電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課題任務(wù)課題任務(wù)一、原始資料一、原始資料1、發(fā)電廠(chǎng)、變電所相對(duì)地理位置、發(fā)電廠(chǎng)、變電所相對(duì)地理位置B1A236050407565552、發(fā)電廠(chǎng)的技術(shù)參數(shù)、發(fā)電廠(chǎng)的技術(shù)參數(shù)發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電廠(chǎng)AB裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量（MW）21002125額定電壓（額定電壓（kV）10.510.5額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)0.850.853、負(fù)荷數(shù)據(jù)，功率因數(shù)和調(diào)壓要求、負(fù)荷數(shù)據(jù)，功率因數(shù)和調(diào)壓要求 負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷點(diǎn)發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電廠(chǎng)變電所變電所AB123最大負(fù)荷最大負(fù)荷MW廠(chǎng)用廠(chǎng)用電電5%廠(chǎng)用電廠(chǎng)用電7%1008080COS0.80.80.80.80.8最小負(fù)荷最小負(fù)荷MW廠(chǎng)用廠(chǎng)用電電5%

2、廠(chǎng)用電廠(chǎng)用電7%403030COS0.850.850.850.80.8最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)(h)55005200500050004800I,II級(jí)負(fù)荷所占比例級(jí)負(fù)荷所占比例4045404045調(diào)壓要求調(diào)壓要求kV最大負(fù)荷最大負(fù)荷10.410.310.410.310.4最小負(fù)荷最小負(fù)荷10.110.110.210.110.2二、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求（1）根據(jù)負(fù)荷資料，待設(shè)計(jì)變電所的地理位置和已有電）根據(jù)負(fù)荷資料，待設(shè)計(jì)變電所的地理位置和已有電廠(chǎng)的供電情況等進(jìn)行功率平衡計(jì)算。廠(chǎng)的供電情況等進(jìn)行功率平衡計(jì)算。（2）通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定電網(wǎng)供電電壓、電網(wǎng)）通過(guò)

3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定電網(wǎng)供電電壓、電網(wǎng)接線(xiàn)方式及導(dǎo)線(xiàn)截面（電力網(wǎng)接線(xiàn)方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，接線(xiàn)方式及導(dǎo)線(xiàn)截面（電力網(wǎng)接線(xiàn)方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，導(dǎo)線(xiàn)截面積的選擇與校驗(yàn)以及電氣設(shè)備的選擇）。導(dǎo)線(xiàn)截面積的選擇與校驗(yàn)以及電氣設(shè)備的選擇）。（3）進(jìn)行電網(wǎng)功率分布及電壓計(jì)算，根據(jù)調(diào)壓要求，選）進(jìn)行電網(wǎng)功率分布及電壓計(jì)算，根據(jù)調(diào)壓要求，選定調(diào)壓方案（潮流計(jì)算和調(diào)壓計(jì)算以及變壓器分接頭選定調(diào)壓方案（潮流計(jì)算和調(diào)壓計(jì)算以及變壓器分接頭選擇）。擇）。（4）評(píng)定電網(wǎng)接線(xiàn)方案（電力網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算，電能損耗的）評(píng)定電網(wǎng)接線(xiàn)方案（電力網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算，電能損耗的計(jì)算，電力網(wǎng)投資及年運(yùn)行費(fèi)的計(jì)算，電網(wǎng)方案的最后確計(jì)算，電力網(wǎng)投資及

4、年運(yùn)行費(fèi)的計(jì)算，電網(wǎng)方案的最后確定）。定）。（5）畫(huà)出電氣接線(xiàn)圖。）畫(huà)出電氣接線(xiàn)圖。設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，應(yīng)包含設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，應(yīng)包含 對(duì)各種設(shè)計(jì)方案比選對(duì)各種設(shè)計(jì)方案比選 完整的電路圖，計(jì)算的原始公式，詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程完整的電路圖，計(jì)算的原始公式，詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程 計(jì)算數(shù)據(jù)匯總表計(jì)算數(shù)據(jù)匯總表 設(shè)備技術(shù)參數(shù)匯總表設(shè)備技術(shù)參數(shù)匯總表2) 電力網(wǎng)電氣主接線(xiàn)圖電力網(wǎng)電氣主接線(xiàn)圖1份份3）電氣設(shè)備清單一份）電氣設(shè)備清單一份三、參考資料三、參考資料1 陳珩主編陳珩主編.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）.中國(guó)電力出版社，中國(guó)電力出版社，20072 何仰贊主編何仰贊主編.電

5、力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析上、下冊(cè)上、下冊(cè).華中科技大學(xué)出華中科技大學(xué)出版社，版社，20023 韓禎祥主編韓禎祥主編. 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析. 浙江大學(xué)出版，浙江大學(xué)出版，19934 王錫凡王錫凡. 現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析. 科學(xué)出版社，科學(xué)出版社，2003. 5 吳際舜吳際舜. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的計(jì)算機(jī)方法電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的計(jì)算機(jī)方法. 上海交通大學(xué)出上海交通大學(xué)出版社，版社，1992. 6 陳亞民陳亞民. 電力系統(tǒng)計(jì)算程序及其實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)計(jì)算程序及其實(shí)現(xiàn). 水利電力出版社，水利電力出版社，1995. 7 于永源等編于永源等編. 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析. 中國(guó)電力出版社，中國(guó)電力

6、出版社，2004.8 徐政主編徐政主編.電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)指導(dǎo)電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)指導(dǎo). 機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.9 夏道止主編夏道止主編. 電力系統(tǒng)分析（第電力系統(tǒng)分析（第2版）版）. 中國(guó)電力出版中國(guó)電力出版社社.2011.具體思路具體思路一、高壓配電網(wǎng)功率平衡的計(jì)算一、高壓配電網(wǎng)功率平衡的計(jì)算1、最大負(fù)荷下的與系統(tǒng)的交換的有功功率、最大負(fù)荷下的與系統(tǒng)的交換的有功功率最大負(fù)荷下的用電負(fù)荷最大負(fù)荷下的用電負(fù)荷PLmax21max3max2max1max1PPPPL式中，式中， P1max、P2max、P3max 分別為變電所分別為變電所1、2、3的最大負(fù)荷的最大負(fù)荷; 1 所用電

7、，取所用電，取0.07; 2 線(xiàn)損率，取線(xiàn)損率，取0.06。最大負(fù)荷下的發(fā)電負(fù)荷最大負(fù)荷下的發(fā)電負(fù)荷PGmax最大負(fù)荷下的與系統(tǒng)的交換功率最大負(fù)荷下的與系統(tǒng)的交換功率P交換交換maxP交換交換max = PGmax- PG廠(chǎng)用廠(chǎng)用- PLmax 同理可得最小負(fù)荷下的與系統(tǒng)的交換功率。同理可得最小負(fù)荷下的與系統(tǒng)的交換功率。類(lèi)似的可得與系統(tǒng)的交換的無(wú)功功率。類(lèi)似的可得與系統(tǒng)的交換的無(wú)功功率。二、高壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)和接線(xiàn)方式二、高壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)和接線(xiàn)方式1、電壓等級(jí)的確定、電壓等級(jí)的確定（根據(jù)額定電壓與輸送功率、輸送距離的關(guān)系來(lái)確定）（根據(jù)額定電壓與輸送功率、輸送距離的關(guān)系來(lái)確定）額定電壓額定電壓

8、輸送功率輸送功率(kW)輸送距離輸送距離(km)3100100013610012004151020020006203520010000205060350030000301001101000050000501502201000005000001003002、備選接線(xiàn)方案、備選接線(xiàn)方案 根據(jù)供電的可靠性及初步考慮的經(jīng)濟(jì)性確定根據(jù)供電的可靠性及初步考慮的經(jīng)濟(jì)性確定2個(gè)備選接線(xiàn)方案。個(gè)備選接線(xiàn)方案。 分別對(duì)分別對(duì)2個(gè)備選接線(xiàn)方案進(jìn)行各變電所變壓器個(gè)備選接線(xiàn)方案進(jìn)行各變電所變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇及輸電導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇。容量及臺(tái)數(shù)的選擇及輸電導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇。三、變電所主變壓器容量的選擇三、變電所主變壓器容量

9、的選擇(1) 臺(tái)數(shù)的選擇臺(tái)數(shù)的選擇若有重要負(fù)荷，要考慮到供電的可靠性要求，宜采若有重要負(fù)荷，要考慮到供電的可靠性要求，宜采用兩臺(tái)主變壓器，正常工作時(shí)兩臺(tái)并列運(yùn)行，事故或用兩臺(tái)主變壓器，正常工作時(shí)兩臺(tái)并列運(yùn)行，事故或其中一臺(tái)檢修時(shí)可互為備用。其中一臺(tái)檢修時(shí)可互為備用。(2) 容量的選擇容量的選擇一臺(tái)主變壓器：一臺(tái)主變壓器：SeSLmax兩臺(tái)主變壓器時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件：兩臺(tái)主變壓器時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件： SeSL重要重要 Se（0.60.7）SLmax四、導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇四、導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇1、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇經(jīng)濟(jì)截面經(jīng)濟(jì)截面Sjm x2ammjjSJI ()其中其

10、中maxmax3NSIUmaxc s3oNUP選與計(jì)算截面相近的標(biāo)稱(chēng)截面。選與計(jì)算截面相近的標(biāo)稱(chēng)截面。 按機(jī)械強(qiáng)度的要求校驗(yàn)最小容許截面按機(jī)械強(qiáng)度的要求校驗(yàn)最小容許截面見(jiàn)于永源電力系統(tǒng)見(jiàn)于永源電力系統(tǒng)分析分析P123表表6-4。 按電壓損耗的要求校驗(yàn)截面按電壓損耗的要求校驗(yàn)截面。導(dǎo)線(xiàn)種類(lèi)導(dǎo)線(xiàn)種類(lèi)Tmax（h）3000以下以下300050005000以上以上裸銅線(xiàn)裸銅線(xiàn)32.251.75裸鋁線(xiàn)及裸鋁線(xiàn)及鋼芯鋁絞線(xiàn)鋼芯鋁絞線(xiàn)1.651.150.9銅芯電纜銅芯電纜2.52.252.0鋁芯電纜鋁芯電纜1.921.731.54經(jīng)濟(jì)電流密度經(jīng)濟(jì)電流密度Jj （A/mm2）五、通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案五

11、、通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案1、通過(guò)最大負(fù)荷損耗時(shí)間法計(jì)算電能損耗、通過(guò)最大負(fù)荷損耗時(shí)間法計(jì)算電能損耗2、計(jì)算年費(fèi)用和抵償年限、計(jì)算年費(fèi)用和抵償年限線(xiàn)路電能損耗線(xiàn)路電能損耗線(xiàn)路投資線(xiàn)路投資變電所投資變電所投資工程總投資工程總投資年運(yùn)行費(fèi)年運(yùn)行費(fèi)計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限maxcosmaxT 最大負(fù)荷損耗時(shí)間0.800.800.850.850.900.900.950.951.001.0045004500315031503000300019001900270027002500250050005000360036003500350034003400320032003000300055

12、0055004100410040004000395039503750375036003600600060004650465046004600450045004350435042004200650065005250525052005200510051005000500048504850附：最大負(fù)荷損耗時(shí)間附：最大負(fù)荷損耗時(shí)間附：投資價(jià)格參考附：投資價(jià)格參考 變壓器變壓器單位造價(jià)按單位造價(jià)按400元元/kVA 線(xiàn)路線(xiàn)路LGJ-120：15萬(wàn)元萬(wàn)元/km， LGJ-150：16萬(wàn)元萬(wàn)元/km，LGJ-185：18萬(wàn)元萬(wàn)元/km. 每個(gè)間隔每個(gè)間隔60萬(wàn)元萬(wàn)元/km.附：工程總投資與年運(yùn)行費(fèi)附：工程總

13、投資與年運(yùn)行費(fèi)工程總投資工程總投資ZZ=Z線(xiàn)路線(xiàn)路+Z變電所變電所年運(yùn)行費(fèi)年運(yùn)行費(fèi)u式中，式中，a 計(jì)算電價(jià)，取計(jì)算電價(jià)，取0.5元元/kWh;ZPPPAuwxz)100100100(附：工程總投資與年運(yùn)行費(fèi)附：工程總投資與年運(yùn)行費(fèi)A 每年電能損耗，每年電能損耗，kWh;Z 電網(wǎng)工程投資，元電網(wǎng)工程投資，元;PZ 折舊費(fèi)百分?jǐn)?shù)折舊費(fèi)百分?jǐn)?shù);Px 小修費(fèi)百分?jǐn)?shù)小修費(fèi)百分?jǐn)?shù);Pw 維護(hù)管理費(fèi)百分?jǐn)?shù)。維護(hù)管理費(fèi)百分?jǐn)?shù)。附：電力網(wǎng)折舊費(fèi)、小修費(fèi)、維護(hù)管理費(fèi)占總投資的百分?jǐn)?shù)附：電力網(wǎng)折舊費(fèi)、小修費(fèi)、維護(hù)管理費(fèi)占總投資的百分?jǐn)?shù)設(shè)備名稱(chēng)折舊費(fèi)(%)小修費(fèi)(%)維管費(fèi)(%)總計(jì)(%)鐵塔架空線(xiàn)4.50.527

14、15MVA變電所617141540MVA變電所616134080MVA變電所6151280150MVA變電所614.511.5附：計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限附：計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限年費(fèi)用最小法年費(fèi)用最小法年費(fèi)用公式年費(fèi)用公式式中，式中，AC 年費(fèi)用，平均分布在年費(fèi)用，平均分布在n年內(nèi)年內(nèi);urrrZACnn1)1 ()1 (000Z 電網(wǎng)工程投資，元電網(wǎng)工程投資，元;r0 年利率，取年利率，取6.6%;u 年運(yùn)行費(fèi)年運(yùn)行費(fèi).附：計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限附：計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限抵償年限法抵償年限法 抵償年限的含義：若方案抵償年限的含義：若方案1的工程投資大于方案的工程投資大于方案2，則由于方案，則由于方案1的年運(yùn)行費(fèi)的減少，在多少年內(nèi)能的年運(yùn)行費(fèi)的減少，在多少年內(nèi)能抵償所增加的投資，用公式抵償所增加的投資，用公式1221uuZZT一般抵償年限為一般抵償年限為68年，當(dāng)年，當(dāng)T小于標(biāo)準(zhǔn)抵償年限時(shí)，小于標(biāo)準(zhǔn)抵償年限時(shí)，選投資大年運(yùn)行費(fèi)用小的方案；當(dāng)選投資大年運(yùn)行費(fèi)用小的方案；當(dāng)T大于標(biāo)準(zhǔn)抵償大于標(biāo)準(zhǔn)抵償年限時(shí)，選投資小年運(yùn)行費(fèi)用大的方案。年限時(shí)，選投資小年運(yùn)行費(fèi)用大的方案。若兩方