《电力系统分析》课程设计指导书（1）电压等级的选择 电压等级的选择是一个涉及面很广的综合性问题，除了考虑输电容量、距离 等各种因素外，还应根据动力资源的分布、电源及工业布局等远景发展情况，通 过全面的技术比较后，才能确定。并且，由于电网的电压等级和接线方案有着密 切的关系，因此，一般地区电网设计中，接线方案和电压等级确定同时进行。在 课程设计中，由于条件限制，不可能同时论证电压等级和进行方案设计。因此， 一般根据题目所给数据，参考附表 B—4，并根据同一地区，同一电力系统内应 尽可能简化电压等级的原则，合理的确定电压等级leyu官方网站。 （2）电力网接线方案的初步选择 对所给的原始资料进行定性分析，根据用户对供电可靠性的要求、地理位置 及负荷的大小，提出各种可能的接线方案。接线方案应考虑以下因素： 1）确定电源处断开一回线的情况下，仍能将所有功率送出去的最少出线）根据负荷备用的要求及负荷大小，确定对各变电所的供电方案。 3）考虑运行灵活方便，不宜有太多的环网。对各种可能的接线方案，进行 初步比较，将明显不合理的的方案舍去，保留 2～3 个方案。初步比较的可按以 下原则考虑： ·技术方面： 所提方案应保证用户的电能质量。因为前面在进行有功功率平衡时，已经确 认系统具有足够的备用，所以不必考虑电能的频率问题。这里提到的电能质量是 指电压偏移。在选择接线方案时，电能质量可用电力网的电压损耗来衡量。 由于在方案初步比较时，电网功率分布以及导线截面积均未知，可以近似取 x0 = 0.4Ω / km 作为线路电抗leyu官网， 并利用下式来估计电网在正常运行和故障后离电源 点距离最远变电所的电压损耗百分数：

　　电力系统分析课程设计是学完《电力系统分析》课程后的一次综合性练习。 教学目的在于通过对地区电网的设计，巩固和运用前面所学到的基础理论知识， 掌握电力系统设计的一般原则和方法，培养分析问题和解决问题的能力。电力系 统分析课程设计要求完成一个比较完整的电力网的初步设计。在设计过程中，要 考虑到各方面的相互关系和相互影响，综合地运用课程中所学到的知识，进行独 立思考。

　　′ 式中， n 为发电机的台数， QG ∑ 为主网和邻网输入的无功功率。 ·系统无功备用容量

　　式中， Pmax —正常运行方式下线路最大持续有功功率（KW） Qmax —正常运行方式下线路最大持续无功功率（KW）

　　整个系统的无功功率应满足 QG ∑ − QLD − ∆QT ≥ QR 若上式不满足，则可初步确定出需加装的的容性补偿设备总容量为： QC = QR QLD ∆QT − QG ∑ 说明： ＃各发电机的无功出力，按额定功率因数进行计算。 ＃变压器的无功损耗，按每经过一次电压变换，无功损耗为视在功率负荷的

　　＃在作无功功率初步平衡计算时， 可以假设 110KV~220KV 输电线路所消耗 的无功功率和线路发出的无功功率相互抵消。 无功功率平衡基本达到要求后， 并不能认为系统运行中电压质量已经满足要 求，而只能认为，保证系统电压质量具有可能，真正确认系统电压达到要求，则 必须通过潮流计算及采用相应的调压措施。 2、电力网供电方案的确定 、

　　为了计算投资积年运行费用，必须首先选择输电线路的导线截面。 在选择导线截面积之前，首先进行各种方案的的初步潮流计算。取 x0 = 0.42Ω / km ， r0 = 0.21Ω / km ， b0 = 0 ，计算出各条线路的最大输送功率。 按经济电流密度以及该线路正常运行方式下的最大持续输送功率， 可求得导 线的经济截面积，其实用计算公式为 Sj = Pmax

　　均选现同的高压开关，并认为主接线形式一致。配电装置的投资可查找相关电力 工程设计手册。 （35～110KV 网络， 配电装置的投资计算可参考附表 B—12 计算） 电力网的总投资： Z =WL Wb 5）计算年运行费用 年运行费用包括线路和变电所设备的折旧、 维护及小修费和电网的电能损耗 费。 线路折旧维修费： WLw = 4%WL 变电所折旧维修费： Wbw =12%Wb 电能损耗费： 根据最大负荷利用小时数 Tmax 及各条线路的 cosϕ ，查附表 B—13 得出最大 负荷损耗时间 τ max 。按潮流计算得出各条线路的 ∆Pmax ，由下式求得线路的电能 损耗

　　根据计算所得的导线的经济截面积结果，选取最接近的标称截面的导线。 注意： 注意： 线路的最大负荷利用小时数 Tmax 应由所通过的各负荷点的功率及其 Tmax 决 定。 ＃对于放射形网络，每条线路只向一个负荷点供电，则线路的最大负荷利用 小时数 Tmax 就是负荷所提供的最大负荷利用小时数； ＃对于链形网络， 各线路的最大负荷利用小时数 Tmax 等于所提供负荷点的最 大负荷利用小时数的加权平均值，即

　　路线路经弯曲而增加的长度。 按上式简化计算，若在正常运行时，电压损耗在 10％以内，故障情况下， 电压损耗在 15％以内，则认为该方案在技术上是成立的。反之，该方案在技术 上不成立leyu官网，应舍去。 对于简单环形网络，将全网作为均一网络，计算其近似功率分布，进而求得 距电源点电气距离最远处的电压损耗的百分数 ∆U % 。 ·经济方面： 在初步比较时，经济指标包括线路长度和所需的高压开关数目。线路长度可 以大致反映输电线路投资的大小，高压开关数目大体上代表变电所投资的多少。 由于认为各方案中，变电所中变压器的型号和数量是相同的，因而变压器可不参 加比较。 根据以上的比较，可以从原始方案中初步确定出 2～3 个方案，然后，再作 详细的技术经济比较。 （3）详细经济技术比较，确定电网接线 个方案，均是技术上以成立的方案leyu体育，在最优方案 的确定中，只作进一步的经济比较。 经济比较的主要指标是电力网的一次投资和年运行费用。 在比较中只考虑各 方案的不同部分leyu，不考虑各方案的相同部分。

　　对于环形网络，通常在有功功率分点出拆开，成为放射形或链形网络，各段 线路的 Tmax 可用上述方法求得。 2)导线截面积的校验 按以下三个方面校验导线截面积。 ①按允许载流量条件校验导线截面积（发热校验） 导线型号初选后，需计算最严峻的正常运行方式下和事故运行方式下，实际 可能的工作电流，将其与该型号导线长期允许载流量相比较，前者应小于后者。 在正常情况下导线 o C ，当计及日照影响时最多不超过

　　·熟悉电力网初步设计的有关技术规程，树立安全、可靠和经济的观点。 ·掌握电力网初步设计的基本方法和内容 ·熟悉电力网正常运行的基本计算。 ·学习工程设计说明书的撰写。

　　·课程设计题目： 课程设计题目： 地区电力网设计 （附录 A） ·课程设计的原始资料： 课程设计的原始资料： 1、发电厂及变电所的地理位置图； 2、各变电所及发电厂负荷的最大有功功率leyu、年最大有功功率、年最大负荷 利用小时数、功率因数、变压器二次侧电压和调压要求及供电可靠性要求。 3、各发电厂的装机台数、单机容量、型号及功率因数等。 4、地区最热月平均空气温度等。 ·课程设计的基本内容： 课程设计的基本内容： 1、功率平衡计算 、 功率平衡计算，包括有功功率平衡和无功功率平衡两部分； （1）有功功率平衡 为了维持频率的稳定，满足用户对功率的要求，电力系统装设的发电机额定 容量必须大于当前的最大负荷。因此必须进行最大负荷时有功功率平衡计算，以

　　同时率 K 1 的大小与电力用户的多少、各用户的用电特点等有关，一般应根 据实际统计资料确定。当无实际统计资料时，可参考附表 B—1 的同时率 K 1 。 网损率 K 2 以供电负荷的百分数表示，一般为 5% ~ 10% 。 厂用电率 K 3 以厂用电负荷占发电负荷的百分数表示，通常发电厂厂用电率 如附表 B—2 所示。 为保证系统的频率稳定和供电可靠性，系统内的总装机容量应大于发电负 荷，即系统中应有足够的备用容量。按规定，系统的总备用不得低于系统最发电 负荷的 20%，即系统的总装机容量，应大于或等于发电负荷的 1.2 倍，即

　　分特殊导线的长期允许载流量见附表 B—6 及附表 B—7，当导线的工作条件与表 附 B—6 和附表 B—7 所示载流量计算条件不符时， 则导线的长期允许载流量需进 行修正，其修正系数见附表 B—8。需注意的是，这里的环境温度，对于户外裸 体导线应取当地一年中最热月份的平均最高温度。 ②按电晕条件校验导线截面积 电晕将产生功率损耗、干扰无线电通讯。因此在设计线路时，就应校验所选 导线直径能否满足在晴朗天气不发生电晕的要求。附表 B—9 列出了规程规定的 不必验算电晕的导线最小直径。如果按其他条件选择的导线 中所列的数值，一般就应加大导线截面积或考虑采用扩径导线或导线。 ③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，规程规定， 1KV ~ 10 KV 线路不得采 对更高电压等级线路， 规程未作规定， 用单股线， 其最小截面如附表 B—10 所示leyu体育。 一般认为导线）电压损耗的校验 根据所选导线截面积，在电力工程手册中可查得各导线的电阻、电抗（几何 ，再根据所选导线的实际参数，进行潮流分布计算leyu体育，目的是校验正常 均距取 4m ） 运行情况下， 线路的电压损耗是否满足要求。 同时， 还要进行故障情况下的校验。 方法是选择最严重的故障情况，进行潮流计算，校验各条线路载流量是否满足导 线长期允许通过的电流值，并进行电压损耗校验。 若以上条件均满足，可确定出导线的截面积，若不满足，则增大截面积重新 计算，并校验。 4）计算电力网投资 ＃线路投资 WL 线路的投资可查找相关电力工程设计手册leyu体育。 （35～110KV 网络，线路投资计 算可参考附表 B—11 计算） ＃变电所投资 Wb 由于设变电所中，变压器对各方案都是相同的，所以变电所的投资可不参与 比较，只比较配电装置。因各方案的主接线没有确定，故在经济比较时，各方案

　　（2）无功功率平衡 电力系统的无功功率平衡，是系统电压质量得根本保证。对系统作无功功率 平衡计算的主要目的， 在于初步估计系统中发电机的容量是否能够满足系统最大

　　负荷时的要求，是否需要加装无功补偿设备。 根据《电力系统电压和无功电力技术导则》规定：220KV 及其以下电压等 级的变电所，在主变压器最大时，其二次侧的功率因数或电网供给的无功功率与 有功功率之比值应满足附表 B—3 规定： 对于不满足规定的变电所，需作无功补偿，使其全部满足规定值。 无功功率平衡按下公式计算： ·无功负荷