118.95 ? 0.89 ? 0.88 ? 93.16MW 八月: Pyp ? 121.05 ? 0.89 ? 0.88 ? 94.81MW 九月: Pyp ? 126.32 ? 0.89 ? 0.88 ? 98.93MW 十月: Pyp ? 129.47 ? 0.9 ? 0.87 ? 101.38MW 十一月: Pyp ? 133.68 ? 0.9 ? 0.87 ? 104.67MW 十二月: Pyp ? 136.84 ? 0.9 ? 0.87 ? 107.15MW

(二)

火电厂的月平均出力 Ph yp

火电厂月平均出力? 电力网月平均负荷? 水电厂实际月平均出力

按月求火电厂的月平均出力 Ph yp ? Pyp ? Psh yp 一月: Ph yp ? 93.96 ? 29 ? 64.96MW 三月: Ph yp ? 92.32 ? 34 ? 58.32 MW 五月: Ph yp ? 88.21 ? 39 ? 49.21MW 七月: Ph yp ? 93.16 ? 48 ? 45.16MW 九月: Ph yp ? 98.93 ? 44 ? 54.93MW 十一月: Ph yp ? 104.67 ? 36 ? 68.67.MW 二月: Ph yp ? 93.14 ? 31 ? 62.14 MW 四月: Ph yp ? 90.96 ? 36 ? 54.69 MW 六月: Ph yp ? 89.03 ? 47 ? 42.03MW 八月: Ph yp ? 94.81 ? 48 ? 46.81MW 十月: Ph yp ? 101.38 ? 40 ? 61.38MW 十二月: Ph yp ? 107.15 ? 34 ? 73.15MW

61

表13

电量平衡表 电量平衡表

十 电量平衡表 一 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 一,电力网月平 93. 93. 92. 90. 88. 89. 93. 94. 98. 101 104 均负荷 (万 96 14 32 69 21 03 16 81 93 .38 .67 KW) 二, 电力网月平均出力分配 (万 KW ) 其中 水电厂 29 31 34 36 39 47 48 48 44 40 36 实际月 平均出 力 火电厂 64. 62. 58. 54. 49. 42. 45. 46. 54. 61. 68. 月平均 96 14 32 69 21 03 16 81 93 38 67 出力





















十 年发电 二 量 月 107 837300 .15

34

340200

73. 497100 15

(三)

电量平衡表

最后可得出下面电量平衡如表13所示:

(四)

求年利用小时数

水电年利用小时数:(其中730为每月平均小时数)
水电年利用小时数 ? 十二个月水电平均出力的总和 ? 730 水电装机容量

水电年利用小时数 ?

(29 ? 31 ? 34 ? 36 ? 39 ? 47 ? 48 ? 48 ? 44 ? 40 ? 36 ? 34) ? 730 ? 4 ? 18 ? 4725小时

火电年利用小时数 ?

十二个月火电平均出力的总和 ? 730 火电装机容量

火电年利用小时数 ?

680.96 ? 730 497100 ? ? 4971小时 4 ? 25 100

如果火电厂有新增装机,则火电厂年利用小时数要按设计大纲中的分段公 式计算。
火电厂年发电量 ? 4 ? 25 ? 4971 ? 497100MW ? h 水电厂年发电量 ? 4 ? 18 ? 4725 ? 340200MW ? h

电厂年总发电量 ? 497100MW ? h ? 340200MW ? h ? 837300MW ? h 由上面计算可见,火电厂的年利用小时数在5000小时左右,故满足电量平衡的

62

要求。

63


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