長沙理工電網(wǎng)規(guī)劃方案專業(yè)課程設(shè)計

目錄第一部分《電網(wǎng)計劃課程設(shè)計》任務(wù)書（二） -0-1原始資料 -0-2設(shè)計任務(wù) -1-3設(shè)計要求 -2-4關(guān)鍵參考文件 -2-5課程設(shè)計（論文）工作進度計劃表 -3-第二部分課程設(shè)計內(nèi)容 -3-第一章檢測系統(tǒng)功率平衡 -3-1.1有功功率平衡 -3-1.2無功功率平衡 -4-第二章電力網(wǎng)接線方案技術(shù)論證及經(jīng)濟性比較 -5-2.1電力網(wǎng)接線方案初步選擇 -5-2.2初選合理方案初步設(shè)計 -10-2.3方案比較和篩選 -18-第三章變壓器選擇和計算 -19-3.1變壓器額定容量選擇 -19-3.2變壓器型號選擇 -20-第四章網(wǎng)絡(luò)時尚計算 -21-4.1計算元件參數(shù) -21-4.2時尚計算 -22-第五章電壓調(diào)整 -25-第六章設(shè)計總結(jié)和體會 -28-第三部分附錄 -29-附錄一：《電網(wǎng)計劃課程設(shè)計》指導書附錄二：電力系統(tǒng)接線圖附錄三：最大最小負荷運行方法時尚分布圖附錄四：電力系統(tǒng)阻抗圖附錄五：時尚計算程序說明第一部分《電網(wǎng)計劃課程設(shè)計》任務(wù)書（二）1原始資料發(fā)電廠、變電所相對地理位置及距離1.2發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)和系統(tǒng)S1.2.1發(fā)電廠A：火電廠裝機2數(shù)、容量：2×600（MW）額定電壓（kV）：21KV額定功率因數(shù)0.91.2.2等值系統(tǒng)：A廠經(jīng)過220KV和某系統(tǒng)S相聯(lián)，該系統(tǒng)裝機容量為2600MW，平均功率因數(shù)為0.9，其最大綜合負荷為2200MW，平均功率因數(shù)為0.85。1.3待計劃地域負荷數(shù)據(jù)及相關(guān)要求地點 項目123最大負荷（MW）1006060最小負荷（MW）602520最大功率因數(shù)0.850.90.9最小功率因數(shù)0.80.850.85(h)550055005500低壓母線電壓(kV)101010調(diào)壓要求逆調(diào)壓負荷類別I%504030II%304050III%202020

2設(shè)計任務(wù)此次電力系統(tǒng)計劃設(shè)計是依據(jù)給定發(fā)電廠、變電所原始資料完成以下設(shè)計：1.1確定供電電壓等級；1.2初步確定若干待選電力網(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)接線方案技術(shù)、經(jīng)濟比較；1.5輸電線路導線截面選擇；1.6調(diào)壓計算。3設(shè)計要求（1）設(shè)計中應(yīng)嚴格遵守課程設(shè)計規(guī)章制度，按時到設(shè)計教室進行設(shè)計，任何人不得遲到、早退和無辜缺席；（2）同學應(yīng)依據(jù)設(shè)計要求獨立完成課程設(shè)計任務(wù)，同組組員之間能夠商議討論，但嚴禁相互剽竊；（3）設(shè)計完成后，每個同學應(yīng)提交打印設(shè)計說明書一份，課程設(shè)計說明書編寫和電路圖繪制應(yīng)附和規(guī)范要求；（4）按時參與課程設(shè)計答辯。4關(guān)鍵參考文件[1]電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）.陳珩主編.中國電力出版社.[2]電力系統(tǒng)分析（第三版）.何仰贊溫增銀主編.華中科技大學出版社.[3]電力系統(tǒng)分析學習指導.徐政主編.機械工業(yè)出版社.[4]熊信銀..發(fā)電廠電氣部分.北京：中國電力出版社，[5]《工廠常見電氣設(shè)備手冊》編寫組.工廠常見電氣設(shè)備手冊(上、下冊).中國電力出版社.1998[6]中國電器工業(yè)協(xié)會編.輸配電設(shè)備手冊[M].機械工業(yè)出版社.1999.5課程設(shè)計（論文）工作進度計劃表序號課程設(shè)計（論文）工作任務(wù)工作進度日程安排123456789101閱讀設(shè)計任務(wù)書，搜集、閱讀和電網(wǎng)計劃相關(guān)多種資料—2電網(wǎng)接線初步方案確定和比較——3電網(wǎng)接線方案經(jīng)濟技術(shù)比較——4調(diào)壓計算——5整理課程設(shè)計論文并打印——6提交課程設(shè)計結(jié)果、答辯—第二部分課程設(shè)計內(nèi)容第一章檢測系統(tǒng)功率平衡1.1有功功率平衡1.1.1系統(tǒng)功率平衡分析等值系統(tǒng)最大綜合負荷為2600MW，該系統(tǒng)總發(fā)電容量為2200MW，存在缺額，常常拉閘限電，故需要發(fā)電廠A供給400MW。1.1.2系統(tǒng)最大負荷時有功功率平衡用電負荷供電負荷發(fā)電負荷總裝機容量系統(tǒng)總裝機容量大于系統(tǒng)最大發(fā)電負荷1.1倍，滿足有功功率平衡要求。1.2無功功率平衡1.2.1計算發(fā)電廠及各變電站無功負荷依據(jù)公式可由負荷有功功率和對應(yīng)功率因數(shù)計算無功功率變電所1：變電所2：變電所3：1.2.2無功功率平衡分析220KV電網(wǎng)中，無功電源安裝總?cè)萘繎?yīng)大于電網(wǎng)最大自然無功負荷，由以上計算可知，總?cè)萘看笥陔娋W(wǎng)最大自然無功負荷1.15倍，故無功平衡條件滿足。第二章電力網(wǎng)接線方案技術(shù)論證及經(jīng)濟性比較2.1電力網(wǎng)接線方案初步選擇依據(jù)給定電源和負荷，和它們之間相對距離，做出了九種可能實現(xiàn)多種接線方案。圖2.1。備選方案線路長度(KM)技術(shù)比較方案一709.7變電所全部為兩端供電，而且線路相對較短方案二780變電所全部為兩端供電，但線路較長，線路損耗大方案三793.89變電所全部為兩端供電，但線路較長，線路損耗大方案四631.796變電所全部為兩端供電，而且線路相對較短方案五702.09變電所全部為兩端供電，而且線路相對較短方案六390線路最短，但供電可靠性不能確保方案七462.09線路最短，但供電可靠性不能確保依據(jù)供電可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等標準比較：方案二、三因為導線過長，投資大，經(jīng)濟性不好，所以淘汰。方案六、七因為不能確保供電可靠性，所以淘汰。留下方案一、四、五，分別編號為一、二、三。將導線視為均一網(wǎng)，比較這三種方案電能質(zhì)量和線路功率損耗。方案一功率損耗：電能質(zhì)量：方案二功率損耗：電能質(zhì)量：方案三功率損耗：電能質(zhì)量：因為三種方案電能質(zhì)量和功率損耗相差不多，難以取舍。故三種方案均保留。2.2初選合理方案初步設(shè)計2.2.1電壓等級確實定依據(jù)負荷情況及輸電距離，參考下表確定選擇輸電線路電壓等級為220KV。額定電壓（KV）輸送功率(KW)輸送距離（Km）35～1000020～50603500～3000030～10011010000～5000050～150220100000～500000100～3002.2.2輸電線路導線截面積理論計算選擇導線截面積選擇，和輸電線路流過最大電流和經(jīng)濟電流密度J相關(guān)，換言之，既要考慮該截面積下電路損耗（導線截面積越大，損耗越?。?，又要考慮其經(jīng)濟性（導線截面積越大，成本越高）。其中最大工作電流電流經(jīng)濟密度由最大負荷利用小時數(shù)查表得到架空輸電線路導線經(jīng)濟電流密度J（A/mm2）導線材料年最大負荷利用小時數(shù)Tmax3000以下3000～50005000以上鋁1.651.150.9銅3.002.251.75依據(jù)計算所得初步功率分布，其導線經(jīng)濟截面積計算以下：方案一：所以,考慮未來發(fā)展41段選擇2×LGJ-400／5013段選擇LGJ-300／4012段選擇LGJ-300／4023段選擇LGJ-300／40?。ū驹O(shè)計中均以此作為基值）求取各段線路阻抗標幺值方案二：所以,考慮未來發(fā)展41段選擇LGJ-400／5013段選擇LGJ-300／4012段選擇LGJ-300／4023段選擇LGJ-400／40方案三：所以,考慮未來發(fā)展41段選擇2×LGJ-400／5013段選擇LGJ-400／5012段選擇LGJ-400／5042段選擇LGJ-400／50將以上三種方案利用計算機進行時尚計算，得導線截面積選擇適宜。按機械強度校驗，對于跨運河，公路，通訊線路，居民區(qū)線路，導線截面積不得小于，應(yīng)此所選導線截面積滿足機械強度要求;2.2.3功率損耗及電能損耗，電壓損耗計算時尚計算最終止果方案一：節(jié)點電壓___________________________________________V(1)=.966390,DETA(1)=-5.563752V(2)=.913987,DETA(2)=-9.161996V(3)=.913987,DETA(3)=-9.161996V(4)=1.050000,DETA(4)=.000000___________________________________________節(jié)點功率____________________________________________P(1)=-.100000,Q(1)=-.061970P(2)=-.060000,Q(2)=-.029100P(3)=-.060000,Q(3)=-.029100P(4)=.227065,Q(4)=.165507____________________________________________支路功率及支路功率損耗_____________________________________________________起(i)止(j)PijQijPjiQjiDPijDQij12.061384.034689-.060000-.029100.00138401.0055892813.061384.034689-.060000-.029100.00138401.0055892814-.222768-.131348.227065.165507.00429664.0341582923.000000.000000.000000.000000.00000000.00000000_____________________________________________________系統(tǒng)支路有功功率損耗dp=.00706467系統(tǒng)支路無功功率損耗dq=.04533686方案二：節(jié)點電壓___________________________________________V(1)=.894849,DETA(1)=-9.047193V(2)=.918179,DETA(2)=-8.146790V(3)=.872654,DETA(3)=-11.035875V(4)=1.050000,DETA(4)=.000000___________________________________________節(jié)點功率____________________________________________P(1)=-.100000,Q(1)=-.061969P(2)=-.060000,Q(2)=-.029099P(3)=-.059998,Q(3)=-.029100P(4)=.231805,Q(4)=.181110____________________________________________支路功率及支路功率損耗_____________________________________________________起(i)止(j)PijQijPjiQjiDPijDQij13.028721.012205-.028405-.010923.00031621.0012818614-.128721-.074174.135474.109703.00675285.0355282823.032235.020776-.031593-.018176.00064200.0025994024-.092236-.049875.096331.071407.00409515.02153215_____________________________________________________系統(tǒng)支路有功功率損耗dp=.01180621系統(tǒng)支路無功功率損耗dq=.06094169方案三：節(jié)點電壓___________________________________________V(1)=.938730,DETA(1)=-7.465230V(2)=.951800,DETA(2)=-6.521035V(3)=.932808,DETA(3)=-7.290069V(4)=1.050000,DETA(4)=.000000___________________________________________節(jié)點功率____________________________________________P(1)=-.100000,Q(1)=-.061970P(2)=-.060000,Q(2)=-.029100P(3)=-.060000,Q(3)=-.029100P(4)=.226852,Q(4)=.163728____________________________________________支路功率及支路功率損耗_____________________________________________________起(i)止(j)PijQijPjiQjiDPijDQij12-.015944-.008751.016018.009138.00007358.0003870313.060470.029095-.060000-.029100.00047015.0000045214-.144526-.082314.148324.112294.00379847.0299796824-.076018-.038238.078528.051434.00250975.01319614_____________________________________________________系統(tǒng)支路有功功率損耗dp=.00685195系統(tǒng)支路無功功率損耗dq=.04356738方案一：△=0.00706467方案二：△=0.01180621方案三：△=0.00685195能量損耗：方案一：△W=△+△+△=28.12（MKW.h）方案二：△W=△+△+△+△=45.153（MKW.h）方案三：△W=△+△+△+△=27.255（MKW.h）電壓損耗：方案一：△U*=△U*=0.086013方案二：0.127346方案三：△U*=0.067192比較以上數(shù)據(jù)可知，方案二損耗遠其它方案，可排除此方案。方案三能量損耗和電壓損耗均為最小。2.3方案比較和篩選2.3.1技術(shù)比較計算依據(jù)2.3.c功率損耗和電壓損耗得方案一最優(yōu)。2.3.2經(jīng)濟比較計算現(xiàn)值比較法F—計劃方案費用現(xiàn)值N—計算期或指電力工程經(jīng)濟使用年限（取25年）I—總投資C—年經(jīng)營總成本—計算期末回收固定資產(chǎn)余額（20%I）W—計算期末回收流動資金（50%I）方案一：I=36985.5C=3339.943I+C--W=14435.593方案二：I=33300.45C=3015.08I+C--W=13005.151方案三：I=（150+120+2*120+192.09）*55=38614.95C==3486.248I+C--W=15070.732經(jīng)過經(jīng)濟比較和技術(shù)比較，方案一和方案三各有所長，無法取舍，故深入根據(jù)抵償年限計算來選擇。抵償年限比較結(jié)論：由技術(shù)上看，方案三供電可靠性全部很好，而經(jīng)濟上看，因為抵償年限大于，按電力工業(yè)投資回收系數(shù)0.1考慮，應(yīng)采取方案三。第三章變壓器選擇和計算3.1變壓器額定容量選擇按變電站為雙變壓器設(shè)計，則額定容量選擇標準為：當其中容量最大一臺主變壓器因故退出運行，其它主變壓器應(yīng)在許可過負荷范圍內(nèi)確保輸送全部剩下功率70%以上。以變電站1為例計算步驟以下：變電站1：其中為第一個變電站變壓器額定容量，為第一個變電站最大負荷容量。同理可求得：變電站2:變電站3：發(fā)電廠A主變壓器額定容量依據(jù)裝機容量確定3.2變壓器型號選擇3.2.1變電站主變壓器型號選擇1、由網(wǎng)絡(luò)電壓等級確定主變?yōu)榻祲鹤儔浩?、網(wǎng)絡(luò)中各段線路電壓等級均為220KV，各變電所無需三繞組變壓器，故選擇雙繞組變壓器3、為確保改變變壓器變比調(diào)壓時，不影響系統(tǒng)運行，選擇有載調(diào)壓變壓器參考標準變壓器數(shù)據(jù)表最終確定三個變電所均選擇兩臺型號為高壓側(cè)額定電壓：242±2*2.5%低壓側(cè)額定電壓：10.5KV查表可知其參數(shù)：3.2.2發(fā)電廠A主變壓器型號選擇依據(jù)實際情況，主變壓器為升壓變壓器，因為高壓側(cè)額定電壓為242KV，故選擇雙繞組變壓器，一樣，為確保經(jīng)過改變變壓器變比調(diào)整電壓時系統(tǒng)正常運行，采取有載調(diào)壓。查表確定每臺機組選擇兩臺型號為變壓器。高壓側(cè)額定電壓：242±2*2.5%低壓側(cè)額定電壓：10.5KV查表可N知其參數(shù)第四章網(wǎng)絡(luò)時尚計算4.1計算元件參數(shù)發(fā)電廠主變壓器參數(shù)計算：變電所1、2、3所選擇變壓器型號相同，故參數(shù)也一樣：4.2時尚計算4.2.1最大負荷時時尚分布變電所1變壓器損耗及運輸負荷變壓所2、3變壓器損耗及運算負荷將上述數(shù)據(jù)輸入程序，經(jīng)四次迭代計算可得時尚計算最終止果節(jié)點電壓___________________________________________V(1)=.919698,DETA(1)=-7.510625V(2)=.936490,DETA(2)=-6.542556V(3)=.893514,DETA(3)=-9.459107V(4)=1.050000,DETA(4)=.000000___________________________________________節(jié)點功率____________________________________________P(1)=-.100294,Q(1)=-.073479P(2)=-.060157,Q(2)=-.033701P(3)=-.060156,Q(3)=-.033701P(4)=.228486,Q(4)=.194001____________________________________________支路功率及支路功率損耗_____________________________________________________起(i)止(j)PijQijPjiQjiDPijDQij12-.016348-.011754.016442.012243.00009393.0004882613.060704.036763-.060156-.033701.00054785.0030615914-.144650-.098487.149031.133050.00438060.0345631424-.076599-.045944.079455.060951.00285631.01500765_____________________________________________________系統(tǒng)支路有功功率損耗dp=.00787869系統(tǒng)支路無功功率損耗dq=.053120634.2.2計算最小負荷時時尚分布變電所1變壓器損耗及其運算負荷變電所2變壓器損耗及其運算負荷變電所3變壓器損耗及其運算負荷將上述數(shù)據(jù)輸入程序，經(jīng)三次迭代計算可得時尚計算最終止果時尚計算最終止果節(jié)點電壓___________________________________________V(1)=.984578,DETA(1)=-3.319954V(2)=.995113,DETA(2)=-2.782359V(3)=.975235,DETA(3)=-3.861926V(4)=1.050000,DETA(4)=.000000___________________________________________節(jié)點功率____________________________________________P(1)=-.060173,Q(1)=-.050508P(2)=-.025105,Q(2)=-.017359P(3)=-.07,Q(3)=-.013999P(4)=.107089,Q(4)=.093521____________________________________________支路功率及支路功率損耗_____________________________________________________起(i)止(j)PijQijPjiQjiDPijDQij12-.010444-.008037.010479.008215.00003510.0001780113.05.014311-.07-.013999.00005801.0003123314-.069884-.056782.070896.064758.00101197.0079753324-.035584-.025574.036193.028764.00060880.00318970_____________________________________________________系統(tǒng)支路有功功率損耗dp=.00171388系統(tǒng)支路無功功率損耗dq=.01165537第五章電壓調(diào)整5.1經(jīng)過表四能夠看出最大負荷時1、2、3節(jié)點電壓偏低.5.2本方案中選擇逆調(diào)壓方法：最大負荷時，發(fā)電廠A低壓母線電壓不高于額定值1.05，最小負荷時不低于額定值.1計算最大負荷分接頭采取并聯(lián)無功賠償裝置調(diào)壓。選變壓器分接頭（逆調(diào)壓）變電站1主變最大負荷：最小負荷時：應(yīng)此選擇230KV分接頭變電站2主變最大負荷：最小負荷時：應(yīng)此選擇230KV分接頭變電站3主變最大負荷：最小負荷時：應(yīng)此選擇230KV分接頭經(jīng)校驗，變壓器分接頭不能滿足調(diào)壓要求，所以應(yīng)該采取并聯(lián)無功賠償調(diào)壓。賠償無功后，再次進行時尚計算，電壓偏移在許可范圍內(nèi)，以下所表示節(jié)點電壓___________________________________________V(1)=1.007464