电力系统规划课程设计
机电工程学院
《电力系统规划》课程设计
第二组
题
目：
某地区电网规划初步设计
专
业：
电气工程及其自动化
年
级：
学
号：
姓
名：
指导教师：
日
期：
云南农业大学机电工程学院
目
录
摘
要 ......................................................... 2
课程设计任务书 ................................................... 3
第一章
原始资料的分析
................................ ............
5 5
1.1 发电厂技术参数 ............................................ 5
1.2 发电厂和变电所负荷资料 .................................... 5
1.3 负荷合理性校验 ............................................ 5
第二章
电力网电压的确定和电网接线的初步选择
......................
8 8
2.1 电网电压等级的选择 ........................................ 8
2.2 电网接线方式的初步比较 ................................... 10
2.2.1 电网接线方式 ........................................ 10
2.2.2 方案初步比较的指标 .................................. 12
第三章
方案的详细技术经济比较
................................ ...
13
3.1 导线截面参考数据 ......................................... 13
3.2 方案（B）中的详细技术经济计算 ............................ 14
3.2.1 先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算 ................ 14
3.2.2 导线截面面积的选择 .................................. 15
3.2.3 根据查阅的导线截面面积，计算线路的阻抗 .............. 16
3.2.4 计算正常运行时的电压损失 ............................ 17
3.2.5 投资费用（K）
....................................... 17
3.3 方案（C）中的详细技术经济计算 ............................ 19
3.3.1 先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算 ................ 19
3.3.2 导线截面的选择 ...................................... 20
3.3.3、线路阻抗计算 ....................................... 22
3.3.4 正常运行时的电压损失 ................................ 22
3.3.5 投资（K）
........................................... 22
3.3.6、年运行费用（万元）年运行费用包括折旧费和损耗费 ..... 23
第四章
最终方案的选定
................................ .........
24
第五章
课程设计总结
................................ ...........
26
参考资料
................................ ........................
28
课程设计指导教师评审标准及成绩评定
..............................
29
摘
要
该课程设计是进行地方电网规划设计。规划设计一个容量为 5×25MW+1×50MW 的发电厂和 4 个变电站的地方电力网。
本设计根据地方电力网规划的要求，在对原始资料系统负荷、电量平衡分析的基础上，运用传统的规划方法，并结合优化规划的思想，从拟定的五种可行方案中，通过技术和经济的比较，选择出两个较优的方案作进一步的深入分析：先对电网进行潮流计算，然后根据潮流计算结果，从最大电压损耗、网络电能损耗、线路和变电站的一次投资及电力网的年运行费用等角度，详细的分析两个较优方案，以此确定最优规划设计。
【关
键
词】
方案拟定
潮流计算
导线截面选择
投资
年运行费用
课程设计任务书
1 1 、题目：某地区电网规划初步设计
2 2 、目的要求
通过本次课程设计能掌握电网规划设计的一般原则和常用方法，综合运用所学专业知识，特别是有关电力网、发电厂等方面的理论、概念和计算方法，加深对电网特性的了解,进而了解有关设计规程和规定、经济指标，树立统筹兼 顾、综合平衡、整体优化的观点，培养从技术、经济诸多方面分析和解决实际工程问题的能力。
3 3 、设计任务
1）电力网电压等级的确定
2）初步拟定若干待选的电力网接线方案进行初选
3）对初选接线方案进行详细的综合比较
4）最后对电网的接线方案进行评定
4 4 、原始资料
1）
发电厂、变电所相对地理位置及距离如图所示：
说明：A 为发电厂
①、②、③、④为待建的变电站
2）发电厂技术参数
项目
台数
容量（MW）
电压（kV）
功率因数
1
5
25
6.3
0.8
2
1
50
10.5
0.85
3）发电厂和变电所负荷资料
厂站
项
目
发电厂
变电所
A
1
2
3
4
最大负荷（MW）
30
50
50
45
50
最小负荷（MW）
15
28
28
23
28
功率因数 cos
0.82
0.85
0.85
0.86
0.85
maxT (h)
5
5200
5500
低压母线电压(kV)
10
10
10
10
10
调压要求
顺
常
逆
顺
常
各 类负 荷(%)
I 类
30
30
30
0
25
II 类
30
30
25
30
30
设计指导教师(签字)：
第一章 原始资料的分析
1 1.1 发电厂技术参数
项目
台数
容量（MW）
电压（kV）
功率因数
1
5
25
6.3
0.8
2
1
50
10.5
0.85
2 1.2 发电厂和变电所负荷资料
厂站
项
目
发电厂
变电所
A
1
2
3
4
最大负荷（MW）
30
50
50
45
50
最小负荷（MW）
15
28
28
23
28
功率因数 cos
0.82
0.85
0.85
0.86
0.85
maxT (h)
5
5200
5500
低压母线电压(kV)
10
10
10
10
10
调压要求
顺
常
逆
顺
常
各 类负 荷(%)
I 类
30
30
30
0
25
II 类
30
30
25
30
30
1.3
负荷合理性校验
(1)在已知某规划年的需电量后，可用年最大负荷利用小时数预测年最大负荷，即:
Pn·max= An/Tmax
式中
Pn·max — 年最大负荷（MW）；
An——年需用电量（kWh）；
Tmax——年最大负荷利用小时数（h）
(2)根据最大负荷利用小时数的定义，最大负荷运行maxT 小时所消耗的电量等于全年实际电量。所以，以最大负荷运行maxT 小时所消耗的电量应大于全年以最小负荷运行的电量。即：
max max min8760 P T P
8760-全年小时数
1、发电厂负荷
（Pmax·Tmax＝30×5000＝150000）＞（Pmin·8760＝15×8760＝131400）
（MWh）
2、变电所 1 负荷
（Pmax·Tmax＝50×5300＝265000）＞（Pmin·8760＝28×8760＝245280）
（MWh）
3、变电所 2 负荷
（Pmax·Tmax＝45×5500＝275000）＞（Pmin·8760＝28×8760＝245280）
（MWh）
4、变电所 3 负荷
（Pmax·Tmax＝45×5200＝234000）＞（Pmin·8760＝23×8760＝2014800）
（MWh）
5、变电所 4 负荷
（Pmax·Tmax＝50×5500＝275000）＞（Pmin·8760＝28×8760＝245280）
（MWh）
结论：所以负荷均满足合理性要求。
根据原始资料确定电网的电压等级和初步拟定 5 个方案，综合考虑电网的经济性、可靠性、操作容易和保护简单等问题，综合优先选出两个方案进行详细技术经济比较。利用原始资料中的最大负荷、功率因数、最大利用小时进行
潮流计算和导线截面选择，同时根据原始资料和导线截面、电压损耗确定两个参加详细技术经济比较方案中的投资费和年运行费。
第二章
电力网电压的确定和电网接线的初步选择
1 2.1 电网电压等级的选择
目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。
（一）电压等级选择的原则 1）选定的电压等级应符合国家电压标准
2）电压等级不宜过多，以减少变电重复容量，同一地区、同一电力网内，应尽可能简化电压等级。
3）选定的电压等级要能满足近期过渡的可能性，同时也要能适应远景系统规划发展的需要。
4）在确定电压系列时应考虑到与主系统及地区系统联网的可能性，故电压等级应服从于主系统及地区系统。
5）如果是跨省电网之间的联络线，则应考虑适应大工业区与经济体系的要求，进一步建成一个统一的联合系统，最好采用单一的合理的电压系列。
6）大容量发电厂向系统送电，考虑出现高一级电压一回线还是低一级电压多回线向系统送电，与该电厂在系统中的重要性有关。
7）对于单回线供电系统，在输电电压确定后的一回线送电容量与电力系统总容量应保持合适的比例，以保证在事故情况下电力系统的安全。
8）是否发展新的高一级电压，应根据工程现实要求、目前电网的基础、科研和设备供应的可能性等因素综合考虑。
（二）电压等级选择的方法 1）直接查表法
这种方法比较粗糙一些。它是根据设计和运行的经验，总结电压等级与输送容量和输送距离的关系而得来的。一般可用于初选。各种电压相应的输送容量和输送距离范围见下表：
注：用的时候不能两个都用极端，即最大输送容量对应最大输送距离。
根据变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离，由有关资料确定电压等级，采用架空线时与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离。发电厂 A 最大功率 30MW, 1 变电站最大负荷为 50MW, 2 变电站最大负荷为 50MW, 3 变电站最大负荷为 45MW，4 变电站最大负荷为 50MW。结合设计的地理分布,最长输电线路 47km，最短输电线路 23km，
用查表法选择 110KV 的输电等级。
电压等级的选择原则如下：
额定电压（kV）
输送容量（MW）
输送距离（km）
额定电压（kV）
输送容量（MW）
输送距离（km）
0.38
＜0.1
＜0.6
60
3.5～30
30～100
3
0.1～1.0
1～3
110
10～50
50～100
6
0.1～1.2
4～15
220
100～500
100～300
10
0.2～2
6～20
500
800～2000
150～850
35
2～10
20～50
表 1—1
根据地理位置中测量的各发电厂、变电站的距离和给出的输送容量，综合考虑各方面因素，我们采用 110KV 的电压等级。根据原始资料和表 1—1 中电压等级选择的原则，本次设计中本设计的网络是区域电力网，输送容量 30～50MVA，输送距离从 23～47kM。根据各级电压的合理输送容量及输电距离，应选择 110KV 电压等级。
2）根据负荷矩查表法
所谓负荷矩就是线路传输的功率与传输距离的乘积，即 P(传输功率)·L(距离) =P·L
根据NN NUUL x Ptg LUQX PRU 1 . 0Pr1 1
) (1 . 01 12NNU ftg x rUL P 选择方法：
P·L 为 4240～37000 kW·km，选 10kV；
91000～720000 kW·km，选 35kV；
1260000～15100000 kW·km，选 110kV。
用负荷矩查表法：P·L=50000 35=1750000 kW·km，选 110KV
电网电压等级要符合国家标准电压等级，选择电网电压是根据网内线路输送容量的大小和输送距离来决定的。
2.2 电网接线方式的初步比较
2.2.1 电网接线方式 电网的接线方式目的在于提高电网运行的可靠性，电网接线方式的选择是高水平配电自动化系统的前提和重要基础。不同城市电网负荷密度、地理环境、配电变电站的保护方式、配网的接地方式等是不同。因此，电网的接线方式因地制宜，各具特点和优点电网接线方式设计原则目前正在进行的电网建设工程和即将实施的配电系统自动化建设工程，都要求对电网的接线方式进行规划设计。因此，电网接线方式的应该满足以下基本要求：
（1）
稳定可靠的供电能力和较强的接受外电能力，满足 N-1。
（2）
电网结构合理，各级电压接线层次分明。尽量减少网上潮流和迂回供电。
（3）
运行灵活，应变能力强。具有足够的弹性和设备容量，具备应付各种可能出现情况的应变能力。考虑电网发展过程中前后阶段的关联性。
（4）
对网内大型发电机组的上网方式进行技术经济论证。
（5）
限制短路电流，根据电网规模分层分区供电，各区之间有足够的负荷转移能力，相互支援。
（6）
接线标准化，提高可靠性，减少维护、检修费用。
（7）
运行安全性。
（8）
操作方便，运行灵活。
（9）
接线简单及优化网架结构，有效降低线损。
（10）
设备选择合理。
（11）
便于运行及维护检修。
（12）
适应配电自动化的需要，有利于提高供电可靠性和电压质量。
（13）
与上一级电网发展规划和布局相互协调，充分了解主网和电源的发展考虑变电站落点、规模、线路布局接线方式时应超前 5-10 年。
根据设计任务书中的发电厂和变电站的基本的分布，电网的接线方式可以初步的拟定为以下的几种方式：
表 2-1
方案
结线图
线路长度（kM）
断路器
（ 每 条 线路 按 两 个算）
优缺点
A
283
16
优点：供电可靠性高,每个负荷节
点都有三条供电
缺点：线路长度最长、造价最高，继电保护复杂。
B
242
16
优点：每个负荷节点均为双回路供电，供电可靠性高，线路总长较短。
缺点：电厂出线多，倒闸操作麻烦；保护须带方向。
A 2
1
4 3
A 2
1
4 3
C
194
12
优点：双环网供电，可靠性高，线路总长较短，断路器数目较少，继电保护较容易。
缺点：存在保护需要识别方向。
D
143.5
8
优点：开关数量最少，线路总长度最短，继电保护相对容易，保护设置简单。
缺点：可靠性比最低。
E
218
12
优点：双回路与环网相结合，供电可靠性高。
缺点：投资较大，倒闸操作麻烦；有环网，保护需带方向。
2.2.2 方案初步比较的指标 表 2-2 各个方案的优缺点比较
方案
A
B
C
D
E
供电可靠性
最高
较 D 高
较 B 高
最低
较 D 高
每负荷节点线路数
3
2
2
1
2
线路总长度km
注：双回长度算 70%
283
242
194
143.5
218
开关数量
16
16
12
8
A 2
1
4 3
A 2
1
4 3
A 2
1
4 3
每条线路按2 个算
12
继保整定难度
最难
较 C 易
较 A 易
最容易
较 C 易
总结：根据上表比较，根据各方案的接线形式所用的线路长度和断路器个数以及各变电所的 I、II 负荷情况，同时考虑经济性、可靠性、操作容易、保护简单等方面，综合优选出 B 、C 两种方案进行精确比较。
第三章
方案的详细技术经济比较
1 3.1 导线截面参考数据
确定导线材料和杆塔的类别及导线的几何均距。目前我国高压输电线主要采用钢芯铝绞线。
按电力设计手册， 当负荷的年最大利用小时数达 5000 小时以上时，钢芯铝绞线的经济电流密度取 J=0.9A/mm2 ，在高压区域电力网，用经济电流密度法选择导线截面，用发热校验。因本设计是 110kV 电压等级，为了避免电晕损耗，导线截面不得小于 LGJ-70。
在 LGJ-240 以下者， 均采用单杆三角形排列， 在 LGJ-300 以上者，采用Π型杆塔。有关数据查参考书《电力系统规划设计手册（摘录）》，综合如下：
表 3-1
导线截 载流量 r o (Ω x o (Ω 导线投资（万 线路综合投资（万LGJ-70
275
0.45
0.432
0.29
1.95
LGJ-95
335
0.33
0.416
0.4
2.1
LGJ-120
380
0.27
0.409
0.49
2.25
LGJ-150
445
0.21
0.403
0.62
2.45
LGJ-185
515
0.17
0.395
0.76
2.7
LGJ-240
610
0.132
0.188
0.98
2.95
LGJQ-30 710
0.107
0.382
1.46
3.4
2 3.2 方案（B B ）中的详细技术经济计算
表 3-2
方案
结线图
线路长度（kM）
断路器
（ 每 条 线路 按 两 个算）
优缺点
B
242
16
优点：由双回路供电，供电可靠性高，线路总长较短。
缺点：电厂出线多，倒闸操作麻烦；保护须带方向。
3.2.1 先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算。
按均一网对方案Ⅱ其进行粗略潮流分布的计算：
两个假设: 1）计算时不考虑线路的功率损失；
2）功率的大小按导线长度均一分布。
根据均一网初步功率分布的计算公式：niinii iZZ SS11即niinii iLL SS11计算每条线路的复功率 S,由jQ P S ，可以分别计算 P 和 Q。
线路 A—1：
MW P P A 50max 1 1
var) ( 99 . 30 ) 85 . 0 tan(arccos 50 ) 85 . 0 tan(arccos1 1M P QA A j S A 99 . 30 501 A 2
1
4 3
MVA S A 82 . 581 线路 A—2：
MW P P A 50max 2 2
var) ( 99 . 30 ) 85 . 0 tan(arccos 50 ) 85 . 0 tan(arccos2 2M P QA A j S A 99 . 30 502 MVA S A 82 . 582 线路 A—3：
MW P P A 45max 3 3
var) ( 7 . 26 ) 86 . 0 tan(arccos 45 ) 86 . 0 tan(arccos3 3M P QA A j S A 7 . 26 452 MVA S A 32 . 522 线路 A—4：
MW P P A 50max 4 4
var) ( 99 . 30 ) 85 . 0 tan(arccos 50 ) 85 . 0 tan(arccos4 4M P QA A j S A 99 . 30 503 MVA S A 82 . 583 3.2.2 导线截面面积的选择 确定导线传输的最大负荷电流 Imax
按最大负荷计算 Imax 与功率、电压和功率因数的关系为: cos 3maxmaxNUPI
(式中：Imax 为最大负荷电流，A；Pmax 为最大传输功率，kW；UN 为线路额定电压，kV；cosφ为负荷功率因数 )
线路 A—1：
) ( 74 . 30885 . 0 110 310 50cos 33maxmaxAUPIN 线路 A—2：
) ( 74 . 30885 . 0 110 310 50cos 33maxmaxAUPIN 线路 A—3：
) ( 1 . 30286 . 0 110 310 45cos 33maxmaxAUPIN 线路 A—4：
) ( 74 . 30885 . 0 110 310 50cos 33maxmaxAUPIN
确定负荷的最大负荷利用小时数 Tmax,根据本设计的原始资料 Tmax 都大于 5000 小时,确定经济电流密度 J
本设计根据目前我国高压输电线主要采用钢芯铝绞线。
按电力设计手册， 当负荷的年最大利用小时数达 5000 小时以上时，钢芯铝绞线的经济电流密度取 J=0.9A/mm2，在高压区域电力网，用经济电流密度法选择导线截面，用发热校验。
计算导线截面 S ，计算式
) (2maxmmJIS
线路 A—1：
) ( 04 . 3439 . 074 . 308 2maxmmJIS
线路 A—2：
) ( 04 . 3439 . 074 . 308 2maxmmJIS
线路 A—3：
) ( 67 . 3359 . 01 . 302 2maxmmJIS
线路 A—4 ：
) ( 04 . 3439 . 074 . 308 2maxmmJIS
根据有关数据查参考书《电力系统规划设计手册（摘录）
》中的表 3-3 选择相应的标称截面。
表 3-3
导线截 载流量 r o (Ω x o (Ω 导线投资（万 线路综合投资（万LGJ-70
275
0.45
0.432
0.29
1.95
LGJ-95
335
0.33
0.416
0.4
2.1
LGJ-120
380
0.27
0.409
0.49
2.25
LGJ-150
445
0.21
0.403
0.62
2.45
LGJ-185
515
0.17
0.395
0.76
2.7
LGJ-240
610
0.132
0.188
0.98
2.95
LGJ-300
710
0.107
0.382
1.46
3.4
LGJ-400
898
0.079
0.386
2
4
选择的标称截面如下：
线路 A—1：
) ( 4002mmS
线路 A—2：
) ( 4002mmS
线路 A—3：
) ( 4002mmS
线路 A—4 : ) ( 4002mmS
3.2.3 根据查阅的导线截面面积，计算线路的阻抗 根据导线面积及上表确定导线中0r 和0x 的值和公式0 0jx r jX R Z 计算线路阻抗
线路 A—1：
51 . 13 765 . 2 35 386 . 0 35 079 . 0 j j jX R Z
线路 A—2：
738 . 12 607 . 2 33 386 . 0 33 079 . 0 j j jX R Z
线路 A—3：
58 . 11 37 . 2 30 386 . 0 30 079 . 0 j j jX R Z
线路 A—4 ：
878 . 8 817 . 1 23 386 . 0 23 079 . 0 j j jX R Z
3.2.4 计算正常运行时的电压损失 由公式 % 100 %2 NUQX PRU 计算电压损耗:
A—1：% 6 . 4 % 10011067 . 418 25 . 138% 10011051 . 13 99 . 30 765 . 2 50%2 2 U A—2：% 34 . 4 % 10011075 . 394 35 . 130% 100110738 . 12 99 . 30 607 . 2 50%2 2 U A—3：
% 44 . 3 % 100110186 . 309 65 . 106% 10011058 . 11 7 . 26 37 . 2 45%2 2 U A—4：% 02 . 3 % 10011013 . 275 85 . 90% 100110878 . 8 99 . 30 817 . 1 50%2 2 U 3.2.5 投资费用（K）
线路：（双回路线路投资，线路计算长度为两线路长度之和的 70％）
98 2 7 . 0 2 35 aK
4 . 92 2 7 . 0 2 33 bK
84 2 7 . 0 2 30 cK
4 . 64 2 7 . 0 2 23 dK
线路：
8 . 338 4 . 64 4 . 92 84 981 d c b aK K K K K （万元）
断路器：
128 8 162 K （万元）
总投资：
8 . 466 128 3 . 2892 1 K K (万元)
3.2.6 年运行费用（万元）：年运行费用包括折旧费和损耗费
折旧费=总投资*K（折旧率）
折旧费＝8％K＝466.8×8％＝37.34 万元（折旧率 8％）
线路年网损费用：
电能损耗：max maxP A （Kwh／年）：（τ查表：《电力系统分析第三版下册》表，线路网损费用=总的电能损耗*电价。
表 3-4
cos
) (h T max
0.80
0.85
0.95
1.00
200
0
800
700
2500
170
0
950
0. 90
3
35
4
2400
2200
2000
45
5
3400
3200
3000
55
950
3750
3600
6
4500
4350
4200
65
100
5000
4850
7
5800
5700
5600
75
550
6500
6400
8
7250
线路 A—1：) ( 791 . 0 765 . 21210038 . 3460765 . 211099 . 30 50%22 222 222MW RUQ PRUSP
85 . 0 cos
h T 5300max
查表得 h 4000
线路 A—2：) ( 745 . 0 607 . 21210038 . 3460607 . 211099 . 30 50%22 222 222MW RUQ PRUSP
85 . 0 cos
h T 5500max
查表得 h 4000
线路 A—3：
) ( 536 . 0 37 . 21210089 . 273737 . 21107 . 26 45%22 222 222MW RUQ PRUSP
86 . 0 cos
h T 5200max
查表得 h 4000
线路 A—4:
) ( 52 . 0 817 . 11210038 . 3460817 . 111099 . 30 50%22 222 222MW RUQ PRUSP
85 . 0 cos
h T 5500max
查表得 h 4000
电能损耗：ΔA=Σ（ΔP·τ）) ( 10368 4000 52 . 0 4000 536 . 0 4000 745 . 0 4000 791 . 0 MWh A
总网损成本 （万元）
元 88 . 362 ) ( 3628800 35 . 0 10 103683
年运行费：
) ( 22 . 400 88 . 362 34 . 37 万元 N
3 3.3 方案（C C ）中的详细技术经济计算
表 3-5
方案
结线图
线路长度（kM）
断路器
（ 每 条 线路 按 两 个算）
优缺点
C
194
12
优点：双环网供电，可靠性高，线路总长较短，开关数目较少，继电保护较容易。
缺点：存在保护需要识别方向。
把发电厂、变电站 1、3 连成的环网打开：
A
u
u’
A
35km 30km 30km
P1=50MW P3=45MW
图 3-1 变压器 1-3 网络潮流流向
3.3.1 先按均一网对其进行粗略潮流分布的计算
按均一网对方案Ⅱ其进行粗略潮流分布的计算：
两个假设 1）计算时不考虑线路的功率损失；
2）功率的大小按导线长度均一分布。
根据均一网初步功率分布的计算公式：niinii iZZ SS11即niinii iLL SS11计算每条线路的复功率 S,由jQ P S ，可以分别计算 P 和 Q。
线路 A-1：
) ( 79 . 4530 35 3045 30 50 ) 30 30 (MW P
Q=P·tan(cos-1 φ)=45.79×tan(cos -1 0.85)＝28.38(MVar)
S=2 2Q P =53.87(MVA)
A 2
1
4 3
1
3
线路 A-3：
) ( 21 . 4930 35 3035 50 45 ) 35 30 (MW P
Q=P·tan(cos-1 φ)=49.21×tan(cos -1 0.86)＝29.2(MVar)
S=2 2Q P =57.22(MVA)
线路 1-3：P=PA- P3 =49.21-45=4.21(MW)
Q=P·tan(cos-1 φ)=4.21×tan(cos -1 0.85)＝2.61(MVar)
S=2 2Q P =4.95(MVA)
把发电厂、变电站 2、4 连成的环网打开：
A
u
u’
A
33 43 23
P2=50MW P4=50MW
图 3-2 变压器 2-4 网络潮流流向
线路 A-2：
) ( 95 . 4423 43 3323 50 50 ) 23 43 (MW P
Q=P·tan(cos-1 φ)=44.95×tan(cos -1 0.85)＝27.86(MVar)
S=2 2Q P =52.88(MVA)
线路 A-4：
) ( 05 . 5523 43 3333 50 50 ) 43 33 (MW P
Q=P·tan(cos-1 φ)=55.05×tan(cos -1 0.85)＝34.12(MVar)
S=2 2Q P =64.77(MVA)
线路 2-4：P=PA-4-P4=55.05-50=5.05(MW)
Q=P·tan(cos-1 φ)=5.05×tan(cos -1 0.85)＝3.13(MVar)
S=2 2Q P =5.94(MVA)
3.3.2 导线截面的选择
确定导线传输的最大负荷电流 Imax
按最大负荷计算 Imax 与功率、电压和功率因数的关系为: cos 3maxmaxNUPI
(式中：Imax 为最大负荷电流，A；Pmax 为最大传输功率，kW；UN 为线路额定电压，kV；cosφ为负荷功率因数 )
计算导线截面 S ，计算式: ) (2maxmmJIS
2
4
根据有关数据查参考书《电力系统规划设计手册（摘录）
》中的表 3-6 选择相应的标称截面。
表 3-6
导线截 载流量 r o (Ω x o (Ω 导线投资（万 线路综合投资（万LGJ-70
275
0.45
0.432
0.29
1.95
LGJ-95
335
0.33
0.416
0.4
2.1
LGJ-120
380
0.27
0.409
0.49
2.25
LGJ-150
445
0.21
0.403
0.62
2.45
LGJ-185
515
0.17
0.395
0.76
2.7
LGJ-240
610
0.132
0.188
0.98
2.95
LGJ-300
710
0.107
0.382
1.46
3.4
LGJ-400
898
0.079
0.386
2
4
线路 A-1：
AUPI 75 . 28285 . 0 110 310 79 . 45Φ cos 33
AUPI 61 . 58685 . 0 110 310 ) 45 50 (Φ cos 33maxmax
217 . 3149 . 075 . 282mmJIS
故选 LGJ-300
Imax=710A
线路 A-3：
AUPI 33 . 30086 . 0 110 310 21 . 49Φ cos 33
AUPI 79 . 57986 . 0 110 310 ) 45 50 (Φ cos 33maxmax
27 . 3339 . 033 . 300mmJIS
故选 LGJ-300
Imax=710A
线路 1-3：
AUPI 2685 . 0 110 310 21 . 4cos 33
AUPI 74 . 30885 . 0 110 310 50Φ cos 33maxmax
222 . 329 . 026mmJIS
故选 LGJ-95
Imax=335A
线路 A-2：
AUPI 56 . 27785 . 0 110 310 95 . 44Φ cos 33
AUPI 49 . 61785 . 0 110 310 ) 50 50 (Φ cos 33maxmax
24 . 3089 . 056 . 277mmJIS
故选 LGJ-300
Imax=710A
线路 A-4：
AUPI 93 . 33985 . 0 110 310 05 . 55Φ cos 33
AUPI 49 . 61785 . 0 110 310 ) 50 50 (Φ cos 33maxmax
27 . 3779 . 093 . 339mmJIS
故选 LGJ-300
Imax=710A
线路 2-4：
AUPI 18 . 3185 . 0 110 310 05 . 5Φ cos 33
AUPI 74 . 30885 . 0 110 310 50Φ cos 33maxmax
264 . 349 . 018 . 31mmJIS
故选 LGJ-95
Imax=335A
3.3.3、线路阻抗计算 Z= r+jx =r 0 L+jx 0 L
A-1：r+jx=0.107×35+j0.382×35=3.745+j13.37（Ω）
A-2：r+jx=0.107×33+j0.382×33=3.531+j12.606（Ω）
A-3：r+jx=0.107×30+j0.382×30=3.21+j11.46（Ω）
A-4：r+jx=0.107×23+j0.382×23=2.461+j8.786（Ω）
1-3：r+jx=0.33×30+j0.416×30=9.9+j12.48（Ω）
2-4：r+jx=0.33×43+j0.416×43=14.19+j17.888（Ω）
3.3.4 正常运行时的电压损失 % 100Pr%2 UQxU
A-1：
% 55 . 4 % 10011037 . 13 38 . 28 745 . 3 79 . 45% Δ2 U
A-2：
% 21 . 4 % 100110606 . 12 86 . 27 531 . 3 95 . 44% Δ2 U
A-3：
% 07 . 4 % 10011046 . 11 2 . 29 21 . 3 21 . 49% Δ2 U
A-4：
% 6 . 3 % 100110786 . 8 12 . 34 461 . 2 05 . 55% Δ2 U
3.3.5 投资（K）：
表 3-7
导线截 载流量 r o (Ω x o (Ω 导线投资（万LGJ-70
275
0.45
0.432
0.29
LGJ-95
335
0.33
0.416
0.4
LGJ-120
380
0.27
0.409
0.49
LGJ-150
445
0.21
0.403
0.62
LGJ-185
515
0.17
0.395
0.76
LGJ-240
610
0.132
0.188
0.98
LGJQ-30 710
0.107
0.382
1.46
线路：（双回路线路投资，线路计算长度为两线路长度之和的 70％）
K 1 =K A-1 +K A-2 +K A-3 +K A-4 +K 1-3 +K 2-4
＝1.46×35+1.46×33+1.46×30+1.46×23+0.33×30+0.33×43＝200.75 万元
断路器：K＝8×12＝96 万元（单价 8 万元）
总投资：K＝K1＋K＝200.75+96＝296.75（万元）
3.3.6、年运行费用（万元）：年运行费用包括折旧费和损耗费 折旧费＝8％K＝296.75×8％＝23.74 万元（折旧率 8％）
线路年网损费用：（τ查表：《电力系统分析第三版下册》表 14-1 p.129）
最大负荷损耗小时max 与最大负荷利用小时 ) (h T max 、功率因数 cos 之间的关系
表 3-8
cos
) (h T max
0.80
0.85
0.95
1.00
200
0
800
700
2500
170
0
950
3
35
4
2400
2200
2000
45
5
3400
3200
3000
55
950
3750
3600
6
4500
4350
4200
65
100
5000
4850
7
5800
5700
5600
75
550
6500
6400
0.90
8
7250
线路 A-1：
MW RUSP A 898 . 0 745 . 311038 . 28 79 . 45% Δ22 2221
cosφ＝0.85
T max ＝5300h
查表得 τ＝4000h
线路 A-2：
MW RUSP A 82 . 0 531 . 311086 . 27 95 . 44% Δ22 2221
cosφ＝0.85
T max ＝5500h
查表得 τ＝4000h
线路 A-3：
MW RUSP A 869 . 0 21 . 31102 . 29 21 . 49% Δ22 2221
cosφ＝0.86
T max ＝5200h
查表得 τ＝4000h
线路 A-4：
MW RUSP A 85 . 0 461 . 211012 . 34 05 . 55% Δ22 2221
cosφ＝0.85
T max ＝5500h
查表得 τ＝4000h
线路 1-3：
MW RUSP 02 . 0 9 . 911061 . 2 21 . 4% Δ22 2223 1
cosφ＝0.85
T max ＝5300h
查表得 τ＝4000h
线路 2-4：
MW RUSP 041 . 0 19 . 1411013 . 3 05 . 5% Δ22 2224 2
cosφ＝0.85
T max ＝5500h
查表得 τ＝4000h
电能损耗：整个电网全年电能损耗max maxP W （Kwh／年）
max maxP W ＝0.898×4000＋0.82×4000+0.869×4000 +0.85×4000+0.02×4000+0.041×4000=13992MWh
总网损成本＝13992×310 ×0.35＝489.72(万元)（（取 0.35 元／Kwh））
年运行费：N＝ 46 . 513 72 . 489 74 . 27 (万元)
第四章
最终方案的选定
表 4-1 初选出来的方案（B）和方案（C）技术和经济精确比较
方案
（C）
（B）
结线图
潮流（MVA）
线路 A-1：45.79+j28.38
线路 A-3：49.21+j29.2
线路 1-3：4.21+j2.61
线路 A-2：44.95+j27.86
线路 A-4：55.05+j34.12
线路 2-4：5.05+j3.13
线路 A-1：50+j30.99
线路 A-2：50+j30.99
线路 A-3：45+j26.7
线路 A-4：50+j30.99
选导线
A-1：LGJ-300
A-2：LGJ-300
A-3：LGJ-300
A-4：LGJ-300
1-3：LGJ-95
2-4：LGJ-95
A-1：2×LGJ-400
A-2：2×LGJ-400
A-3：2×LGJ-400
A-4：2×LGJ-400
线路阻抗（Ω）
A-1：3.745 +j13.37
A-2：3.531+j12.606
A-3：3.21+j11.06
A-4：2.461+j8.786
1-3：9.9+j12.48
2-4：14.19+j17.888
A-1：2.765+j13.51
A-2：2.607+j12.738
A-3：2.37+j11.58
A-4：1.817+j8.878
正常时
ΔU%
A-1：占额定电压的 4.55%
A-2：占额定电压的 4.21%
A-3：占额定电压的 4.07%
A-4：占额定电压的 3.6%
A-1：占额定电压的 4.6%
A-2：占额定电压的 4.34%
A-3：占额定电压的 3.44%
A-4：占额定电压的 3.02%
投资（K）
线路
线路：200.75元
总计：296.75万
线路：338.8万元
总计：466.8万元
A 2
1
4 3
A 2
1
4 3
断路器
断路器：96 万元
断路器：128万元
年运行费用（N）
线路及断路器折旧
折旧费
23.74 万元
年 运 行 费513.46 万元
折旧费37.34 万元
年运行费400.22 万元
线损费用
线损费
489.72 万元
线损费362.88 万元
由上表的技术及经济比较可以看出，方案（C）在技术上满足要求（正常时∆ U<5％）
，经济上又最节省，故选择方案（C）为网络结线方案。
第五章
课程设计总结
通过此次课程设计，我对电力系统的规划有了进一步的认识，对规划的步骤有个更好的理解。这次课程设计是对本门课程一次很好的总结。在此次课设过程中又重新温习了潮流计算的有关知识，收益匪浅。电力系统潮流计算不仅是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它还能根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
在这次课程设计中也使我深刻地认识到一个团队的重要性，更何况积极参与设计同样也是对自己的一种锻炼和能力的培养，培养自我工作严禁认真的作风、团队合作的精神、求实创新的能力，与此同时也能学到更多的团队合作经验及如何能使自己在团队中充分发挥自己的成员作用，为团队做出更多的贡献。所以，通过我们组十个人亲密无间的分工合作，每个人完成自己的任务，最后一起通过讨论把所有任务串连起来完成总的设计任务。大家连续埋头苦干好几天的时间，其乐融融，完全没有丝毫怨言，相反，通过这次实习还增进了彼此的感情，获益匪浅！
参考资料
[1]《电力工程电气设计手册》（1）西北电力设计院水利电力出社
1990 年出版
[2]《发电厂电气部分》范锡普 编 四川联合大学出版社
1995 年出版
[3]《高电压技术》胡国槐、王战峰 编 重庆大学出版社
1996 年出版
[4]《电力系统稳态分析》
中国电力出版设
重庆大学出版社
[5]《城市电网规划与改造》
陈章潮
程浩忠主编 中国电力出版设
课程设计指导教师评审标准及成绩评定
序号
评审项目
评审指标
评价
比例
实际
得分
1
工作量、
工作态度
工作量完成情况，论文（设计）难易程度，有体现本专业基本训练的内容；工作纪律、作风是否严谨。
20%
2
调查论证
独立查阅文献、调研情况；开题报告完成情况；综合归纳、收集和正确利用各种信息的能力。
15%
3
实验、设计方案与实验技能
实验、设计方案合理、可行；独立操作实验，数据采集、计算、处理的能力；结构设计、工艺、推导正确或程序运行是否可靠。
20%
4
分析与解决问题的能力
运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题的能力；对课题进行理论分析的能力，得出结论情况。
20%
5
设计（计算）
说明书质量
立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正确，分析、处理问题科学；结构格式符合论文（设计）要求；文理、技术用语正确规范；图表完成情况。
20%
6
创
新
工作有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解及应用价值情况。
5%
评定成绩：
100%
指导教师签字 ：
年
月
日
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）
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