电网规划课程设计长沙理工大学最终版

.一、设计任务书和原始资料2二、电网接线初步方案的拟定与比较31、初步接线方案的拟定依据32、计划拟定的方案33、初步潮流计算54、方案经济性初步比较8三、电网接线方式的选择与经济技术比较91、发电厂,变电站主接线方式的选择92、发电厂、变电所主变压器的选择113、电压等级的确定134、方案三的导线截面积选择145、方案四的导线截面积选择16 6、方案三与方案四的经济性比较 16 四、调压计算181、最大负荷情况下的潮流和压降计算192、最小负荷情况下的潮潮流和压降计算193、变压器的分接头选择20五、参考文献22六、电网课程设计心得23一、设计任务书和原始资料1发电厂、变电所相对地理位置及距离如图1所示距离单位为kM。图1 发电厂、变电所相对地理位置及距离2发电厂技术参数发电厂A装机台数、容量MW475额定电压kV10.5额定功率因数0.8发电厂最小运行方式为三台机运行3负荷数据及有关要求 厂 项 站 目发电厂变电所A123最大负荷MW25806070最小负荷MW15403035功率因数0.850.850.90.855000600055005000低压母线电压10101010调压要求最大负荷2552.52.5最小负荷2507.57.5各类负荷I类3003530II类25503030二、电网接线初步方案的拟定与比较1、初步接线方案的拟定依据本次课程设计的答题思路是,首先根据任务书上的发电厂和变电所的相对地理位置,作出大致的8-9个供电可靠性比较合理,线长较省的地理接线图方案,然后假设全网的输电线路都是一个型号的电力线路,将整个电网均一化,利用均一网的潮流分布计算公式,确定整个线路上的初步潮流分布。通过负荷矩即输电线路的电能指标和线长即输电线路的一次投资量指标进行筛选,选出两个备选方案进行精确潮流计算。在电力系统中,对于类负荷要求任何情况下不能断电,类负荷要求尽可能保证供电,必要时可以断电。电力电量平衡计算：发电厂：负荷：发电厂：变电所：2、计划拟定的方案根据上述原则可列出可能的各种电网接线初步方案如图可能还有其他方案3、初步潮流计算初步方案并未确定导线截面积,因此先按均一网对其进行初步功率分布的计算。均一网初步功率分布的计算公式如下：S=即：发电厂、变电所的最大负荷时的运算负荷不计变压器损耗如表1所示： 厂 项 站 目发电厂变电所A123最大负荷MW25806070最小负荷MW15403035功率因数0.850.850.90.85以方案九计算为例,详细计算过程如下：将电网在S点拆开,得到两端供电网络如图2-3所示线路总长度：L=Ls3+L31+L1a+La2+L2s=75+70+55+40+55=295km线路总负荷矩：P2L=P2s3*75+P231*70+P21a*55+P2a2*40+p22s*55=711625方 案线路长度KM负荷矩P2L 373731344.262 383785059.769406498087.5421561460383121542533017495003351192625368714190.382952366923.754、方案经济性初步比较计算结果比较如下表4.1比较依据供电可靠性电能质量运行维护的方便性线路投资小线路的功率损耗小类型线路长度负荷矩PL技术性比较方案1373731344.262供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便方案2383785059.769供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便方案3406498087.5供电可靠性高、电能质量较好、维修方便方案4421561460供电可靠性高、电能质量较好、维修方便方案53831215425供电可靠性较差、电能质量一般、维修方便方案63301749500供电可靠性较差、电能质量一般、维修方便方案73351192625供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便方案8368714190.385供电可靠性一般、电能质量一般、维修方便方案92952366923.75供电可靠性差、电能质量较差、维修方便4.2方案的比较根据比较依据和表,知在满足供电可靠性前提下方案四、方案七线路投资、功率损耗较其它七种方案优。因此选择方案四和方案七作为初步方案三、电网接线方式的选择与经济技术比较1、发电厂,变电站主接线方式的选择1.1发电厂主接线方式的选择由于系统中均为中小型电厂,为了便于今后发电厂的扩建,并保证发电厂供给符合时的可靠性和经济性,所以低压侧采用单母线分段接法,接线如图 发电厂主接线1.2变电所主接线方式的选择：在电网中,若是两回输电线路接入变电所的情况,变电所采用桥式接法,主变低压侧采用双母线供电；若有三回以上的线路接入变电所,采用主变高压侧单母线,低压侧双母线的接线方式,接线如图 变电所主接线2、发电厂、变电所主变压器的选择2.1、确定发电厂变压器容量其中：发电厂发出的最大有功功率；Kp发电厂厂用电率,这里取0.01；发电厂的功率因数；发电厂所带的最小负荷；n主变台数,此处n=2发电厂A:SNi=83.125MVA2.2、确定变电所变压器容量按容载比选择：由公式：其 中：K容载比,此处k=1.6；n主变台,此处n=2变电所1：=128=76.8MVA变电所2：=96=57.6MVA变电所3：=112=67.2 MVA根据上面的计算,选择发电厂和变电所的变压器如下表参数名发电厂和变电所台数变压器型号变比空载电流I0%空载损耗P0短路损耗PK短路电压比UK%发电厂A4SFPL-90000/11010.5/12122.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV变电站12SFPL-90000/11011022.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV变电站22SFPL-63000/22011022.5%/10.50.9A70 KW260 KW10.5 KV变电所32SFPL-90000/11011022.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV3、电压等级的确定方案三的初步潮流计算如下方案四的初步潮流计算确定依据如下表电压等级确定依据额定电压KV输送功率KW输送距离KM3520001000020506035003000030100110100005000050150220100000500000100300根据初步潮流分布并考虑到实际电能输送情况和线路检修时个别线路的潮流会增大,最终均选择110KV的电压等级。4、方案三的导线截面积选择导线截面选择的原则：按计算所得初步功率分布、按经济电流密度选择进行选择。由公式计算得到导线截面进行。架空输电线路导线经济电流密度A / mm2年最大负荷利用小时数Tmax3000以下300050005000以上铝1.651.150.90铜3.002.251.75发电厂的年最大负荷利用小时为5000小时因为用的钢芯铝绞线,且年最大利用小时都在5000小时以上,所以J取0.9。较优方案各线路功率因数及导线截面计算：计算后对照线路型号表选取后结果如下：支路线路型号截面积单位电阻单位电抗Sa1LGJ-300274.50.1050.399Sa2LGJ-1851930.170.394Sa3LGJ-2402400.1320.386SasLGJ-3003180.1050.3995、方案四的导线截面积的选择同方案三的计算方法,计算后对照线路型号表选取后结果如下：支路线路型号截面积单位电阻单位电抗Sa1LGJ-300274.50.1050.399Sa2LGJ-4003630.080.406Sa3LGJ-2402400.1320.386SasLGJ-4003190.080.406S2sLGJ-70610.450.4256.方案三与方案四电力网接线方案的技术、经济比较架空输电线路导线经济电流密度A / mm2年最大负荷利用小时数Tmax3000以下300050005000以上铝1.651.150.90铜3.002.251.75方案的经济性比较本次电网规划课程设计要求按年费用最小法进行规划方案的经济性比较,年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。规划方案年费用的计算范围包括：1输电线路的投资；2输电线路的年运行费用；3网络电能损失费。 规划方案的年费用计算方法其中：规划方案的年费用折算至基准年规划水平年的总投资电力工程经济使用年限取25年电力工业投资回收系数取 0.1基准年的年运行费用取投资的5输电线路的投资指标110KV架空输电线路单位投资指标类 别单位造价指标LGJ40045万元公里LGJ30040万元公里LGJ24032万元公里LGJ18530万元公里LGJ15028万元公里LGJ12025万元公里电能损失费计算方法1由潮流计算结果得出全网最大损耗功率；2根据附录中给出的年最大负荷利用小时数、负荷功率因数,根据下表查出年最大负荷损耗时间；3计算整个电网全年电能损耗Kwh年；4按电力系统综合成本电价取0.35元Kwh计算电能损失费。方案三：线路投资：55 240+40230+65232+43240=14400 万元高压断路器：台数单价=8711900= 5695200 总投资Y：Y= 14400+5695200=914106.963 万元年运行费用N：输电线路的折旧费4%,变电所的折旧维修费只考虑高压断路器14%,输电线路电能损耗0.2元/度。N=805934 万元方案四：线路投资：13032+8645+11040+4045+5517=15165 高压断路器：台数单价=8711900= 5695200总投资Y：Y=5695200+ 15165年运行费用N：输电线路的折旧费4%,变电所的折旧维修费只考虑高压断路器14%,输电线路电能损耗0.2元/度。N=151654%+569520014%+8.12950000.2=806063.6万元综合比较上面,方案三比方案四总投资要少,经济性要好。同时方案三的负荷矩要小,线路要短。综合以上因素,最终选定方案三位最佳方案。四、调压计算调压原则：为进行调压计算需要计算最大和最小负荷的情况下,电力网的潮流分布计算,然后利用潮流计算结果即可以进行变压器分接头的选择,当采用普通变压器分接头不能满足要求的情况下,可以考虑采用有载调压变压器或采用无功补偿装置。最终确定的方案为方案三注意,在计算最大负荷潮流的时候,将发电厂A的母线电压保持115kv不变；计算最小负荷的潮流的时候,将发电厂的母线A的母线电压保持116kv不变。1、最大负荷情况下的潮流和压降计算最大负荷时:S1max= 80+j49.48 S2max= 60+j29.06 S3max= 70+j43.38Za-1= 2.8875+j10.9725 Za-2= 3.4+j7.88 Za-3= 4.29+j12.545 2、最小负荷情况下的潮流和压降计算S1min= 40+j24.7898 S2min= 30+j14.5297 S3min=35+j21.6911Za-1=2.8875+j10.9725 Za-2=3.4+j7.88 Za-3=4.29+j12.5453、变压器的分接头选择变电所1的调压计算1选择变压器的分接头最大负荷时应选择的变压器计算分接头为：最小负荷时应选择的变压器计算分接头为：变压器应选择的计算分接头可选112.75kv接头2校验最大负荷时低压侧的实际电压为：最小负荷时低压侧的实际电压为：所选分接头满足要求。变电所2的调压计算1最大负荷时应选择的变压器计算分接头为：最小负荷时应选择的变压器计算分接头为： 变压器应选择的计算分接头为：可选112.75kv接头2校验 最大负荷时低压侧的实际电压为：最小负荷时低压侧的实际电压为：所选分接头满足要求变电所3的调压计算1最大负荷时应选择的变压器计算分接头为： 最小负荷时应选择的变压器计算分接头为： 变压器应选择的计算分接头为：选变压器的标准分接头2校验 最大负荷时低压侧的实际电压为：最小负荷时低压侧的实际电压为：所选分接头满足要求。五、参考文献参考文献1应敏华,程乃蕾供用电工程. 北京：中国电力出版社,2006.92李景禄.使用配电网技术. 北京：中国水利水电出版社,20063陈珩. 陈珩编；陈怡,万秋兰,高山修订.3版.电力系统稳态分析. 北京：中国电力出版社,20074方大千.输配电速查速算手册. 北京：中国水利水电出版社,2004.35杨淑英.电力系统概论M. 北京：中国电力出版社,2003.86尹克宁.电力工程. 北京：中国电力出版社,2005.27韦钢.电力工程概论. 北京：中国电力出版社,2005.28温步瀛.电力工程基础. 北京：中国电力出版社,2006.69胡安民.架空电力线路使用计算. 北京：中国电力出版社,2003.1010熊信银.发电厂电气部分. 北京：中国电力出版社,2004.811姚春球.发电厂电气部分. 北京：中国电力出版社,2004.10六、电网课程设计心得课程设计心得在这次的课程设计中,遇到了许多困难,但是收获很大。在开始的时候,由于没有经验,感觉课程设计有很大的困难,不知道从哪做起,加上课程时间与考试准备的时间冲突,所以进度很慢。在这个时候,自己心里是比较着急的,怕到时候不能按时完成任务。在考试完几门课程后,自己把精力全部放到了课程设计上,从方案的选择到初步潮流的计算,从导线的选择到变压器容量的选择,从精确的潮流计算到变压器的分接头选择,我都努力学习与掌握,然后将本组的课程设计整个框架构思出来。有了框架之后,我们便开始逐步开始工作。在方案的选择时,由于对电力系统认识不够深刻,设计的一些方案有很多的不合理之处。另外,为了在电脑上将方案图形画出来,自己特意学了下画图软件,然后将方案图逐个在电脑上画出来,并进行了一定的修改。在进行完初步潮流计算后又对方案进行了一些合理的修改。在这个反复的过程中,对整个系统又有了一些比较深刻的认识和了解。当然,在这个过程中也遇到了一些困难,比如说在在设计方案时候,要考虑到线路上的功率和线的长度,对方案优劣的初步估计等等。比较幸运的是,在自己遇到困难的时候,打给周老师询问,周老师总是能耐心地给我解答,在此要特别感谢周老师。在确定完方案之后,大家对各种方案进行了初步潮流计算,组员们在工作的过程中还是比较配合和积极的。虽然自己在设计的过程中有一些不合理导致方案的修改和潮流的重新计算,大家也没什么怨言,还是很积极地配合,让工作能顺利地进行下去。在初步潮流地计算中,我们发现有些方案的不合理,于是又对方案进行了合理的修改,重新计算潮流,让所选的方案设计得更加地合理和可行。在下面的工作中,我们对初步潮流计算后对方案进行比较后选出来的两个方案进行了经济性的比较,组员们比较积极地计算让这部分工作比较顺利地进行了下去。后面还有许多工作,自己在做这些工作的时候也遇到了不少困难,比如说调压不能达到要求。在参考了以前的处理方法后,自己用所学的知识对发电厂的母线出线电压进行了调整,即中枢点电压的调整,从而使得调压达到了预期的要求。在整个的课程设计中,自己承受着比较大的压力。自己要处理技术性的东西,要确定方案,很多的东西自己感觉都有点吃力。但是幸运的是自己所遇到的困难受到了老师和同学的帮助,让自己既把问题解决了,同时也学到了很多的知识,对整个电网的运行和电力系统有了更进一步的认识。在做完课程设计后,自己的身心都感觉到一种舒畅,一种满足！也许自己的设计不一定是最合理的,但是自己却花了很多心思,付出了很多时间,有时候连续待在电脑前七八小时,在这个做课程设计的过程中体验了其中的过程,收获了很多！这是一件让自己觉得特别有意义的事情。另外做课程设计也锻炼了自己的耐心和毅力,培养了一种战胜困难的勇气和信心！我想我以后会特别地怀念这段课程设计的经历！最后感谢两位指导老师的辛勤指导！附录.