電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)

1、一、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 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、變電所原始資料完成如下設(shè)計(jì)：1.1 確定供電電壓等級(jí)；1.2 初步擬定若干待選的電力網(wǎng)接線方案；1.3 發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇；1.4 電力網(wǎng)接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較；1.5 輸電線路導(dǎo)線截面選擇；1.6 調(diào)壓計(jì)算。2 原始資料2.1 發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置及距離無(wú)窮大系統(tǒng)557065354555405240552341AS 2.2 發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量：475（MW）額定電壓（kV）：10.5KV額定功率因數(shù)2.3 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A1234最大負(fù)荷（MW）2530504080最小

2、負(fù)荷（MW）1515303050功率因數(shù)0.850.90.90.90.9(h)50005000550060006000低壓母線電壓(kV)1010101010調(diào)壓要求最大負(fù)荷(%)52525255最小負(fù)荷(%)02525250各類(lèi)負(fù)荷(%)I類(lèi)3030353540II類(lèi)30303030303 課程設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明及注意事項(xiàng)3.1 確定電網(wǎng)供電電壓等級(jí)應(yīng)考慮變電所負(fù)荷大小、變電所與發(fā)電廠的距離。3.2 初步擬定若干待選的電力網(wǎng)接線方案需考慮發(fā)電廠、變電所的相對(duì)地理位置、距離，變電所負(fù)荷的大小、對(duì)供電可靠性的要求。3.3 選擇發(fā)電廠、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及電氣主接線形式應(yīng)注意：（1）發(fā)電廠主變壓器

3、至少兩臺(tái)，變電所主變壓器一般按兩臺(tái)考慮。（2）發(fā)電廠電氣主接線可采用有母線接線、單元接線或擴(kuò)大單元接線；變電所電氣主接線一般采用有母線接線或橋形接線。（3）選擇發(fā)電廠主變壓器容量時(shí)，應(yīng)注意：發(fā)電廠低壓母線負(fù)荷直接從發(fā)電機(jī)出口供電（沒(méi)有經(jīng)過(guò)主變壓器），具體按如下方式考慮： 若采用單元接線、且沒(méi)有發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷，主變壓器容量只需與發(fā)電機(jī)容量配套； 若采用單元接線、但有發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷，主變壓器容量應(yīng)滿足：扣除機(jī)端最小負(fù)荷、廠用電后，保證將全部剩余功率送入系統(tǒng)； 若采用有母線接線，當(dāng)機(jī)端母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)故障或檢修時(shí)，主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率保證機(jī)端負(fù)荷的需要； 若發(fā)電機(jī)端母線上接有多臺(tái)主變壓器，

4、當(dāng)其中容量最大一臺(tái)主變壓器因故退出運(yùn)行時(shí)，其它主變壓器應(yīng)在允許的過(guò)負(fù)荷范圍內(nèi)保證輸送全部剩余功率的70以上。（4）變電所主變壓器容量按容載比等于1.6考慮，即：3.4 電力網(wǎng)接線方案的技術(shù)性比較內(nèi)容包括：供電可靠性、電壓質(zhì)量、運(yùn)行靈活性、電網(wǎng)將來(lái)發(fā)展的適應(yīng)性等，此次課程設(shè)計(jì)只要求作定性分析。電力網(wǎng)接線方案的經(jīng)濟(jì)性比較內(nèi)容包括：投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)、電能損失費(fèi)。經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后，從各待選方案中選出最佳方案作為推薦方案。在進(jìn)行電力網(wǎng)接線方案技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，需要進(jìn)行初步潮流計(jì)算。由于此時(shí)輸電線路導(dǎo)線截面尚未確定，因此，可首先按某一種導(dǎo)線截面計(jì)算線路電阻、電抗等參數(shù)，然后進(jìn)行初步潮流計(jì)算。3.5選擇輸

5、電線路導(dǎo)線截面根據(jù)初步潮流計(jì)算結(jié)果，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇輸電線路導(dǎo)線截面，按技術(shù)條件(如電暈、機(jī)械強(qiáng)度、發(fā)熱條件等)進(jìn)行校驗(yàn)。3.6 調(diào)壓計(jì)算對(duì)于經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性比較后得到的推薦方案，根據(jù)調(diào)壓要求進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算。調(diào)壓計(jì)算方法是：通過(guò)選擇合適的主變壓器分接頭，滿足10KV調(diào)壓要求。若通過(guò)選擇主變壓器分接頭不能滿足調(diào)壓要求，則應(yīng)考慮采用有載調(diào)壓變壓器，或采用并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置調(diào)壓（計(jì)算所需要的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償容量）。4 附錄4.1 架空輸電線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度架空輸電線路導(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3.00

6、2.251.754.2 規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性比較方法本次電網(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)。4.2.1 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）4.2.2 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(lèi) 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)

7、GJ18530萬(wàn)元公里L(fēng)GJ15028萬(wàn)元公里L(fēng)GJ12025萬(wàn)元公里4.2.3 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)。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 0.800.850.900.951.00200015001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150

8、20001800160040002750260024002200200045003150300029002700250050003600350034003200300055004100400039503750360060004650460045004350420065005250520051005000485070005950590058005700560075006650660065506500640080007400735072505 參考資料（1）于永源 主編 電力系統(tǒng)分析 湖南師范大學(xué)出版社 1992年7月（2）陳珩 編 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 水利電力出版社 1995年11月第二版（3）陸

9、敏政 主編 電力系統(tǒng)習(xí)題集 水利電力出版社 1990年二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）初步擬定特選方案 方案一： 線路總長(zhǎng) 優(yōu)缺點(diǎn) 307KM 采用環(huán)形網(wǎng)設(shè)計(jì)，供電可靠性高，線路投資小 方案二： 295KM 采用環(huán)形網(wǎng)設(shè)計(jì)，供電可靠性高，線路投資小 方案三： 450KM 雙回路設(shè)計(jì)接線，供電可靠性高，線路投資較大，電廠的接線多，不利于保護(hù)管理方案四： 線路投資 優(yōu)缺點(diǎn) 385KM 雙回與環(huán)網(wǎng)相結(jié)合，供電可靠性高，投資較大方案五： 307KM 采用環(huán)形網(wǎng)設(shè)計(jì)，供電可靠性高，線路投資小，發(fā)電廠接線少，利于保護(hù)管理方案開(kāi)關(guān)數(shù)（個(gè)）線路總投資（KM）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)112307環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，供電可靠性高，投資小212295環(huán)網(wǎng)

10、設(shè)計(jì)，供電可靠性高，投資小320450雙回路設(shè)計(jì)，供電可靠性高線路投資大，電廠出線多414385環(huán)網(wǎng)加雙回路設(shè)計(jì)，供電可靠性高 線路投資大512307環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，供電可靠性高，投資小 從以上方案中，考慮到線路的長(zhǎng)度、電廠的出現(xiàn)、開(kāi)關(guān)數(shù)量、而已結(jié)構(gòu)以及可靠性等方面，因此選擇方案一、二、五來(lái)進(jìn)行更加精確的比較。方案一：1.初步的潮流計(jì)算,其中S在初步計(jì)算中可以省略1.1發(fā)電廠總?cè)萘浚?則有：1.2用均一網(wǎng)計(jì)算得：1.3計(jì)算導(dǎo)線面積及選擇導(dǎo)線截面：導(dǎo)線截面選擇法則：按計(jì)算所得初步功率分布，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，使用公式計(jì)算得到導(dǎo)結(jié)截面進(jìn)而選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的導(dǎo)線。導(dǎo)線電流 截面 1.4線路阻抗計(jì)算1.5粗略電

11、壓損失計(jì)算 2.1精確潮流計(jì)算2.2用均一網(wǎng)精確計(jì)算2.3精確計(jì)算電壓損耗24年電能損耗方案二：1. 初步的潮流計(jì)算發(fā)電廠總?cè)萘浚?1.1進(jìn)行略的潮流計(jì)算1.2用均一網(wǎng)計(jì)算得：1.3計(jì)算導(dǎo)線面積及選擇導(dǎo)線截面：導(dǎo)線截面選擇法則：按計(jì)算所得初步功率分布，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，使用公式計(jì)算得到導(dǎo)結(jié)截面進(jìn)而選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的導(dǎo)線。導(dǎo)線電流 截面 1.4線路阻抗計(jì)算1.5粗略電壓損耗計(jì)算 2.1精確的潮流計(jì)算2.2用均一網(wǎng)精確計(jì)算2.3精確計(jì)算電壓損耗2.4年電能損耗方案五：2.1初步的潮流計(jì)算則有：2.計(jì)算導(dǎo)線面積及選擇導(dǎo)線截面：導(dǎo)線截面選擇法則：按計(jì)算所得初步功率分布，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，使用公式計(jì)算得

12、到導(dǎo)結(jié)截面進(jìn)而選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的導(dǎo)線。導(dǎo)線電流 截面 線路A-3 ： 選LGJ-300線路S-1 ： 選LGJ-300線路A-S ： 選LGJ-240線路3-4 ： 選LGJ-240線路1-2 ： 選LGJ-240線路2-4 ： 選LGJ-1203.計(jì)算線路阻抗線路A-3 ： 線路S-1 ： 線路A-S ：線路3-4 ：線路1-2 ：線路2-4 ：4.粗略電壓損失計(jì)算 線路A-3 ：線路S-1 ：線路A-S ：線路3-4 ：線路1-2 ：線路2-4 ：2.1精確潮流計(jì)算2.2用均一網(wǎng)計(jì)算可得：2.3 精確計(jì)算電壓損耗 線路A-3 ：線路S-1 ：線路A-S ：線路3-4 ：線路1-2 ：線路2-4

13、 ：2.4年電能損耗則整個(gè)電網(wǎng)全年電能損耗：電能損失費(fèi)：三種方案比較：方案一二五線路投資（萬(wàn)元）10434991010469電能損耗（萬(wàn)元）641.05582431.205521.344年費(fèi)用（萬(wàn)元）1671.25158731673.66考慮供電可靠性，電能損耗及經(jīng)濟(jì)性三方面因素，最終選用方案五為最終方案。（二）確定電壓等級(jí)由方案導(dǎo)致截面與電流決定等級(jí)為220KV（三）選擇發(fā)電廠、主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及電氣主接線形式1、為了保證發(fā)電機(jī)電壓繞組供電可靠性，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主要變壓器一般不少于兩臺(tái)。2、發(fā)電廠變壓器的容量因?yàn)橛袃膳_(tái)變壓器，則每臺(tái)變壓器的容量為2*75MW=150MW，機(jī)組變壓器

14、的容量為: S=150/0.8=187.5故發(fā)電廠變壓器選擇2臺(tái)型號(hào)為SFL1-180000/110的變壓器。3、發(fā)電廠電氣主接線形式發(fā)電廠的主接線有三個(gè)要求，可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)性。有兩種基本地接線形式，包括單線線接線、雙母線接線，其中包括橋型接線與單元接線。雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)：（1）檢修母線時(shí)可以不使用用戶(hù)和電源停止工作，工作母線和備用母線可輪流檢修；（2）檢修故障時(shí)，可能迅速?gòu)墓收夏妇€切換到另一母線，大大減少了停電時(shí)間；（3）檢修母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)只需要將其所屬的回路停止供電。10KV10KV10KV110KV10KV為了避免在母線故障時(shí)的短路停電，可以將雙母線中的工作母線分段，為了保證采用雙母線

15、的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)不中斷用戶(hù)的供電，可增設(shè)旁路母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)。4、變電所變壓器臺(tái)數(shù) 一般每個(gè)變電所為兩臺(tái)主變壓器，故設(shè)計(jì)也是兩臺(tái)變壓器。5、變電所變壓器容量變壓器型號(hào)：2臺(tái)SFPL-50000/220變壓器型號(hào)：2臺(tái)SFPL-80000/220變壓器型號(hào)：2臺(tái)SFPL-90000/220變壓器型號(hào)：2臺(tái)SFPL-120000/2206、變電所的電氣主接線形式 每個(gè)變電所使用兩臺(tái)變壓器，變電所主接線形式一般采用有母線接線 或橋形接線。由于外橋形接線多用于小容量的發(fā)電廠變電所，因此，變壓器高壓側(cè)均采用橋型接線，低壓側(cè)采用雙線接線。10kv10kv（四）調(diào)壓計(jì)算線路分布電容的充電功

16、率為：，其中電力系統(tǒng)中的負(fù)荷在無(wú)時(shí)無(wú)刻的變化，因此設(shè)備的實(shí)際電壓也隨著變化。如果電壓偏移過(guò)大時(shí)，會(huì)影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞設(shè)備，甚至引起系統(tǒng)性的電壓崩潰，造成大面積停電。采電力系統(tǒng)電壓調(diào)整主要通過(guò)監(jiān)視調(diào)整中樞點(diǎn)電壓，中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式有三種：順調(diào)壓，逆調(diào)壓和常調(diào)壓。逆高壓：高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓至105%UN，低谷負(fù)荷時(shí)降低電壓UN；適用于供電線路較長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)大的中樞點(diǎn)電壓的調(diào)整。順調(diào)壓：高峰負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓降?。ú坏陀?02.5%），低谷負(fù)荷時(shí)提高電壓（不高過(guò)107.5%）,適用于供電線路不開(kāi)，負(fù)荷變動(dòng)不在的中樞。常調(diào)壓：介上上兩種情況的，在任何負(fù)荷下都保持中樞點(diǎn)電壓基本保持不變。 所

17、以，發(fā)電廠主變壓器采用逆調(diào)壓。變電所主變壓器采用常調(diào)壓。1.變電站1變壓器分接頭的選擇：最大負(fù)荷時(shí)S-1的末端功率為：最大負(fù)荷時(shí)S-1的始端功率為：最大負(fù)荷時(shí)S-1電壓降落為：最小負(fù)荷時(shí)：最小負(fù)荷時(shí)S-1的始端功率為：最小負(fù)荷時(shí)S-1的電壓降落為：變電站2變壓器分接頭的選擇：變電站3變壓器分接頭的選擇：變電站4變壓器分接頭的選擇：課程設(shè)計(jì)小結(jié)兩周的電網(wǎng)課程設(shè)計(jì)，周一周二主要是聽(tīng)老師大致講解并分組選題，跟老師說(shuō)了一下，找了一個(gè)組加，希望能跟他們一起合作，比較成功地完成這次設(shè)計(jì)。我作為主修物理專(zhuān)業(yè)同學(xué)來(lái)輔修電氣工程專(zhuān)業(yè)，加上是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析這門(mén)課是上個(gè)學(xué)期就已經(jīng)修完了，目前為止很多概念都變得模糊

18、了。剛開(kāi)始看到任務(wù)書(shū)，四個(gè)都大致瀏覽了一遍，都是一頭霧水，搞不清楚該從哪里入手，特別是設(shè)計(jì)任務(wù)完全接近實(shí)際，不同于平常理論學(xué)習(xí)時(shí)簡(jiǎn)單地算一個(gè)題，它還要求附加上實(shí)際施工中的經(jīng)濟(jì)運(yùn)算，實(shí)際變壓器型號(hào)的選擇，還有沒(méi)有學(xué)過(guò)的發(fā)電廠電氣主接線方式的確實(shí)等等，對(duì)這些，感覺(jué)都是非常麻煩的難題，但還得硬著頭皮去做吧。周二去聽(tīng)周老師對(duì)一些重點(diǎn)難點(diǎn)針對(duì)性地作了一些講解，周三去圖書(shū)錧查找相應(yīng)的資料，由于我所加的組里面同學(xué)第一周都在忙著準(zhǔn)備考試，沒(méi)有他們的幫助我又感覺(jué)一個(gè)人無(wú)法完成。我的真正設(shè)計(jì)其實(shí)是第二周才開(kāi)始的， 每天從早到晚不停地做。由于基礎(chǔ)不是太好，首先只能先參照別人原來(lái)所做的設(shè)計(jì)，思路大概理清了，感覺(jué)還比較簡(jiǎn)單。便開(kāi)始著手我的設(shè)計(jì)，大概花了一上午的時(shí)間看了一下穩(wěn)態(tài)接線方式，設(shè)計(jì)方案相關(guān)內(nèi)容，然后按我任務(wù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，開(kāi)始一共設(shè)計(jì)了八個(gè)方案，仔細(xì)再看一下，覺(jué)得其中三個(gè)比較純屬很幼稚的設(shè)計(jì)，沒(méi)太