110KV高壓配電網的設計

工程學院電力系統(tǒng)分析課程設計報告書題目:專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：K0312416學號：學生姓名：指導教師：2015年4月5日

信息工程學院課程設計任務書學生姓名林博學號K081241138成績設計題目高壓配電網設計設計內容1）根據地負荷資料、待設計變電所地理位置和已有電廠的供電情況，作出功率平衡。（2）通過技術經濟綜合比較，確定配電網供電電壓、電網接線方式及導線截面。（3）進行電網功率分布及電壓計算，評定調壓要求，選定調壓方案。（4）評定電網接線方案。設計要求①功率初步平衡，廠用電率為7%,線損率為6%；②各負荷最大同時系數取1.0;③本高壓配電網多余功率送回系統(tǒng)，功率缺額由系統(tǒng)供給；④除特別說明之外，高壓側均按屋外布置考慮配電裝置；⑤待設計各變電所低壓出線回路數。電壓為10kV時，每回出線按1500?2000KW考慮；⑥已有發(fā)電廠和變電所均留有間隔，以備發(fā)展；⑦區(qū)域氣溫最高為40°C，年平均溫度為25C，最熱月均最高氣溫32Co時間安排第四周到第五周參考資料陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京:中國電力出版社,1985:132-133.李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M].北京:中國電力出版社，1985:39-42.范明天.配電網絡規(guī)劃與設計[M].北京:中國電力出版社,2000:50-53.目錄目錄摘要TOC\o"1-5"\h\zABSTRACT-2-第一部分設計任務書-3-高壓配電網的設計內容-3-設計文件及圖紙要求-3-原始資料-3-第二部分設計說明書-5-高壓配電網的電壓等級和接線方式-5-技術指標比較-5-經濟指標比較-6-第三部分計算書-8-有功功率平衡-8-高壓配電網電壓等級的選擇-8-變電所主變容量的選擇-8-選擇導線截面-9-導線截面的計算-9-導線截面校驗-11-正常和故障情況下的電壓損耗-13-通過技術經濟比較確定最佳方案-15-3.7選定方案的潮流計算-.15.-3.8調壓計算-20-3.9聯絡線上的潮流計算3.9聯絡線上的潮流計算-20-致謝錯誤!未定義書簽。參考文獻-22#-到溫度修正系數取0.916。GA：雙回路斷開一回，流過另一回的最大電流為2X139.93=279.86A，小于0.916X515A。LGJ-185導線滿足要求。AB:雙回線斷開一回，流過另一回的最大電流為2X57.44=114.88A,小于0.916X380A。LGJ-120導線滿足要求。GC：GD斷開，由C變電所通過路線CD給D變電所供電，流過GC的最大電流為186.62+128.30=314.92A，小于0.916X515A。LGJ-185導線滿足要求。GD：GC斷開，由D變電所通過路線CD給C變電所供電，流過GD的最大電流為186.62+128.30=314.92A，小于0.916X380A。LGJ-120導線滿足要求。3.5正常和故障情況下的電壓損耗3.5正常和故障情況下的電壓損耗Umax線路參數如下：LGJ-120/25：r1=0.263Q/km,x1=0.421Q/km,QCL=3.572Mvar/100km。LGJ-185/30：r1=0.170Q/km,x1=0.410Q/km,QCL=3.675Mvar/100kmoLGJ-300/40：r1=0.105Q/km,x1=0.395Q/km,QC,L=3.820Mvar/100km。分別計算變電所A、B、C、D的運算負荷，再計算發(fā)電廠的運算功率。應用潮流計算程序可以得到的結果見表3-5、表3-6。表3-5方案1在正常情況下的節(jié)點電壓運行情況節(jié)點電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-B最大負荷111.65110.52111.73112.00113.98115.504.5-最小負荷108.60107.81108.34108.96109.93110.00-2.0

表3-6方案1在故障情況下的節(jié)點電壓運行方式節(jié)點電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-C斷開GA-回路109.08107.91111.62111.89113.88115.504.5-斷開GC,連接CD111.54110.40106.49109.45113.87115.50-8.2應用潮流計算程序得到的結果見表3-7和表3-8。表3-7方案2在正常情況下的節(jié)點電壓運行情況節(jié)點電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-B最大負荷111.31110.32111.72112.00114.00115.504.7-最小負荷108.63107.36108.34108.94109.93110.00-2.4表3-8方案2在故障情況下的節(jié)點電壓運行方式節(jié)點電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-C斷開GA-回路98.69103.27112.42112.70114.66115.5014.5-斷開GC,連接CD110.86109.87106.13109.10113.43115.50-8.2

3.6通過技術經濟比較確定最佳方案方案1：GA:△P=0.65MW,tmax=4500hAB:△P=0.14MW,tmax=6250hGC:△P=0.28MW,tmax=6250hGD:△P=0.27MW,tmax=3682h(2)計算年費用和抵償年限。其中1)(2)計算年費用和抵償年限。其中1)線路的電能損耗：A=650X4500KW?h=292.5X104(KW?h)A=140X6250KW?h=87.5X104(KW?h)△A=280X6250KW?h=175X104(KW?h)△A=270X6250KW?h=99.41X104(KW?h)△A1=292.5+87.5+175+99.41=654.41X104(KW?h)方案2：GA:△P=0.54MW,tmax=3682h；^A=540X3682KW?h=198.83X104(KW?h)GB:△P=0.46MW,tmax=6250h；^A=460X6250KW?h=287.5X104(KW?h)GC,GD：與方案1相同?！鰽2=198+287.5+175+99.41=760.74X104(KW?h)方案2與方案1的線損之差為760.74-654.41=106.33X104(KW?h)2)線路投資：方案1：變電所A、B的接線：LGJ-185雙回路23km；LGJ-120雙回路25km。X23X1.8+14.75X25X1.8=1399.84(萬元)變電所C、D的接線：LGJ-185線路25km；LGJ-120線路45km。X25+14.75X45=1152.5(萬元)線路投資=1399.84+1152.5=2552.34(萬元)方案2：變電所A、B的接線：LGJ-185線路23km；LGJ-150雙回路75km。X23X1.8+14.75X25X1.8=1399.84(萬元)變電所C、D的接線：LGJ-185線路25km；LGJ-120線路45km。X25+14.75X45=1152.5(萬元)線路投資=1399.84+1152.5=2552.34(萬元)方案2與方案1的線路投資之差為2693.94-2552.34=141.60（萬元）3）變電所投資：方案1：變電所A高壓側采用單母線分段，變電所B高壓側采用內橋接線。變電所A、B、C、D投資之和為（1686+58.1X4）+1216+1404+1216=5754.4（萬元）。其中變電所A比典型接線多出4個間隔的費用為58.1X4=232.4（萬元）。110KV新建變電所（2X16MVA）的單元造價取380元/KVA,則其造價為380X2X16X103=1216X104元=1216（萬元）。方案2：變電所A、B、C、D均采用內橋接線。變電所A、B、C、D投資之和為1686+1216+1404+1216=5522（萬元）。4）工程總投資：方案1的工程總投資為Z1=2552.34+5754.4=8306.74（萬元）方案2的工程總投資為Z2=2693.94+5522=8215.94（萬元）方案1和方案2的工程投資之差為Z1-Z28306.74-8215.94=90.8（萬元）5）年運行費：維修電力網正常運行每年所指出的費用，成為電力網的年運行費。年運行費包括電能損耗費，折舊費，小修費，維修管理費。電力網的年運行費可以計算為PzzPx乙pwzu=aAA+100+100+100PzPxPw=aA+（100+100+100）Z（8-1）式中a——計算電價，元/KW?h；AA——每年電能損耗，KW?h；Z――電力網工程投資，元；PZ――折舊費百分數；PX——小修費百分數；PW——維護管理費百分數；電力網的折舊、小修和維護管理費占總投資的百分數由主管部門制定，表3-9可以作為參考。表3-9電力網的折舊、小修和維護管理費占總投資的百分數設備名稱折舊費(%)小修費(%)維護管理費(%)總計(%)木桿架空線81413鐵桿架空線4.50.527鋼筋混凝土架空線4.50.527電纜線路3.50.52615MVA以下的變電所6171415?40MVA的變電所6161340?80MVA的變電所6151280?150MVA的變電所614.511.5本設計采用鋼筋混凝土架空線，變電所容量在15?40MVA之間。方案2與方案2的年運行費之差為u-u=0.35X(486.33-380)+141.60X7%-232.4X13%=16.92(萬元)21計算年費用或抵償年限。又分：方法一：年費用最小法。年費用的計算公式為]AC=Z(1+r)n6+r\一Lur000式中AC年費用，平均分布在m+1到m+n期間的n年內；Z——工程總投資；r0――年利率，取r0=6.6%;u年運行費。方案1：AC1=8306.74X0.066(1+0.066)15[(1+0.066)15-1]+0.35X654.41+2552.34X7%+5754.4X13%=889.15+229.04+178.66+748.07=2044.92(萬元)方案2：AC2=8215.94X0.066(1+0.066)15[(1+0.066)15-1]+0.35X760.74+2693.94X7%+5522X13%=879.43+266.26+188.58+717.86=2052.13(萬元)方案1的年費用比方案2小，選取方案1。因為兩個方案的年費用相差不大，所以再用抵償年限法進行判斷。方法二：抵償年限法。在電力網設計方案選擇時，如果兩個方案的其中一個工程投資大而年運行費用?。涣硪粋€方案工程投資小而年運行費用大時，那么用抵償年限法來判斷。抵償年限法的含義是：若方案1的工程投資大于方案2，而方案1的年運行費小于方案2，則由于方案1的年運行費的減少，在多少年內能夠抵償所增加的投資，用公式表示T二(Z-Z)(u-u)12'12式中Z、Z——方案1、方案2的工程投資；12u、u——方案1、方案2的年運行費；12一般標準抵償年限為6?8年。負荷密度大的地區(qū)取較小值；負荷密度小的地區(qū)取較大值。按照抵償年限法進行設計方案比較時，當T小于標準抵償年限時，選取投資大年費用小的方案；當T大于抵償年限時，選擇投資小運行費用大的方案。本設計方案的抵償年限為T二(Z-Z)(u-u)=90.8/16.92=5.37(年)1212因此，選取投資大，年運行費小的方案1。3.7選定方案的潮流計算各種選定方案的潮流計算結果見表3-10?表3-14。表3-10各節(jié)點分別采用的計算負荷(SB=100MVA)運行狀況變電所A變電所B變電所C變電所D發(fā)電廠GP1Q1P2Q2P3Q3P4Q4P5Q5最大負荷0.300.20110.180.11310.320.14150.220.1262-0.5914-0.4436最小負荷0.150.09390.1260.07580.160.09480.110.0582-0.5457-0.3383表3-11在最大負荷運行方式下節(jié)點電壓(KV)平衡節(jié)點S發(fā)電廠節(jié)點G變電所A變電所B變電所C變電所D115.5113.98111.65110.52111.73112

表3-12在最大負荷運行方式下線路功率(MVA)節(jié)占八、、123456120.14+j11.54-56.14-j31.652-20-jll.313-25-j14.154-22-j12.62556.79+j33.3225.28+j14.8322.27+j13.05-45.2-j16.74645.49+j17.80表3-13在最小負荷運行方式下節(jié)點電壓(KV)平衡節(jié)點S發(fā)電廠節(jié)點G變電所A變電所B變電所c變電所D110109.93108.60107.81108.34108.96表3-14在最小負荷運行方式下線路功率(MVA)節(jié)點123456114.07+j7.69-32.07-j17.082-14-j7.583-17.5-j9.484-11-j5.82532.29+j17.6117.64+j9.8311.07+j5.93-6.43+j0.6466.44-j0.44

3.8調壓計算根據調壓要求選定的分接頭和變電所低壓側的電壓見表3-15。表3-15根據調壓要求選定的分接頭和變電所低壓側的電壓運行狀況變電所A（順調壓）變電所B（逆調壓）變電所C（順調壓）變電所D（逆調壓）分接頭電壓(KV)分接頭電壓(KV)分接頭電壓(KV)分接頭電壓(KV)最大負荷-4X10.30-4X10.4-4X1.25%10.2-4X10.21.25%1.25%361.25%4最小負荷-4X10.62-4X10.0-4X1.25%10.6-4X10.61.25%1.25%231.25%13.9聯絡線上的潮流計算應用第七章潮流計算程序計算在最大負荷的多種運行方式下的潮流分布，結果見表3-16。表3-16通過聯絡線的潮流和變電所節(jié)點電壓運行方式聯絡線節(jié)點電壓（KV）電流（A）功率因數ABCD聯絡線斷開一回260.430.9237110108.86110.01110.365萬KV；機組檢修；雙回聯絡線兩臺2.5萬KV機組按最大出力，額定功率因數發(fā)電299.13（單回線）0.85108.78107.61108.85109.13兩臺2.5萬KV機組按最大出力，功率因數為0.77發(fā)電293.38（單回線）0.87109.00107.83109.10109.35這次設計在老師的悉心指導下圓滿完成了，老師不但在過程中為我提出了寶貴的意見，還帶領小組參觀了學校的配電房，在大學期間的我們很榮幸的能有這樣一次機會接觸到實際的電力系統(tǒng)。在聽師傅講解學校的供電設備和輸電系統(tǒng)是如何工作的過程時，我們雖是新手上路，但也在認真的討論過程中，慢慢理解并思考系統(tǒng)與我