3011.電力系統(tǒng)課程設計

1、電力系統(tǒng)課程設計課程設計說明書課程名稱： 電力系統(tǒng)課程設計 設計題目： 電力網(wǎng)絡設計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 04電氣（3）班 學 號： 姓 名： 座 號： 指導教師： 華南理工大學電力學院二八 年 一 月第一章 課程設計任務書設計主要內(nèi)容：a. 校驗電力系統(tǒng)功率平衡和確定發(fā)電廠的運行方式；b. 通過方案比較，確定電力系統(tǒng)的接線圖；c. 選定發(fā)電廠和變電所的接線圖以及變壓器型號及容量；d. 計算電力網(wǎng)的功率分布和電壓，確定調(diào)壓方式并選擇調(diào)壓設備；e. 計算電力網(wǎng)的主要經(jīng)濟指標。設計要求：a. 設計說明書一份；b. 設計圖紙一張。原始資料：a. 發(fā)電廠發(fā)電機資料：項目臺數(shù)容量（m

2、w）電壓（kv）功率因數(shù)15256.30.8215010.50.85b. 發(fā)電廠和變電所的負荷資料：項目發(fā)電廠（a）變電所（1）變電所（2）變電所（3）變電所（4）最大負荷（mw）2034264037最小負荷（mw）1118142119最大負荷功率因數(shù)0.830.820.830.820.84最小負荷功率因數(shù)0.780.810.810.80.81最大負荷利用小時50005500550055005000二次母線電壓（kv）66101010一類用戶的百分數(shù)2530253025二類用戶的百分數(shù)3030353530調(diào)壓要求順常順常逆注意：(1). 發(fā)電廠的負荷包括發(fā)電廠的自用電在內(nèi)；(2). 建議采用的

3、電力網(wǎng)額定電壓為110kv。c. 發(fā)電廠和變電所的地理位置圖：1234圖例：發(fā)電廠4變電所比例尺：1:1000000發(fā)電廠和變電所的地理位置：(km)l12 = 49l13 = 37l34 = 48l24 = 48l10 = 34l20 = 30l30 = 34l40 = 33第二章 負荷合理性校驗2.1 負荷合理性校驗根據(jù)最大負荷利用小時數(shù)的定義，最大負荷運行tmaxi小時所消耗的電量等于全年實際耗電量，所以應大于全年以最小負荷運行所消耗的電量，校驗之。發(fā)電廠 ：pmaxtmax =205000100000 pmin8760 =11876096360變電所1 ：pmaxtmax =34550

4、0187000 pmin8760 =188760157680變電所2 ：pmaxtmax =265500143000 pmin8760 =148760122640變電所3 ：pmaxtmax =405500220000 pmin8760 =218760183960變電所4 ：pmaxtmax =375000185000 pmin8760 =198760166440通過上述數(shù)據(jù)比較可得，發(fā)電廠及各變電所的最大負荷運行小時所消耗的電量均大于其全年以最小負荷運行所消耗的電量，即全年實際耗電量大于全年以最小負荷運行所消耗的電量，因此負荷合理。2.2功率平衡校驗2.2.1有功功率平衡校驗系統(tǒng)最大有功綜合

5、負荷： pxmax =k1k2 0.91.05（2034264037） 148.365（mw）而發(fā)電廠最大有功容量為： 25550175（mw）所以發(fā)電廠的有功備用容量為： 175148.36526.635（mw）校驗發(fā)電廠的有功備用容量是否大于最大有功負荷的10%：26.635148.36510017.95 10%因此發(fā)電廠的有功備用容量滿足要求。2.2.2無功功率平衡校驗系統(tǒng)最大無功綜合負荷為：0.91.0520tan (arccos0.83)+34tan (arccos0.82)+26tan (arccos0.83)+40tan (arccos0.82)+37tan (arccos0.8

6、4)100.61(mvar)而發(fā)電廠的最大無功容量為：255tan(arccos0.8)+50tan(arccos0.85) 124.74 (mvar)則無功功率備用容量為： 124.74100.6124.13（mvar）校驗發(fā)電廠的無功備用容量是否大于最大無功負荷的10% ：24.13100.6110023.9810因此發(fā)電廠的無功備用容量滿足要求。2.2.3功率平衡校驗結(jié)論：由1）和2）可知，發(fā)電廠的有功備用容量大于最大有功負荷的10，無功備用容量也大于最大無功負荷的10，因此負荷功率滿足平衡要求。2.2.4下面校驗發(fā)電廠帶最大負荷時一臺機組故障后能否保證一二類負荷的供電，對三類負荷的供電

7、情況如何：根據(jù)發(fā)電廠的機組情況，取單個機組功率最大的50mw機組分析，當其發(fā)生故障后，校驗發(fā)電廠帶最大負荷時能否保證一二類負荷的供電，同時討論三類負荷的供電情況。2.2.4.1有功功率平衡校驗：系統(tǒng)最大有功一二類負荷為：pmax10.91.05（200.55340.6260.6400.65370.55）88.22（mw）系統(tǒng)最大有功三類負荷為：pmax20.91.05（200.45340.4260.4400.35370.45）60.15（mw）而發(fā)電廠此時的最大有功功率容量為：255125（mw）則發(fā)電廠的有功備用容量為：12588.2236.78（mw）一二類負荷：36.7888.22100

8、41.6910三類負荷：36.7860.1510061.152.2.4.2無功功率平衡校驗：系統(tǒng)最大無功一二類負荷為：10.91.0520tan (arccos0.83) 0.55 + 34tan (arccos0.82) 0.6 + 26tan(arccos0.83)0.6 + 40tan (arccos0.82)0.65 + 37tan (arccos0.84)0.55）63.41(mvar)系統(tǒng)最大無功三類負荷為：20.91.0520tan (arccos0.83) 0.45 + 34tan (arccos0.82) 0.4 + 26tan(arccos0.83)0.4 + 40tan

9、(arccos0.82)0.35 + 37tan (arccos0.84)0.45）40.69(mvar)而發(fā)電廠此時的最大無功功率容量為：525tan (arccos0.8)=93.75(mvar)則發(fā)電廠的無功備用容量為：93.7563.4130.34（mvar）一二類負荷：30.3463.4110047.8510三類負荷：30.3440.6910074.56綜上所述: 發(fā)電廠帶最大負荷時一臺機組故障后仍能保證一二類負荷的供電，同時有功功率夠61.15%三類負荷的供電，無功功率夠74.56%三類負荷的供電。第三章 確定電力系統(tǒng)的接線圖3.1網(wǎng)絡電壓等級的確定根據(jù)設計任務書的要求，網(wǎng)絡的電壓

10、等級取110kv。3.2網(wǎng)絡接線方案的初步比較根據(jù)設計任務書所給的發(fā)電廠和變電站的地理位置設計出4種網(wǎng)絡接線方案，從供電可靠性、線路總長度、開關(guān)數(shù)量、繼電保護整定的難易程度等幾個方面選擇出兩種較優(yōu)的方案，用來進行后面的精確比較。序號接線圖供電可靠性線路總長度開關(guān)數(shù)量繼電保護整定的難易程度1比較高262km16比較難2最高313km16最難3比較高228km12比較難4比較高247km14比較難 通過上表對比可知：方案2線路雖然可靠性最高，但是線路最長，繼保整定最難。方案4線路雖然線路長度和開關(guān)數(shù)量比較適中，但是繼保整定比較麻煩。而方案1和方案3各方面比較適中，所以初步選取方案1和方案3，并進行

11、網(wǎng)絡接線方案的精確比較。3.3 網(wǎng)絡接線方案精確比較：3.3.1潮流估算方案1：=34+j34tan（arccos0.82）34+j23.73（mva） 同理可得：26+j17.47（mva）40+j27.92（mva） 37+j23.90（mva）方案3：= 30.67+j21.23（mva） =29.33+j19.97（mva）= _=（34+j23.73）（30.67+j21.23）3.33+j2.5（mva）同理可得： 38.79+j26.52（mva） 38.21+j25.30（mva）= 0.58+j1.22（mva）3.3.2選擇導線型號及線路阻抗計算方案1：= =217.63a

12、 275a= =164.41a 275a= =256.04a 275a= =231.20a 275a所以根據(jù)撰寫提綱內(nèi)的資料： l10、l20、l30、l40均選用lgj70的導線計算各段導線電阻：（0.45j0.432）340.57.65 j7.344（0.45j0.432）300.56.75 j6.48（0.45j0.432）340.57.65 j7.344（0.45j0.432）330.57.425j7.128方案3：= = 195.79a 275a = = 186.24a 275a= = 21.86a 275a= = 246.64a 275a= = 240.54a 275a= = 7.

13、09a 6.3102.5%=6.4575kv=（112+3.833）6.3/115.56.318kv 10.5102.5%=10.763kv=（112+3.370）10.5/112.7510.744kv 10.5107.5%=11.288kv 計算結(jié)果表明所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。5.3.2.變電所端變壓器分接頭選擇變電所1端變壓器分接頭選擇：對于變電所1端變壓器，由于采用常調(diào)壓，在任何負荷下，中樞點電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高2%5%,這里取5%，即6.3kv。先計算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗：（34.2421.15827.09920.167）/1125.234

14、kv（18.1241.15814.35920.167）/1172.654 kv=（112-5.234）6.3/6.3=106.766 kv=（117-2.654）6.3/6.3=114.346 kv取與的算術(shù)平均值，得：=(106.766+114.346)/2=110.556 kv選出最接近的標準分接頭，其電壓=110 kv。驗算對發(fā)電機端電壓的實際要求：=（112-5.234）6.3/1106.115kv 6.3kv 計算結(jié)果表明所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。變電所2端變壓器分接頭選擇：對于變電所2端變壓器，調(diào)壓要求為順調(diào)壓，所以大負荷允許中樞點電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5%；小

15、負荷時允許其電壓高一些，但不超過線路額定電壓的107.5%。先計算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗：（26.1911.54919.93125.41）/1124.884 kv（14.1031.54911.16325.41）/1172.611 kv=（112-4.884）10.5/（10102.5%）109.729 kv=（117-2.611）10.5/（10107.5%）111.729 kv取與的算術(shù)平均值，得：=(109.729+111.729)/2=110.729 kv選出最接近的標準分接頭，其電壓=110 kv。驗算對發(fā)電機端電壓的實際要求：=（112-4.884）10.5/11010

16、.225kv 10107.5%=10.75kv 計算結(jié)果表明所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。變電所3端的變壓器分接頭選擇對于變電所3端變壓器，由于采用常調(diào)壓，在任何負荷下，中樞點電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高2%5%,這里取5%，即10.5kv。先計算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗：（40.2670.88931.68315.881）/1124.812 kv（21.1430.88917.29415.881）/1172.508 kv=（112-4.812）10.5/10.5=107.188 kv=（117-2.508）10.5/10.5=114.492 kv取與的算術(shù)平均值，得：=

17、(107.188+114.492)/2=110.84 kv選出最接近的標準分接頭，其電壓=110 kv。驗算對發(fā)電機端電壓的實際要求：=（112-4.812）10.5/11010.232kv 10.5kv 計算結(jié)果表明所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。變電所4端的變壓器分接頭選擇對于變電所4端變壓器，調(diào)壓要求為逆調(diào)壓，所以在最大負荷時可保持中樞點電壓比線路額定電壓高5%；在最小負荷時保持為線路額定電壓。先計算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗：（37.2631.15827.63820.167）/1125.362 kv（19.1301.15815.17720.167）/1172.805 kv=（112-5.362）10.5/（10105%）106.638 kv=（117-2.805）10.5/10119.905 kv取與的算術(shù)平均值，得：=(