電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 最終版.doc

電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和原始資料2二、電網(wǎng)接線初步方案的擬定與比較31、初步接線方案的擬定依據(jù)32、計(jì)劃擬定的方案33、初步潮流計(jì)算54、方案經(jīng)濟(jì)性初步比較8三、電網(wǎng)接線方式的選擇與經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較91、發(fā)電廠,變電站主接線方式的選擇92、發(fā)電廠、變電所主變壓器的選擇113、電壓等級(jí)的確定134、方案三的導(dǎo)線截面積選擇145、方案四的導(dǎo)線截面積選擇16 6、方案三與方案四的經(jīng)濟(jì)性比較 16 四、調(diào)壓計(jì)算181、最大負(fù)荷情況下的潮流和壓降計(jì)算 192、最小負(fù)荷情況下的潮潮流和壓降計(jì)算 193、變壓器的分接頭選擇20五、參考文獻(xiàn)22六、電網(wǎng)課程設(shè)計(jì)心得23一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和原始資料1發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置及距離如圖1所示（距離單位為kM）。圖1 發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置及距離2發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)發(fā)電廠A裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量（MW）475額定電壓（kV）10.5額定功率因數(shù)0.8發(fā)電廠最小運(yùn)行方式為三臺(tái)機(jī)運(yùn)行3 負(fù)荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求 廠 項(xiàng) 站 目發(fā)電廠變電所A123最大負(fù)荷（MW）25806070最小負(fù)荷（MW）15403035功率因數(shù)0.850.850.90.85(h)5000600055005000低壓母線電壓(kV)10101010調(diào)壓要求最大負(fù)荷(%)2552.52.5最小負(fù)荷(%)2507.57.5各類負(fù)荷(%)I類3003530II類25503030二、電網(wǎng)接線初步方案的擬定與比較1、初步接線方案的擬定依據(jù)本次課程設(shè)計(jì)的答題思路是，首先根據(jù)任務(wù)書(shū)上的發(fā)電廠和變電所的相對(duì)地理位置，作出大致的8-9個(gè)供電可靠性比較合理，線長(zhǎng)較省的地理接線圖方案，然后假設(shè)全網(wǎng)的輸電線路都是一個(gè)型號(hào)的電力線路，將整個(gè)電網(wǎng)均一化，利用均一網(wǎng)的潮流分布計(jì)算公式，確定整個(gè)線路上的初步潮流分布。通過(guò)負(fù)荷矩（即輸電線路的電能指標(biāo)）和線長(zhǎng)（即輸電線路的一次投資量指標(biāo)）進(jìn)行篩選，選出兩個(gè)備選方案進(jìn)行精確潮流計(jì)算。在電力系統(tǒng)中，對(duì)于類負(fù)荷要求任何情況下不能斷電，類負(fù)荷要求盡可能保證供電，必要時(shí)可以斷電。1.1.2電力電量平衡計(jì)算：發(fā)電廠： 負(fù)荷：發(fā)電廠： 變電所： 2、計(jì)劃擬定的方案根據(jù)上述原則可列出可能的各種電網(wǎng)接線初步方案如圖（可能還有其他方案）3、初步潮流計(jì)算初步方案并未確定導(dǎo)線截面積，因此先按均一網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行初步功率分布的計(jì)算。均一網(wǎng)初步功率分布的計(jì)算公式如下：S=即：發(fā)電廠、變電所的最大負(fù)荷時(shí)的運(yùn)算負(fù)荷（不計(jì)變壓器損耗）如表1所示： 廠 項(xiàng) 站 目發(fā)電廠變電所A123最大負(fù)荷（MW）25806070最小負(fù)荷（MW）15403035功率因數(shù)0.850.850.90.85以方案九計(jì)算為例，詳細(xì)計(jì)算過(guò)程如下：將電網(wǎng)在S點(diǎn)拆開(kāi)，得到兩端供電網(wǎng)絡(luò)如圖2-3所示線路總長(zhǎng)度：L=Ls3+L31+L1a+La2+L2s=75+70+55+40+55=295（km）線路總負(fù)荷矩：P2L=P2s3*75+P231*70+P21a*55+P2a2*40+p22s*55=711625方 案線路長(zhǎng)度（KM）負(fù)荷矩P2L (kwkm)373731344.262 383785059.769406498087.5421561460383121542533017495003351192625368714190.382952366923.754、方案經(jīng)濟(jì)性初步比較計(jì)算結(jié)果比較如下表4.1比較依據(jù)供電可靠性電能質(zhì)量運(yùn)行維護(hù)的方便性線路投資小線路的功率損耗小類型線路長(zhǎng)度(km)負(fù)荷矩PL(MWkm)技術(shù)性比較方案1373731344.262供電可靠性一般、電能質(zhì)量一般、維修方便方案2383785059.769供電可靠性一般、電能質(zhì)量一般、維修方便方案3406498087.5供電可靠性高、電能質(zhì)量較好、維修方便方案4421561460供電可靠性高、電能質(zhì)量較好、維修方便方案53831215425供電可靠性較差、電能質(zhì)量一般、維修方便方案63301749500供電可靠性較差、電能質(zhì)量一般、維修方便方案73351192625供電可靠性一般、電能質(zhì)量一般、維修方便方案8368714190.385供電可靠性一般、電能質(zhì)量一般、維修方便方案92952366923.75供電可靠性差、電能質(zhì)量較差、維修方便4.2方案的比較根據(jù)比較依據(jù)和表，知在滿足供電可靠性前提下方案四、方案七線路投資、功率損耗較其它七種方案優(yōu)。因此選擇方案四和方案七作為初步方案三、電網(wǎng)接線方式的選擇與經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較1、發(fā)電廠,變電站主接線方式的選擇1.1發(fā)電廠主接線方式的選擇由于系統(tǒng)中均為中小型電廠，為了便于今后發(fā)電廠的擴(kuò)建，并保證發(fā)電廠供給符合時(shí)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，所以低壓側(cè)采用單母線分段接法，接線如圖 發(fā)電廠主接線1.2變電所主接線方式的選擇：在電網(wǎng)中，若是兩回輸電線路接入變電所的情況，變電所采用橋式接法，主變低壓側(cè)采用雙母線供電；若有三回以上的線路接入變電所，采用主變高壓側(cè)單母線，低壓側(cè)雙母線的接線方式，接線如圖 變電所主接線2、發(fā)電廠、變電所主變壓器的選擇2.1、確定發(fā)電廠變壓器容量其中： 發(fā)電廠發(fā)出的最大有功功率； Kp發(fā)電廠廠用電率，這里取0.01； 發(fā)電廠的功率因數(shù)；發(fā)電廠所帶的最小負(fù)荷；n主變臺(tái)數(shù)，此處n=2發(fā)電廠A:SNi=83.125MVA2.2、確定變電所變壓器容量按容載比選擇：由公式：其 中：K容載比，此處k=1.6；n主變臺(tái)，此處n=2變電所1：=128=76.8MVA變電所2：=96=57.6MVA變電所3：=112=67.2 MVA根據(jù)上面的計(jì)算，選擇發(fā)電廠和變電所的變壓器如下表參數(shù)名發(fā)電廠和變電所臺(tái)數(shù)變壓器型號(hào)變比空載電流I0%空載損耗P0短路損耗PK短路電壓比UK%發(fā)電廠A4SFPL-90000/11010.5/12122.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV變電站12SFPL-90000/11011022.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV變電站22SFPL-63000/22011022.5%/10.50.9A70 KW260 KW10.5 KV變電所32SFPL-90000/11011022.5%/10.50.7A75KW440KW10.5KV3、電壓等級(jí)的確定方案三的初步潮流計(jì)算如下方案四的初步潮流計(jì)算確定依據(jù)如下表電壓等級(jí)確定依據(jù)額定電壓（KV）輸送功率（KW）輸送距離（KM）3520001000020506035003000030100110100005000050150220100000500000100300根據(jù)初步潮流分布并考慮到實(shí)際電能輸送情況和線路檢修時(shí)個(gè)別線路的潮流會(huì)增大，最終均選擇110KV的電壓等級(jí)。4、方案三的導(dǎo)線截面積選擇導(dǎo)線截面選擇的原則：按計(jì)算所得初步功率分布、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇進(jìn)行選擇。由公式計(jì)算得到導(dǎo)線截面進(jìn)行。架空輸電線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度（A / mm2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax3000以下300050005000以上鋁1.651.150.90銅3.002.251.75發(fā)電廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000小時(shí)因?yàn)橛玫匿撔句X絞線，且年最大利用小時(shí)都在5000小時(shí)以上，所以J取0.9。較優(yōu)方案各線路功率因數(shù)及導(dǎo)線截面計(jì)算：計(jì)算后對(duì)照線路型號(hào)表選取后結(jié)果如下：支路線路型號(hào)截面積單位電阻單位電抗Sa1LGJ-300274.50.1050.399Sa2LGJ-1851930.170.394Sa3LGJ-2402400.1320.386SasLGJ-3003180.1050.3995、方案四的導(dǎo)線截面積的選擇同方案三的計(jì)算方法，計(jì)算后對(duì)照線路型號(hào)表選取后結(jié)果如下：支路線路型號(hào)截面積單位電阻單位電抗Sa1LGJ-300274.50.1050.399Sa2LGJ-4003630.080.406Sa3LGJ-2402400.1320.386SasLGJ-4003190.080.406S2sLGJ-70610.450.4256.方案三與方案四電力網(wǎng)接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較架空輸電線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度（A / mm2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax3000以下300050005000以上鋁1.651.150.90銅3.002.251.75方案的經(jīng)濟(jì)性比較本次電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)要求按年費(fèi)用最小法進(jìn)行規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性比較，年費(fèi)用最小的規(guī)劃方案為經(jīng)濟(jì)性最好的方案。規(guī)劃方案年費(fèi)用的計(jì)算范圍包括：（1）輸電線路的投資；（2）輸電線路的年運(yùn)行費(fèi)用；（3）網(wǎng)絡(luò)電能損失費(fèi)。 規(guī)劃方案的年費(fèi)用計(jì)算方法其中：規(guī)劃方案的年費(fèi)用折算至基準(zhǔn)年（規(guī)劃水平年）的總投資電力工程經(jīng)濟(jì)使用年限（取25年）電力工業(yè)投資回收系數(shù)（取 0.1）基準(zhǔn)年的年運(yùn)行費(fèi)用（取投資的5）輸電線路的投資指標(biāo)110KV架空輸電線路單位投資指標(biāo)類 別單位造價(jià)指標(biāo)LGJ40045萬(wàn)元公里L(fēng)GJ30040萬(wàn)元公里L(fēng)GJ24032萬(wàn)元公里L(fēng)GJ18530萬(wàn)元公里L(fēng)GJ15028萬(wàn)元公里L(fēng)GJ12025萬(wàn)元公里電能損失費(fèi)計(jì)算方法（1）由潮流計(jì)算結(jié)果得出全網(wǎng)最大損耗功率；（2）根據(jù)附錄中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)、負(fù)荷功率因數(shù)，根據(jù)下表查出年最大負(fù)荷損耗時(shí)間；（3）計(jì)算整個(gè)電網(wǎng)全年電能損耗（Kwh年）；（4）按電力系統(tǒng)綜合成本電價(jià)（取0.35元Kwh）計(jì)算電能損失費(fèi)。方案三： 線路投資：55 240+40230+65232+43240=14400 萬(wàn)元高壓斷路器：臺(tái)數(shù)單價(jià)=8711900= 5695200 總投資（Y）：Y= 14400+5695200=914106.963 萬(wàn)元年運(yùn)行費(fèi)用（N）：輸電線路的折舊費(fèi)4%，變電所的折舊維修費(fèi)（只考慮高壓斷路器）14%，輸電線路電能損耗0.2元/度。N=805934 萬(wàn)元方案四：線路投資：13032+8645+11040+4045+5517=15165 高壓斷路器：臺(tái)數(shù)單價(jià)=8711900= 5695200總投資（Y）：Y=5695200+ 15165年運(yùn)行費(fèi)用（N）：輸電線路的折舊費(fèi)4%，變電所的折舊維修費(fèi)（只考慮高壓斷路器）14%，輸電線路電能損耗0.2元/度。N=151654%+569520014%+8.12950000.2=806063.6萬(wàn)元綜合比較上面，方案三比方案四總投資要少，經(jīng)濟(jì)性要好。同時(shí)方案三的負(fù)荷矩要小，線路要短。綜合以上因素，最終選定方案三位最佳方案。四、調(diào)壓計(jì)算調(diào)壓原則：為進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算需要計(jì)算最大和最小負(fù)荷的情況下，電力網(wǎng)的潮流分布計(jì)算，然后利用潮流計(jì)算結(jié)果即可以進(jìn)行變壓器分接頭的選擇，當(dāng)采用普通變壓器分接頭不能滿足要求的情況下，可以考慮采用有載調(diào)壓變壓器或采用無(wú)功補(bǔ)償裝置。最終確定的方案為方案三注意，在計(jì)算最大負(fù)荷潮流的時(shí)候，將發(fā)電廠A的母線電壓保持115kv不變；計(jì)算最小負(fù)荷的潮流的時(shí)候，將發(fā)電廠的母線A的母線電壓保持116kv不變。1、最大負(fù)荷情況下的潮流和壓降計(jì)算最大負(fù)荷時(shí):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、最小負(fù)荷情況下的潮流和壓降計(jì)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、變壓器的分接頭選擇變電所1的調(diào)壓計(jì)算1）選擇變壓器的分接頭最大負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇的變壓器計(jì)算分接頭為： 最小負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇的變壓器計(jì)算分接頭為：變壓器應(yīng)選擇的計(jì)算分接頭可選112.75kv接頭2）校驗(yàn)最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為：最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為：所選分接頭滿足要求。變電所2的調(diào)壓計(jì)算1）最大負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇的變壓器計(jì)算分接頭為： 最小負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇的變壓器計(jì)算分接頭為： 變壓器應(yīng)選擇的計(jì)算分接頭為： 可選112.75kv接頭2）校驗(yàn) 最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為：最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為：所選分接頭滿足要求變電所3的調(diào)壓計(jì)算1）最大負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇的變壓器計(jì)算分接頭為： 最小負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇的變壓器計(jì)算分接頭為： 變壓器應(yīng)選擇的計(jì)算分接頭為：選變壓器的標(biāo)準(zhǔn)分接頭2）校驗(yàn) 最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為：最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為： 所選分接頭滿足要求。五、參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1應(yīng)敏華，程乃蕾供用電工程. 北京：中國(guó)電力出版社，2006.92李景祿.使用配電網(wǎng)技術(shù). 北京：中國(guó)水利水電出版社，20063陳珩. 陳珩編；陳怡，萬(wàn)秋蘭，高山修訂.3版.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析. 北京：中國(guó)電力出版社，20074方大千.輸配電速查速算手冊(cè). 北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.35楊淑英.電力系統(tǒng)概論M. 北京：中國(guó)電力出版社，2003.86尹克寧.電力工程. 北京：中國(guó)電力出版社，2005.27韋鋼.電力工程概論. 北京：中國(guó)電力出版社，2005.28溫步瀛.電力工程基礎(chǔ). 北京：中國(guó)電力出版社，2006.69胡安民.架空電力線路使用計(jì)算. 北京：中國(guó)電力出版社，2003.1010熊信銀.發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國(guó)電力出版社，2004.811姚春球.發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國(guó)電力出版社，2004.10六、電網(wǎng)課程設(shè)計(jì)心得課程設(shè)計(jì)心得在這次的課程設(shè)計(jì)中，遇到了許多困難，但是收獲很大。在開(kāi)始的時(shí)候，由于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，感覺(jué)課程設(shè)計(jì)有很大的困難，不知道從哪做起，加上課程時(shí)間與考試準(zhǔn)備的時(shí)間沖突，所以進(jìn)度很慢。在這個(gè)時(shí)候，自己心里是比較著急的，怕到時(shí)候不能按時(shí)完成任務(wù)。在考試完幾門(mén)課程后，自己把精力全部放到了課程設(shè)計(jì)上，從方案的選擇到初步潮流的計(jì)算，從導(dǎo)線的選擇到變壓器容量的選擇，從精確的潮流計(jì)算到變壓器的分接頭選擇，我都努力學(xué)習(xí)與掌握，然后將本組的課程設(shè)計(jì)整個(gè)框架構(gòu)思出來(lái)。有了框架之后，我們便開(kāi)始逐步開(kāi)始工作。在方案的選擇時(shí)，由于對(duì)電力系統(tǒng)認(rèn)識(shí)不夠深刻，設(shè)計(jì)的一些方案有很多的不合理之處。另外，為了在電腦上將方案圖形畫(huà)出來(lái)，自己特意學(xué)了下畫(huà)圖軟件，然后將方案圖逐個(gè)在電腦上畫(huà)出來(lái)，并進(jìn)行了一定的修改。在進(jìn)行完初步潮流計(jì)算后又對(duì)方案進(jìn)行了一些合理的修改。在這個(gè)反復(fù)的過(guò)程中，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)又有了一些比較深刻的認(rèn)識(shí)和了解。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中也遇到了一些困難，比如說(shuō)在在設(shè)計(jì)方案時(shí)候，要考慮到線路上的功率和線的長(zhǎng)度，對(duì)方案優(yōu)劣的初步估計(jì)等等。比較幸運(yùn)的是，在自己遇到困難的時(shí)候，打電話給周老師詢問(wèn)，周老師總是能耐心地給我解答，在此要特別感謝周老師。在確定完方案之后，大家對(duì)