电力工程设计项目设计方案一、设计题目：电力系统规划设计二、设计的原始资料（另附）三、设计的容要求按照下述设计的容与要求，每个小组的学生合作完成本设计，共同形成1份“电力工程课程设计说明书”1.原始资料分析、系统的功率平衡及无功补偿的装置2.确定若干可能的网络方案1)设计电网布线形式及相应的电压等级。
2)选择线路的导线型号。
3)选择各变电站中主变压器的台数、容量及主接线形式。
3.对上述方案经初步比较（比较项目如下）选择出2~3个设计方案1)路径长度2)导线长度3)有色金属消耗量4)系统侧高压断路器数目4.对上述方案经详细比较（比较项目如下）选择一个最优设计方案1)电压损耗 (2)一次投资 (3)年运行费 (4)电能损耗5.对最优方案进行下列三种方式的潮流计算，并绘出潮流分布图1)正常情况最大负荷（此时，一般应再校验各导线的型号，必要时做相应重选）。
2)正常情况最小负荷。
3)故障情况最大负荷。
6.按照各结点电压的要求进行调压方式的选择和相应的计算7.最优网络的统计数字如下1)一次投资2)年运行费3)输电效率4)物资消耗统计表8.标准图纸要求1)初步方案比较图一（2号图纸）。
2)最优方案主接线图一（2号图纸）。
3)最大及最小潮流分布图一（2号图纸）。
四、主要参考资料1.《电力工程设计手册》1、3册西北电力2. 《电力系统课程设计参考资料》 梁志瑞3. 《电力系统毕业设计及课程设计参考资料》 东南大学 绳敏4. 《电力工业常用设备手册》 第3册5. 《电力系统稳态分析》1电力电量平衡1.1系统有功平衡1.1.1 系统用电负荷发电机总装机容量（有功功率的额定值之和）应大于所有最大负荷之和。
系统总用电负荷为：4.max 3.max 2.max 1.max 44.max P P P P Pi i+++=∑=MW MW MW MW 51457+++= MW 31=有了各个区域的最大用电负荷，将其相加，再乘以同时率，即得系统最大用电负荷y P ，其表达式为：∑==41.max 1*i i y P K P式中 ∑=41.m ax i i P ----区域各个所最大用电负荷之和；1K ----同时率。
同时率1K 与电力用户的多少，各用户的用电特点等因素有关，参照表1-1，去同时率为0.90，得y P =27.9MW 。
表1-1同时率1K 参考值1.1.2 系统供电负荷和发电负荷系统的供电负荷，就是用电负荷加上为输送负荷而产生的功率损耗。
系统的供电负荷g P 表达式为：y g P K P 211-=式中 2K ----网损率； y P ----系统的用电负荷。
在规划设计时，网损是用网损率计算，而网损率是以供电负荷的百分数所表示，一般为5%~10%，本设计取2K =8%，则33.30=g P MW 。
系统发电负荷是指满足系统供电负荷，以及发电机电压支配负荷的需要，发电厂发出的功率，其表达式为：)(113z g f P P K P +-=式中 g P ----系统的供电负荷； z P ----发电机电压支配负荷； 3K ----厂用电率。
通常发电厂厂用电率如表1-2，查表，取3K =6%，得f P =49.29MW 。
表1-2发电厂厂用电率K 3（%）1.1.3 系统备用容量负荷备用容量。
通常为最大发电负荷的2%~5%，低值适用于大系统，，高值适用于小系统。
本设计为小系统，取为5%。
事故备用容量。
通常为最大发电负荷的10%左右，本设计取为10%。
检修备用容量。
通常为最大发电负荷的8%~15%，具体数值有系统情况而定，本设计取为10%。
考虑备用容量后，系统发电负荷为：'f P =f P *（1+5%+10%+10%）=61.61MW发电机组额定容量为：e f P .=25*3=75MW发电机组工作效率为K=61.61/75=82.14%，正好满足发电机组在80%~100%的经济出力的要求，有利于事故时系统频率的稳定，也有利于供电的可靠性及运行的经济性。
1.2 无功补偿的设置取各个变电站补偿后的功率因数为0.95。
每个站的补偿容量计算如下：1.2.1 1号变电站的无功补偿补偿前的无功为：Q max .1=P max .1cosθ0√1−cosθ02=70.85×√1−0.852=4.34Mvar补偿后的无功容量为：Q max .1=P max .1cosθ0√1−cosθ2=70.95×√1−0.952=2.30Mvar1号变电站无功补偿容量为Q c .1=Q max .1−Q′max .1=2.04Mvar1.2.2 2号变电站的无功补偿补偿前的无功为：Q max .2=P max .2cosθ√1−cosθ02=50.85×√1−0.852=3.10 Mvar 补偿后的无功容量为:Q max .2=P max .2cosθ√1−cosθ2=50.95×√1−0.952=1.64Mvar 2号变电站无功补偿容量为Q c .2=Q max .2−Q ′max .2=1.46Mvar1.2.3 3号变电站的无功补偿补偿前的无功功率：Q max .3=P max .3cosθ0√1−cosθ02=140.85×√1−0.852=8.68Mvar补偿后的无功容量为：Q max .3=P max .3cosθ√1−cosθ2=140.95×√1−0.952=4.60Mvar 3号变电站无功补偿容量为: Q c .3=Q max .3−Q′max .3=4.08Mvar1.2.4 4号变电站的无功补偿补偿前的无功功率为：Q max .4=P max .4cosθ0√1−cosθ02=50.85×√1−0.852=3.10Mvar补偿后的无功功率为Q max .4=P max .4cosθ√1−cosθ2=50.95×√1−0.952=1.64Mvar 4号变电站无功补偿容量为Q c .4=Q max .4−Q′max .4=1.46MvarQ G <Q ∑，故由发电机提供的无功功率不能满足电网的无功需求，要进行补偿，各个变电站总补偿容量为：∑Q max .i 4i =1=9.04Mvar2供电方案设计与比较2.1 方案的初步设计根据电力负荷对供电质量的要求以及电力负荷分布的特点，我们设计出了6种初步供电方案，各个方案的网络拓扑见附录（I ）。
2.2发电厂和变电站的主接线设计2.2.1主接线设计要求发电厂的电气主接线方式，应根据厂装机容量、单机容量、设备特点、最终规模等，结合电力系统现状与将来发展，以及本厂再电力系统中的地位等条件综合确定，其接线方式应具备可靠、灵活、经济等基本性能特点。
2.2.2 发电厂主接线设计此电厂发电机组容量为25MW，台数为3台，低压侧采用双母接线；用3台主变压器与110KV网络联系。
高压侧都有4回出线，所以选择双母线的主接线形式。
2.2.3变电站的主接线设计1）变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，如桥型接线、变压器—线路组等，在满足继电保护的要求下，也可在地区线路上采用分支接线，即T形接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。
2）在具有两台主变压器的变电所中，当35~220KV线路为双回线时，若无特殊要求，该电压级主接线均采用桥型接线。
3）在35~60KV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线。
若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。
4）在110、220KV配电装置中，当线路为3~4回时，一般采用单母线分段接线；若为枢纽变电所，线路在4回及以上时，一般采用双母线接线。
5）如果断路器不允许停电检修，则应增加相应的旁路设施，其原则基本同前。
根据以上要求对各种方案的主接线选择见表（3）。
2.3导线的选择与校验按经济电流密度选择导线截面积：S j=（√P+Q）max√3J e N=P√3J e N式中（√P2+Q2）max—正常运行方式下的线路最大持续视在功率，KVA；U N—线路额定电压,KV；J e—经济电流密度，A/mm2根据计算结果选取接近的标称截面积导线。
2.3.1方案I对环网进行初步潮流计算：S A=(5+j1.643)155+(14+j4.602)∗130+(5+j1.643)∗109+(7+j2.3)∗3622+25+21+73+36=19.16+j6.295KVA SA′=(7+j2.3)∗141+(5+j1.643)∗68+(14+j4.602)∗47+(5+j1.643)∗2222+25+21+73+36=11.84+j3.89KVAS2−3=14.164+j4.655KVAS3−4=0.164+j0.053KVAS1−4=4.836+j1.59KVA经计算、查表可得T3−4=T1−4=T2−3=4000h时，J e=1.28；T A−1=4292h时，J e=1.22；T A−2=4104h时，J e=1.26；计算A-2线路得，S A−2=√22323∗1.26∗110=42.014mm2计算2-3线路得，S2−3=√223√3∗1.28∗110=30.57mm2计算3-4线路得，S3−4=√223√3∗1.28∗110=0.705mm2计算1-4线路得，S1−4=√223√3∗1.28∗110=20.876mm2计算A-1线路得，S A−1=√223√3∗1.22∗110=53.60mm2按发热校验导线截面：I jmax=P√3U cosφ线路A-2：I A−2max=3√3∗110∗0.95=105.854A<234A线路2-3：I2−3max=3√3∗110∗0.95=78.115A<234A线路3-4：I3−4max=3√3∗110∗0.95=1.764A<234A线路1-4：I1−4max=3√3∗110∗0.95=130.276A<234A线路A-1： I A −1max =33∗110∗0.95=53.032A <234A其中，查表得各型号导线持续容许电流，校验都符合长期发热要求。
经查表得所有线路均采用LGJ50/8。
单位重量为195.1Kg/Km 。
线路长度为349.8Km ，所以有色金属消耗量为68.25吨2.3.2方案IIS A =(19+j6.251)∗150+(5+j1.645)∗109+(7+j2.3)∗3622+41+73+36=21.203+j6.976 KVA S A ′=(7+j2.3)∗136+(5+j1.643)∗63+(19+j6.251)∗2222+41+73+36=9.797+j3.223 KVAS 2−4=S A −S 2=21.203+j6.976−19−j6.251=2.203+j0.725KVAS 2−3=14+j4.602KVAS 1−4=S A ′−S 1=2.797+j0.92KVA 经计算、查表可得T 2−4=T 1−4=T 2−3=4000h时，J e =1.28；T A −1=4292h时，J e =1.22； T A −2=4104h时，J e =1.26；计算A-2线路得， S A −2=√22323∗1.26∗110=46.49mm 2计算2-3线路得， S 2−3=√223√3∗1.28∗110=30.455mm 2计算2-4线路得， S 2−4=√223√3∗1.28∗110=9.585mm 2计算1-4线路得， S 1−4=√223√3∗1.28∗110=12.169mm 2计算A-1线路得，S A −1=√223√3∗1.22∗110=53.60mm 2按发热校验导线截面：I jmax =P √3U cos φ线路A-2： I A −2max =3√3∗110∗0.95=117.156A <234A 线路2-3： I 2−3max =14∗103√3∗110∗0.95=77.356A <234A 线路2-4： I 2−4max =3√3∗110∗0.95=24.346A <234A 线路1-4： I 1−4max =3√3∗110∗0.95=30.908A <234A 线路A-1： I A −1max =3√3∗110∗0.95=108.264A <234A其中，查表得各型号导线持续容许电流，校验都符合长期发热要求。