(完整版)長(zhǎng)沙理工大學(xué)電網(wǎng)課程設(shè)計(jì)

1、word可編輯目 錄前言3第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和原始資料4第二章 電網(wǎng)接線(xiàn)初步方案設(shè)計(jì)7第一節(jié)：電網(wǎng)接線(xiàn)初步方案的選擇與供電電壓等級(jí)確實(shí)定7第二節(jié)：電網(wǎng)接線(xiàn)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬15 第三節(jié)：輸電線(xiàn)型號(hào)的選擇22第四節(jié)：方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬31第三章 調(diào)壓計(jì)算38課程設(shè)計(jì)總結(jié)45前 言經(jīng)濟(jì)開(kāi)展，電力先行。電力工業(yè)是國(guó)家的根底，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)展中占據(jù)十分重要的地位。電能是一種不能儲(chǔ)存的、無(wú)形的二次能源，發(fā)電、變電、輸送、分配和消費(fèi)幾乎是在一瞬間完成，必須保持有功和無(wú)功功率的平衡。同時(shí)為了滿(mǎn)足消費(fèi)需求，保證生產(chǎn)生活的穩(wěn)定，所發(fā)電能要滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性好、可靠性高、電能質(zhì)量高等要求。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在現(xiàn)階段，聯(lián)合電力系統(tǒng)

2、是保證供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性和高質(zhì)量的最好的方法，而這也是我國(guó)電力行業(yè)開(kāi)展的趨勢(shì)。通過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路將幾個(gè)地方電力系統(tǒng)連接起來(lái)所形成的電力系統(tǒng)稱(chēng)為聯(lián)合電力系統(tǒng)。聯(lián)合電力系統(tǒng)可以合理利用能源、減少系統(tǒng)備用容量、裝設(shè)高效率的大容量機(jī)組，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；系統(tǒng)間相互支援可以提高系統(tǒng)的供電可靠性；系統(tǒng)容量越大抗干擾能力越強(qiáng)，可以減小系統(tǒng)受到干擾負(fù)荷變化時(shí)的頻率波動(dòng)和電壓波動(dòng)，提高電能質(zhì)量。要建好大規(guī)模的平安可靠的聯(lián)合電力系統(tǒng)，必須做好規(guī)劃，加強(qiáng)電力規(guī)劃和電網(wǎng)建設(shè)。電力規(guī)劃是根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的需求，能源資源和負(fù)荷的分布，確定合理的電源結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略布局，確定電壓等級(jí)、輸電方式和合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等。電力規(guī)劃的合理

3、與否，事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，直接影響到今后電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及未來(lái)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展。該課程設(shè)計(jì)要求按照給定的數(shù)據(jù)，依照國(guó)民經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)一個(gè)供電、變電、輸電、分配和消費(fèi)的電力系統(tǒng)。該電力系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)電廠(chǎng)、三個(gè)變電所、假設(shè)干輸電線(xiàn)路，同時(shí)考慮該系統(tǒng)為聯(lián)合電力系統(tǒng)的一子系統(tǒng)，其聯(lián)絡(luò)線(xiàn)可視為無(wú)窮大系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的要求是該電力系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足一定的供電可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，電能質(zhì)量高，同時(shí)運(yùn)行方式靈活，適應(yīng)多種負(fù)荷變化情況。投資費(fèi)用亦應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)至最小。第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和原始資料一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 本次電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的發(fā)電廠(chǎng)、變電站所原始資料完成如下設(shè)計(jì)：1. 確定供電電壓等級(jí)2. 初

4、步擬定假設(shè)干待選的電力網(wǎng)接線(xiàn)方案3. 發(fā)電廠(chǎng)、變電所主變壓器選擇4. 電力網(wǎng)接線(xiàn)方案的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比擬5. 輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面選擇6. 調(diào)壓計(jì)算二、 原始資料1. 發(fā)電廠(chǎng)，變電所相對(duì)地理位置及距離：2. 發(fā)電廠(chǎng)技術(shù)參數(shù)裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量：2×50MW額定電壓KV：額定功率因數(shù)：cos=3. 架空輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)電流密度見(jiàn)下表1-1：表1-1 架空輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)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 銅4. 負(fù)荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求如下表1-2：表1-2 發(fā)電廠(chǎng)及變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)與有關(guān)要求廠(chǎng)站工程A123最大負(fù)荷MW30606050最小負(fù)荷MW1

5、5354030功率因數(shù)cosTmax(h)5000500055005000低壓母線(xiàn)電壓KV10101010調(diào)壓要求最大負(fù)荷%525255最小負(fù)荷%025250各類(lèi)負(fù)荷%I 類(lèi)3030300II 類(lèi)303025505. 電網(wǎng)電壓等級(jí)確實(shí)定對(duì)所擬定的初步接線(xiàn)方案按均一網(wǎng)計(jì)算其初步功率，確定各輸電線(xiàn)路的輸送容量和輸送距離，再依據(jù)輸送容量和輸電距離以及電源的電壓等級(jí)來(lái)選擇輸電線(xiàn)路的電壓等級(jí)。各種電壓等級(jí)適合的輸電容量和輸電距離如下表1-3：表1-3 各種電壓等級(jí)適合的輸電容量和輸電距離額定電壓KV輸送功率KW輸送距離KM35200010000205060350030000301001101000050

6、000501502201000005000001003006. 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)綜合本錢(qián)電價(jià)取元Kwh計(jì)算電能損失費(fèi)。最大負(fù)荷損耗小時(shí)與最大負(fù)荷利用小時(shí)、功率因數(shù)之間的關(guān)系見(jiàn)下表1-4：表1-4 最大負(fù)荷損耗時(shí)間與最大負(fù)荷利用時(shí)間、功率因數(shù)之間的關(guān)系2000150012001000800700250017001500125011009503000200018001600140012503500235021502000180

7、016004000275026002400220020004500315030002900270025005000360035003400320030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048507000595059005800570056007500665066006550650064008000740073507250第二章 電網(wǎng)接線(xiàn)方案初步設(shè)計(jì)第一節(jié) 電網(wǎng)接線(xiàn)初步方案的選擇與供電電壓等級(jí)確實(shí)定一、 初步擬定接線(xiàn)方案的依據(jù) 電網(wǎng)接線(xiàn)初步方案主要根據(jù)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求擬定。初步方案擬定時(shí)

8、，在考慮對(duì)第一類(lèi)負(fù)荷要求任何情況下都不能斷電，第二類(lèi)負(fù)荷盡可能的保證供電，必要時(shí)可以停電，對(duì)于第三類(lèi)負(fù)荷，可以停電的先提條件以下出所有滿(mǎn)足供電可靠性要求的初步方案。二、 擬定的方案初步篩選：由于第七種到第二十種方案可靠性和經(jīng)濟(jì)性不高，應(yīng)選用方案一到方案六進(jìn)行初步潮流計(jì)算。三、 發(fā)電廠(chǎng)及負(fù)荷功率的初步計(jì)算初步比擬即為線(xiàn)路的長(zhǎng)度以及線(xiàn)路上的損耗的比擬，計(jì)算公式為 PM=lmS2 。初步潮流計(jì)算按均一網(wǎng)計(jì)算，采用無(wú)功就地補(bǔ)償，即初次計(jì)算不考慮無(wú)功的分布。以第三種方案的計(jì)算過(guò)程為例：量為：發(fā)電廠(chǎng)裝機(jī)容量：SN=2×50MW=100MW發(fā)電廠(chǎng)用電負(fù)荷廠(chǎng)用電取8%為8MW：Pmax =30MW

9、Pmin=15MW變電所負(fù)荷：Pmax=60MW， Pmin=35MW變電所負(fù)荷：Pmax=60MW， Pmin=40MW變電所負(fù)荷：Pmax=50MW， Pmin=30MW總負(fù)荷：PLmax=8+15+60+60+50=193MW(發(fā)電廠(chǎng)用電負(fù)荷最大)PLmin=8+30+35+40+30=143MW(發(fā)電廠(chǎng)用電負(fù)荷最小)因?yàn)樨?fù)荷最大時(shí)為PLmax=193MW而發(fā)電廠(chǎng)出功率只有PG=100MW，故電網(wǎng)還須從系統(tǒng)S中吸收93MW的功率。第一步，環(huán)網(wǎng)的化簡(jiǎn)：把負(fù)荷3移植到S和1中。移植到S中的負(fù)荷大小為：移植到1中的負(fù)荷大小為：負(fù)荷3移植后，S1線(xiàn)路等效長(zhǎng)度為35+4030kmUkUkUk4m案

10、I精確潮流計(jì)算及線(xiàn)路損耗總電能的計(jì)算負(fù)荷的無(wú)功功率就地補(bǔ)償：方案I功率分布等效電路圖第一步：系統(tǒng)各端點(diǎn)功率：變電所3的變壓器損耗變電所1,2的變壓器損耗發(fā)電廠(chǎng)A變壓器損耗故：負(fù)荷1,2端功率負(fù)荷3端功率發(fā)電廠(chǎng)A端功率為：SA=第二步：電網(wǎng)化簡(jiǎn)將負(fù)荷3轉(zhuǎn)移到1，S處負(fù)荷，負(fù)荷變?yōu)椋?轉(zhuǎn)移到S的負(fù)荷：3轉(zhuǎn)移到1的負(fù)荷：負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，S和1節(jié)點(diǎn)間的等效阻抗為：將負(fù)荷轉(zhuǎn)移后的網(wǎng)絡(luò)，從S處斷開(kāi)，得到以下圖：方案I從S處解開(kāi)各功率關(guān)系及流向第三步：負(fù)荷3復(fù)原進(jìn)而得到故方案I的精確潮流分布圖如下所示：方案I的精確潮流分布圖第五步：計(jì)算線(xiàn)路上的功率損耗為； ；; ; ;第六步：計(jì)算線(xiàn)路損耗總電能Tmax2A=T

11、maxS2=5500hTmaxA1= TmaxS1= 各段線(xiàn)路年負(fù)荷率及年負(fù)荷損耗率：線(xiàn)路A到2和線(xiàn)路S到2：24=S2= =WA2=× ×8760=×106 KW/hWS2=× ×8760=×106 KW/h線(xiàn)路A到1： WA1=× ×8760=×106 KW/h線(xiàn)路S到1：WS1= × ×8760=×106 KW/h線(xiàn)路1到3和線(xiàn)路S到3：W13=× ×8760=×106 KW/hWS3=× ×8760=×106

12、 KW/h 線(xiàn)路損耗總電能： II精確潮流計(jì)算及線(xiàn)路損耗總電能的計(jì)算負(fù)荷的無(wú)功功率就地補(bǔ)償：第一步：求系統(tǒng)各線(xiàn)段上的功率由于負(fù)荷是單獨(dú)供電，這里只算環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布。而 所以，該方案的功率分布如以下圖所示：方案II功率分布圖第二步：計(jì)算線(xiàn)路上的功率損耗PA2= 負(fù)荷三由于采用的是雙回路，所以功率損耗減半：第三步：計(jì)算線(xiàn)路損耗總電能顯然，線(xiàn)路上的最大利用小時(shí)數(shù)與它所連接的負(fù)荷相同，所以：TS2max=TA2max=5500hTS1max=TA1max=TS3max=5000h年負(fù)荷率：1=s2max=A2max= 2 = s1max=A1max=S3max= 年損耗率：S2max=A2max

13、= S1max=A1max=S3max = 年電能損耗量：WS1=PS1×2×8760=××8760=×106KWWS2=PS2×1×8760=××8760=×106KWWA2=PA2×1×8760=××8760=×106KWWS3= PS3×2×8760=××8760=×106KWWA1= PA1×2×8760=××8760=×106KW 年電能

14、損耗總量：W=×106KW3.總投資費(fèi)用Z和年運(yùn)行費(fèi)C的計(jì)算計(jì)算方法：輸電線(xiàn)路的年運(yùn)行費(fèi)包括檢修，維護(hù)，折舊費(fèi)等：C=W+1Z+2Z式中為損耗電能的電價(jià)元/; 1為檢修維護(hù)費(fèi)率?。?為折舊率取即按經(jīng)濟(jì)使用年限25年計(jì)：W為電能損耗年方案I總投資C1:線(xiàn)路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表：表2-11 方案I線(xiàn)路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表線(xiàn)路長(zhǎng)度km型號(hào)單位造價(jià)指標(biāo)萬(wàn)元/公里總價(jià)格萬(wàn)lA-248LGJ-24032萬(wàn)1536lS-242LGJ-24032萬(wàn)1344lS-150LGJ-18530萬(wàn)1500lS-340LGJ-30040萬(wàn)1600l1-335LGJ-5020萬(wàn)700lA-140LGJ-240321280Z1=l *

15、(單價(jià)) = 7960萬(wàn)那么：C1=××107+×7960×104=×107元方案II總投資C2 :線(xiàn)路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表：表2-12 方案II線(xiàn)路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表線(xiàn)路長(zhǎng)度型號(hào)單位造價(jià)指標(biāo)萬(wàn)/公里總價(jià)格萬(wàn)lA-248LGJ-185301440lS-242LGJ-185301260lS-150LGJ-185301500lS-340LGJ-240321280lA-140LGJ-240321280Z2=l*(單價(jià)) = 6760萬(wàn)那么：C2=××107+×6760×104=×107元 那么：抵償年限比擬結(jié)論：由技術(shù)

16、上看，兩個(gè)方案的供電可靠性都很好，而經(jīng)濟(jì)上看，由于抵償年限大于10年，按電力工業(yè)投資回收系數(shù)考慮，應(yīng)采用投資小的方案，而方案II比方案I顯然要好，因此選擇投資小的方案，即方案II。第三章 調(diào)壓計(jì)算一 、最大，最小負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算1. 計(jì)算最大負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算第一步：計(jì)算各線(xiàn)段功率損耗由于在之前的方案II精確潮流計(jì)算中已經(jīng)求出了最大負(fù)荷下線(xiàn)路上的有功功率，故現(xiàn)只需要計(jì)算線(xiàn)路的無(wú)功功率損耗：方案II最大功率下功率關(guān)系及其流向第二步：計(jì)算各負(fù)荷端點(diǎn)及發(fā)電廠(chǎng)的高壓側(cè)實(shí)際電壓由于S在本系統(tǒng)中作為電源，故電壓取為115KVS端輸入功率為：S至2端的電壓降為： 由于： 故變電所2高壓側(cè)實(shí)際電壓為：由

17、于 故發(fā)電站A高壓側(cè)實(shí)際電壓為： 由于： 故變電所1高壓側(cè)實(shí)際電壓為：U1= 由于： 故變電所3高壓側(cè)實(shí)際電壓為：2 .計(jì)算最小負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算方案II最小功率下功率關(guān)系及其流向第一步：計(jì)算各線(xiàn)段功率損耗S斷開(kāi)后，潮流計(jì)算SA2=S2-SS2= S1-SS1=各線(xiàn)段損耗：第二步：計(jì)算各負(fù)荷端點(diǎn)及發(fā)電廠(chǎng)的高壓側(cè)實(shí)際電壓S作為電源，電壓為115VSS=SS2+SS2=+由于： 故變電所2高壓側(cè)實(shí)際電壓：U2= S2=SA2=由于： 故發(fā)電廠(chǎng)A的高壓側(cè)實(shí)際電壓： 由于： 故變電所1高壓側(cè)實(shí)際電壓： S3=SS1+S3=+ 故變電所3高壓側(cè)實(shí)際電壓： 二、調(diào)壓計(jì)算及電壓方式選擇本方案中選擇逆調(diào)壓方

18、式：最大負(fù)荷時(shí)，放電廠(chǎng)A低壓母線(xiàn)電壓不高于額定值的10%，最小負(fù)荷時(shí)不低于額定值；變電所1最大負(fù)荷時(shí)低壓母線(xiàn)電壓不低于額定值的2%，最小負(fù)荷時(shí)不高于5%；變電所2最大負(fù)荷時(shí)低壓母線(xiàn)電壓不低于額定值的2%，最小負(fù)荷時(shí)不高于5%；變電所3最大負(fù)荷時(shí)低壓母線(xiàn)電壓不高于額定值的5%，最小負(fù)荷時(shí)不低于額定值。第一步：計(jì)算最大負(fù)荷分接頭變電所1：變電所2：變電所3：發(fā)電廠(chǎng)A:第二步：計(jì)算最小負(fù)荷分接頭變電所1：變電所2： 變電所3：發(fā)電廠(chǎng)A：第三步：計(jì)算分接頭的平均值及選取分接頭變電所1： 應(yīng)選用110+%即的分接頭變電所2： 應(yīng)選用110+%即 的分接頭變電所3： 應(yīng)選用%即 的分接頭發(fā)電廠(chǎng)A： 應(yīng)選用

19、%即的分接頭第四步：分接頭的校驗(yàn)變電所1：最大負(fù)荷時(shí)，低壓母線(xiàn)電壓=電壓偏移=最小負(fù)荷時(shí)，低壓母線(xiàn)電壓=電壓偏移=電壓質(zhì)量符合要求變電所2：最大負(fù)荷時(shí)，低壓母線(xiàn)電壓=電壓偏移=最小負(fù)荷時(shí)，低壓母線(xiàn)電壓=電壓偏移=電壓質(zhì)量符合要求變電所3：最大負(fù)荷時(shí)，低壓母線(xiàn)電壓=電壓偏移=最小負(fù)荷時(shí)，低壓母線(xiàn)電壓=電壓偏移=電壓質(zhì)量符合要求選擇總結(jié)：變電所1選用110+%即的分接頭變電所2選用110+%即的分接頭變電所3選用%即的分接頭 發(fā)電廠(chǎng)A選用%即 的分接頭課程設(shè)計(jì)總結(jié)電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是電力開(kāi)展藍(lán)圖的建設(shè)依據(jù)，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)開(kāi)展具有實(shí)際意義。做好電網(wǎng)規(guī)劃直接影響到某地電網(wǎng)今后的建設(shè)方向，故掌握好電網(wǎng)規(guī)劃至關(guān)重要。本人通過(guò)此次的課程設(shè)計(jì)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃有了更為理性的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)到了做好一次電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)所需要的根本擇優(yōu)方法和諸多要素，以下是我的心得體會(huì)。電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的首要一步是進(jìn)行電網(wǎng)分析，分析與評(píng)估是規(guī)劃配電網(wǎng)的根底，只有進(jìn)行科學(xué)的分析才能了解電網(wǎng)情況，才能選取適當(dāng)?shù)脑u(píng)估內(nèi)容和方法。高壓電網(wǎng)方案分析應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)所在地理位置、主接線(xiàn)、供電能力和供電裕度、出現(xiàn)間隔等方面的分析和評(píng)估；而中壓電網(wǎng)現(xiàn)狀的評(píng)估和分析應(yīng)從平安性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性3方面對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行重點(diǎn)分析評(píng)估。其中對(duì)于平安性和可靠性要考慮到充裕度和平安性，前者是指電力系統(tǒng)有足夠的