電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要電力工業(yè)是國家的基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位。電能是一種無形的，不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持有功功率和無功率的平衡。電力工業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運(yùn)行就愈合理，經(jīng)濟(jì)效益愈好，應(yīng)變事故的能力就俞強(qiáng)，這也是我國電力工業(yè)必然的發(fā)展趨勢。然而聯(lián)合電網(wǎng)也是由地方電力網(wǎng)相互聯(lián)接而成的。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)的建設(shè)十分重要。電力規(guī)劃是根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)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。確立電壓等級，輸

2、電方式和合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，電力規(guī)劃合理與否，事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，直接影響電力系統(tǒng)今后的運(yùn)行的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)性，電能質(zhì)量的好壞和未來的發(fā)展。關(guān)鍵詞:地區(qū)力電網(wǎng) 規(guī)劃設(shè)計(jì) 技術(shù)比較 調(diào)壓計(jì)算 分接頭引 言根據(jù)電能生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的連續(xù)性，瞬時(shí)性，重要性的特點(diǎn)，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行也必須保證對第一類負(fù)荷的不間斷供電，對第二類負(fù)荷的供電可靠性，同時(shí)，保證良好的電能質(zhì)量，除此之外降低變換、輸送、分配時(shí)的損耗，保證系統(tǒng)慮供電的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，使方案達(dá)到最合理化。保證良好的電能質(zhì)量和較好的經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也極為重要。于是在規(guī)劃電力網(wǎng)時(shí)應(yīng)該根據(jù)各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)對電能要求的不同和保證運(yùn)行的靈活和操作時(shí)的

3、安全來選擇合適的接線方式和合理的電壓等級。在選擇電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案時(shí)，首先考慮系統(tǒng)對負(fù)荷供電的可靠性，在保證供電可靠性的基礎(chǔ)上，對供電的靈活性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。為保證供電的可靠性，對有一類負(fù)荷的負(fù)荷點(diǎn)采用雙回或環(huán)網(wǎng)供電。對于靈活性，系統(tǒng)主要通過變電所的接線來實(shí)現(xiàn)。在本電網(wǎng)設(shè)計(jì)中，電壓中樞點(diǎn)是變電所，故通過調(diào)節(jié)變電所的電壓來實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整?？傊哼M(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件，合理選澤方案，綜合考慮。 目 錄專心-專注-專業(yè)1. 設(shè)計(jì)任務(wù)和原始資料1.1 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；1.2 初步擬定若干待選的電力網(wǎng)接

4、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。1.2 原始資料（1）發(fā)電廠、變電所相對地理位置及距離（2 ）發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)表1-1發(fā)電廠A裝機(jī)臺數(shù)、容量（MW）475額定電壓（kV）10.5額定功率因數(shù)0.8（3） 發(fā)電廠與負(fù)荷數(shù)據(jù)及有關(guān)要求表1-2 廠 站 項(xiàng) 目發(fā)電廠變電所A123最大負(fù)荷（MW）20806070最小負(fù)荷（MW）10403035功率因數(shù)0.850.850.90.85(h)5000600055005000低壓母線電壓(kV)10101010調(diào)壓要求最大負(fù)荷(%)2552.52.5最小負(fù)荷(%

5、)2507.57.5各類負(fù)荷(%) I類3003530 II類255030302. 電網(wǎng)初步方案的擬定與比較2.1 電力電量平衡計(jì)算電力平衡：1 最大負(fù)荷時(shí)發(fā)電廠最大負(fù)荷功率： 電源最大出力：變電所最大負(fù)荷功率：從電網(wǎng)S吸收的功率：2 最小負(fù)荷時(shí)發(fā)電廠最小負(fù)荷功率：電源最小出力：變電所最小負(fù)荷功率：從電網(wǎng)S吸收的功率：電量平衡：系統(tǒng)發(fā)電量：系統(tǒng)用電量：往電網(wǎng)輸送電量：（注：本次設(shè)計(jì)中對于無功功率一律采取電容器“就地補(bǔ)償”）2.2. 供電電壓等級的確定根據(jù)圖1中的變電所負(fù)荷大小、變電所與發(fā)電廠的距離，由有關(guān)資料確定電壓等級，采用架空線時(shí)與各額定電壓等級相適應(yīng)的輸送功率和輸送距離。發(fā)電廠A最大功率

6、300MW, 1變電站最大負(fù)荷為80MW, 2變電站最大負(fù)荷為60MW, 3變電站最大負(fù)荷為70MW。結(jié)合設(shè)計(jì)的地理分布,最長輸電線路70km，最短輸電線路30km，選擇110KV的輸電等級。依據(jù)如下表所示：表2-1額定電壓（KV）輸送功率（KW）輸送距離（KM）31001000136100120041510200200062035200010000205060350030000301001101000050000501502201003002.3. 初步接線方案及其擬定依據(jù)（1）根據(jù)任務(wù)書上的發(fā)電廠和變電所的相對地理位置，作出大致的5個(gè)供電可靠性高，節(jié)省線長的地理接線圖方案。（2） 假設(shè)全網(wǎng)

7、的輸電線路都是一個(gè)型號的電力線路，將整個(gè)電網(wǎng)均一化，利用均一網(wǎng)的潮流分布計(jì)算公式，確定整個(gè)線路上的初步潮流分布。（3） 通過負(fù)荷矩（即輸電線路的電能指標(biāo)）和線長（即輸電線路的一次投資量指標(biāo)）進(jìn)行篩選，選出兩個(gè)備選方案進(jìn)行精確潮流計(jì)算。（4） 為了便于選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)地理接線圖時(shí)統(tǒng)一采用110KV電壓等級，LGJ-240型號導(dǎo)線進(jìn)行初步潮流計(jì)算，以有功功率損耗及電壓偏移為參考指標(biāo)，選出兩個(gè)方案進(jìn)行精確潮流計(jì)算，重新計(jì)算導(dǎo)線截面積及阻抗標(biāo)幺值，帶入程序計(jì)算。 均一網(wǎng)初步功率分布的計(jì)算公式如下： 即：2.3.1方案初選： 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六2.3.2備選方案參數(shù)一覽表:表

8、2-2 備選方案線路長度（KM）線路損耗（MW2KM） 技術(shù)比較方案一370線路較短，A的功率直接供給負(fù)荷，功率損耗最少，比較經(jīng)濟(jì)，且電壓質(zhì)量好，維修方便。方案二390線路長度較長，損耗較小，電能質(zhì)量好，供電可靠，維修方便， 但是1-2線路的負(fù)荷過重方案三305線路最短，但損耗最大，不宜采用方案四370供電可靠性比較好，線路較長，功耗較小，電能質(zhì)量好，維修方便。方案五420供電可靠，電能質(zhì)量好，但線路最長，傳輸中功耗比較大，也不宜采用。方案六350線路較短，電能質(zhì)量好，供電可靠，維修方便。 2.4. 初步潮流計(jì)算結(jié)果初步方案的潮流計(jì)算初步方案并未確定導(dǎo)線截面積，因此先按均一網(wǎng)對其進(jìn)行初步功率分

9、布的計(jì)算。均一網(wǎng)初步功率分布的計(jì)算公式如下： 即： 2.4.1各節(jié)點(diǎn)編號及性質(zhì)表2-3名稱編號節(jié)點(diǎn)性質(zhì)發(fā)電廠A1PV節(jié)點(diǎn)變電所12PQ節(jié)點(diǎn)變電所2 3PQ節(jié)點(diǎn)變電所3 4PQ節(jié)點(diǎn)無窮的系統(tǒng) 5平衡節(jié)點(diǎn)方案一： 線路功率MW121-31-41-5（MW2KM）80607070方案二：線路功率MW 12 2-3 1-4 1-5（MW2KM） 140 60 70 70 方案三：線路功率MW 1-2 1-3 1-4 3-5 4-5（MW2KM） 80 116.1 83.9 56.1 13.9 方案四：線路功率MW 12 1-3 1-4 3-5（MW2KM） 80 130 70 70 方案五：線路功率M

10、W 12 1-3 1-4 4-5（MW2KM） 80 60 140 70 方案六：線路功率MW 1-2 1-3 1-4 1-5 3-2（MW2KM） 64.28 75.71 70 70 17.71 通過對以上方案的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的比較，方案一和方案六投資、功率損耗較其它的方案優(yōu)，所以選擇這兩個(gè)方案作為初選方案。2.5. 優(yōu)選方案經(jīng)濟(jì)比較我們初選方案一和六，重新標(biāo)號一和二，如下:方案一：初步潮流計(jì)算得到各線路上的功率傳輸如下表所示：表2-4線路1-21-31-41-5傳輸功率80607070 架空輸電線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表2-5 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 3000以下 30005000 5000以上

11、 鋁 1.65 1.15 0.90 銅 3.00 22.5 1.75根據(jù)方案我們選取鋁線，取經(jīng)濟(jì)電流密度為0.90，通過以上公式我們得出各線路的截面積：表2-6線路1-21-31-41-5419.8314.92367.4367.4466.54349.91408.23408.23因?yàn)榇嬖赟400，故應(yīng)采用雙回路接線。根據(jù)初步計(jì)算的截面積可選出架空線的型號：表2-7線路導(dǎo)線型號電阻感抗允許載流量（A）1-2LGJ-240*20.131250.4076101-3LGJ-185*20.1630.4025151-4LGJ-240*20.131250.4076101-5LGJ-240*20.131250.

12、407610 線路總阻抗Z總=（r+jx）*LZ12=0.5(0.13125+j0.407)*50=3.281+j10.175Z13=0.5(0.163+j0.402)*30=2.445+j6.03Z14=0.5*(0.13125+j0.407)*60=3.936+j12.21Z15=0.5(0.13125+j0.407)*45=2.953+j9.156重新計(jì)算電網(wǎng)的初步潮流分布，按非均一網(wǎng)計(jì)算：表2-8S12S13S14S1580607070線路年總損耗：表2-9 線路 (MW)(MW)1-20.854600798120617.61-30.939502871.651-40.853500557

13、91-50.8535004186根據(jù)附錄線路的投資指標(biāo)表格得出架空線路的總投資：Z=L12*24+L1-3*30+L1-4*45+L1-5*24=50*1.5*32+30*1.5*30+60*1.5*32+45*1.5*32=8790萬元萬元式中：方案二:初步潮流計(jì)算得到各線路上的功率傳輸如下表所示：線路1-21-31-41-53-2傳輸功率64.2975.71707015.71表2-10 架空輸電線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3000以下300050005000以上鋁1.651.150.90銅3.0022.51.75根據(jù)方案我們選取鋁線，取經(jīng)濟(jì)電流密度為0.90，通過以上公式我們得

14、出各線路的截面積：線路1-21-31-41-53-2337.41397.35367.38367.3882.44374.9441.5408.2408.491.6因?yàn)榇嬖赟400，故應(yīng)采用雙回路接線。根據(jù)初步計(jì)算的截面積可選出架空線的型號：表2-11線路導(dǎo)線型號電阻感抗允許載流量（A）1-2LGJ-4000.080.4068001-3LGJ-240*20.1050.3996101-4LGJ-240*20.131250.4076101-5LGJ-240*20.131250.4076103-2LGJ-1200.630.452700線路阻抗參數(shù)：Z12Z13Z32Z14Z154+j20.31.97+j6

15、.10537.8+j27.123.938+j12.212.953+j9.158重新計(jì)算電網(wǎng)的初步潮流分布，按非均一網(wǎng)計(jì)算：S12S13S32S14S1564.07+j9.25575.9315.937070功率損耗：P12(MW)P13(MW)P14(MW)P15(MW)P32(MW)1.370.931.591.20.77線路總損耗：表2-12線路(MW)(MW)1-20.8546006302227861-30.939503673.51-40.85350055651-50.85350042003-20.939503045.5根據(jù)附錄線路的投資指標(biāo)表格得出架空線路的總投資：Z=60*32*1.5+

16、32*45*1.5+32*30*1.5+25*60+50*45=10230萬元萬元式中2.6. 二導(dǎo)線截面積的校驗(yàn) 一. 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)，對于跨運(yùn)河，公路，通訊線路，居民區(qū)線路，導(dǎo)線界面記不得小于，應(yīng)此所選導(dǎo)線截面積滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求; 二. 按電暈條件進(jìn)行校驗(yàn)，對于110KV電壓等級的線路大于,就不會產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，我們選的導(dǎo)線截面都大于，滿足電暈條件; 三. 按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)熱條件主要依據(jù)容許載流量進(jìn)行判斷與前面計(jì)算所得電流值進(jìn)行比較滿足發(fā)熱條件。2.7. 較優(yōu)方案一，二的經(jīng)濟(jì)比較比較兩種方案:表2-13方案一8790萬元1512.72萬元方案二10230萬元1718.21萬元根據(jù)上表

17、：抵償年限法的計(jì)算公式如下： 按電力工業(yè)投資回收系數(shù)0.1考慮，當(dāng)N小于10年時(shí)，采用投資大、年運(yùn)行費(fèi)用低的方案，否則應(yīng)采用投資小的方案。N=( Z1- Z2)/( - )40滿足條件變電站2：類負(fù)荷：35%60=21MW類負(fù)荷：30%60=18MW(63)21+18=39滿足條件變電站3：類負(fù)荷：30%70=21MW類負(fù)荷：30%70=21MW(75)21+21=42滿足條件3.2. 變壓器參數(shù)的計(jì)算一最大負(fù)荷時(shí)，變壓流損耗：發(fā)電廠A：變電站1：變電站2：變電站3：二最小負(fù)荷時(shí)，變壓器損耗：發(fā)電廠A： 變電站1：變電站2：變電站3：三變壓器計(jì)算參數(shù)發(fā)電廠A：SFP7-/110：變電所1：SF

18、P7-75000/110：變電所2：SFP7-50000/110：變電所3：SFP7-63000/110：3.3. 發(fā)電廠接線發(fā)電廠接線圖如下：圖3-1（注：本次設(shè)計(jì)發(fā)電廠采用雙母線接線方式，如上圖所示）4. 電壓調(diào)整與精確潮流計(jì)算4.1. 精確潮流計(jì)算4.1.1精確潮流計(jì)算(1)最大負(fù)荷時(shí)按全網(wǎng)110Kv計(jì)算功率損耗：線路阻抗（歐姆）變壓器阻抗（兩臺變壓器并聯(lián)折算到高壓側(cè)）每個(gè)變電所兩臺變壓器中的損耗線路末端輸送功率線路損耗功率：線路首端輸送功率：（2）最小負(fù)荷時(shí)按全網(wǎng)110Kv計(jì)算功率損耗線路阻抗（歐姆）變壓器阻抗（兩臺變壓器并聯(lián)折算到高壓側(cè)）每個(gè)變電所兩臺變壓器中的損耗線路末端輸送功率線

19、路損耗功率線路首端輸送功率4.1.2潮流分布計(jì)算結(jié)果圖4-14.2. 電壓調(diào)整計(jì)算4.2.1計(jì)算各線段的電壓降落最大負(fù)荷時(shí)電壓降落縱分量（KV）：電壓降落橫分量：變電所高壓側(cè)電壓：電壓降落縱分量（KV）電壓降落橫分量變電所高壓側(cè)電壓4.3. 變壓器變比接頭選擇及校驗(yàn)變電所1：變電所2：變電所3： 最佳方案接線圖：圖4-2附錄一一架空輸電線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表附錄1 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3.002.251.75二規(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)

20、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)。三規(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 輸電線路的投資指標(biāo)表附錄1-2 110KV架空輸電線路單位投資指標(biāo)類 別單位造價(jià)指標(biāo)LGJ40045萬元公里L(fēng)GJ30040萬元公里L(fēng)GJ24032萬元公里L(fēng)GJ18530萬元公里L(fēng)GJ15028萬元公里L(fēng)GJ12025萬元公里五電能損失費(fèi)計(jì)算方法（

21、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)。（5）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)系如下表所示： 0.800.850.950.951.00200015001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150200018001600400027502600240022002000450031

22、5030002900270025005000360035003400320030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048507000595059005800570056007500665066006550650064008000740073507250 表附錄1-3附錄二課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1.根據(jù)任務(wù)書的原始資料，檢驗(yàn)系統(tǒng)的功率平衡和確定電廠的運(yùn)行方式校驗(yàn)系統(tǒng)功率平衡的目的是分析系統(tǒng)的有功和無功電源容量是否足夠，是否有必要補(bǔ)充裝設(shè)有功或無功電源(做功率平衡時(shí)，應(yīng)計(jì)及負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)、網(wǎng)損及廠用電

23、，并需要有足夠的備用容量)。系統(tǒng)的最大綜合負(fù)荷：其中：為同時(shí)系數(shù)，近似取0.9；為廠用電率+網(wǎng)損率，網(wǎng)損率取5%。根據(jù)綜合最大，最小負(fù)荷，考慮電廠的運(yùn)行方式，確定機(jī)組的運(yùn)行臺數(shù)和出力。2.確定電網(wǎng)供電電壓等級時(shí)，應(yīng)考慮變電所負(fù)荷大小、變電所與發(fā)電廠的距離。3.對初選方案，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)效益佳的方案為最佳方案電力網(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。致謝 通過這次電網(wǎng)課程設(shè)計(jì)讓我更深刻的體會到了“一分耕耘，一分收獲收獲，有志者，事竟成！”這兩句警示名言深意。一個(gè)