电网规划课程设计-电力稳态运行.doc

电网规划课程设计目 录1 任务书 22 课程设计 32.1 概况 32.2 电力电量平衡 32.3 方案的初选及电压等级的选择 4 2.4 技术比较的计算 52.5 方案经济比较及最佳方案的确定 52.6 变压器的选取及电网的接线图 52.7 最佳方案精确潮流计算 82.8 最佳方案电压调整计算 122.9 最佳方案经济指标计算 142.10 小结 153 附录 163.1 附图 163.2 附录一 203.3 附录二 233.4 方案经济比较计算 303.5附表 324 设计总结 335 参考文献 34一、 发电厂及变电所的地理位置 二、 负荷情况项目地点123负荷（mw）最大151012最小857功率因素最大0.850.90.9最小0.80.850.85负荷类别i%504030%304050%202020最大负荷使用时间（h）550055005500低压母线电压10kv调压要求逆调压三、 电厂情况火电厂： 5台50mw 2台25mw 四、 系统情况电力网在a处以220kv双回线与某系统相联，该系统的最大综合负荷为600mw，该系统总容量为525mw，平均功率因素为0.85，按功率平衡条件联络线上最大负荷时向系统送出180mw，始端因素为。2.1 概况： 本次电网规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始材料完成一系列的设计，其中发电厂的装机容量为300mw，有50mw机组5台，25mw机组2台。本次设计的电网中还有一个外系统，该系统的总容量为525mw，最大综合负荷为600mw，通过110kv双回输电线路与发电厂a相连。同时，该电力系统中还有三个变电所，都可以通过发电厂获得电能。故本次设计要考虑到供电的可靠性、经济性和调度的灵活性。2.2 电力电量平衡2.2.1 根据任务书的原始资料，检验系统的功率平衡和确定电厂机组运行台数和运行方式。系统最大综合负荷：plmax=k1k2pmax k1同时率（近似取1）k2厂用电率（7%）+网损率(8%），取1.15储备系数：kp=（总装机容量-系统最大综合负荷）/总装机容量*100%10%设总装机容量为m，系统最大综合负荷=180*1.08+37*1.15=236.95由(m-236.95)/m10% 可得m263.28mw因此选择5台50mw和2台25mw的机组,则kp=(5*50+50-236.95)/300*100%=21% 10%则储备系数满足要求。确定发电厂发电机出力台数为：选取5台50mw 和2台25mw的机组。2.2.2 备选方案相关参数的计算备选方案线路长度（km）开关台数负荷距pl最大故障电压损耗方案一44012203516.28方案二458.26122665.9918.05方案三476.52121796.3213.44方案四404.47102959.1925.31方案五422.73103106.5323.69方案六 356.7384014.5833.97计算方法及过程见附录一2.3 方案的初选及电压等级的选择由上表内容分析可知：较优方案为方案1、2、4。我组备选的六个方案中，综合线路长度，开关数量，负荷矩及最大故障电压损耗的各方面的因素综合考虑，选择其中的三组，其各参数列于上表。这些参数较之于其它组，具有较明显的优势。具体分析如下：方案3，负荷矩太小，造成电网输电空间的浪费，且线路长，投资大，故舍去；方案5，负荷矩大，没有足够的输电备用空间，且线路长，投资大，造成浪费过多，故舍去；方案6,负荷矩最大，故障电压最大，造成浪费过大，故舍去。由于我组各电站的负荷很小，属于小型电网，因而各电站的负荷的上升空间极大，考虑这方面的因素以及以后升级改造的方便，在选择导线及其它电力设备时应有足够的宽裕，本组电厂向各变电站提供的有功功率在最大负荷时大于37mw，且线路最长长度有116.6km，最短只有40km，故而根据电力系统稳态分析第三版中有关数据，选择110kv电压等级，且三个变电站之间均采用110kv电压等级。2.4 技术比较的计算较优方案初步潮流计算及经济性比较见附录二2.5各方案技术、经济综合比较及最佳方案的确定备选方案电压损耗（）能量损耗()总投资(万元)年运行费（万元）方案一12.683008807.787114.07方案二18.052357.68832.347102.04方案四25.313410724115.16参考电力经济管理，及上表可看出方案二明显优于方案一、方案四；原因是，三个方案的线路的投资，方案四的最少，但年运行费高，能量损耗最大方案二的能耗最少，且年运行费用最少，综合考虑，我们选择了方案二。2.6 变压器的选取及电网的接线图 2.6.1 变压器的选取电力变压器选择参数表见附录3.3 三变电站：二变电站：一变电站：变电所一: 变电所二: 变电所三: 电厂变电站： 选31.5mva，型号为sf7-31500/110根据公式： 变电站1： 变电站2： 变电站3： 变电站a： 由于两台同样变压器并列运行：2.6.2 系统接线图系统接线图见附表一2.7 最佳方案精确潮流计算2.7.1 最大负荷时系统潮流分布最大负荷时潮流分布图见附图一运算负荷功率计算变压器损耗变压器t3的损耗:变压器t2的损耗 变压器t1的损耗：变压器a的损耗：初步功率计算(采用均一网计算) 无功分点开网潮流计算：电压损耗： 最大负荷时的电压分布图见附图三2.7.2最小负荷精确潮流计算：最小负荷时潮流分布图见附图四功率损耗公式：电压损耗：最小负荷时的电压分布图见附图五2.8.最佳方案电压调整计算：一：采用逆调压最大负荷时：最小负荷时：变压器1： 选择115.5kv抽头，变比k=11;校验：变压器2：选择115.5kv抽头，变比k=11校验：满足调压要求变压器3：选择115.5kv抽头，变比k=11校验：满足调压要求2.9 最佳方案经济指标计算最大负荷时经济计算： 线路总投资:开关投资:（查表可知开关型号为zw12，单价为18万元/台）变压器投资: 8台变压器（变压器单价见附表一）年运行费:总投资:616.347+216+1323=2155.347万元最大负荷时输电效率:最小负荷的输电效率:有色金属耗量:第31页 共31页附 附图一 系统接线图：附图二 最大负荷时系统潮流分布图： 附 图三 最大负荷时系统电压分布图：附图四 最小负荷时系统潮流分布图： 附图五 最小负荷时系统电压分布图：3.2 附录一：计算公式：线路实际长度（km）每条线路的长度1.1（弧垂参数）开关台数每条线路2负荷矩每条线路通过的容量每条线路实际长度最大故障电压（kv）每条线路通过的容量每条线路实际长度0.5102（在故障情况下，若为双回线，只算一条线）方案1：线路长度： （602+402+1002）1.1=440 km开关台数： 62=12负荷矩: 最大故障电压损耗: 所以，最大故障电压损耗为16.28kv 方案2：线路长度：（100402602）1.1458.26 km开关台数：6212负荷矩: 最大故障电压损耗： 所以，最大故障电压损耗为18.05kv方案3：线路长度：（116.62602402）1.1476.52km开关台数：6212负荷矩：最大故障电压损耗:所以，最大故障电压损耗13.44kv方案4：线路长度:（602+40+100+107.7）1.1404.47km开关台数： 52=10负荷矩：最大故障电压损耗： 所以，最大故障电压损耗为25.31kv方案5：线路长度：（60240+107.7+116.6）1.1422.73km开关台数：5210负荷矩：最大故障电压损耗:所以，最大故障电压损耗为 23.69kv方案6：线路长度：（6040116.6+107.7）1.1356.73km开关台数：428 最大故障电压损耗： 所以，最大故障电压损耗为 33.97kv3.3 附录二：3.3.1较优方案各变电站功率参数 最大负荷时各变电站功率分布： 方案一： 方案二 方案三： 3.3.2 较优方案各线路功率因数及导线截面计算根据最大负荷小时数（tmax），可查得经济电流密度（jj）=0.95a/mm23.3.3 较优方案初步潮流计算方案一：方案二：方案三：3.3.4 各方案导线的选取及其它技术条件校验3.3.4.1 导线的选取导线的选取应满足发生故障时，导线能流过最大电流且确保其不会熔断，即能满足可靠性与稳定性的要求。最坏情况下，故障相所承受的有功功率为，此时的导线截面为，方案一：通过分析和计算，可得出最坏情况是出现故障，此时该导线要求的截面面积最大方案二：通过分析和计算，可得出最坏情况是出现故障，此时该导线要求的截面面积最大方案三：通过分析和计算，可得出最坏情况是出现故障，此时该导线要求的截面面积最大参考国家电网公司输变电工程典型设计110kv输电线路分册（中国电力出版社 刘振亚），110kv电网采用的导线。因而在三个方案中均选择导线截面积为，构成均一网，使电力网络的功率分布为经济功率分布，减小网络损耗，以简化潮流计算，方便于各电厂的调节与控制。综合上述各条件，选取导线型号为。3.3.4.2 其它技术条件的校验方案一：1.机械强度校验参考国家电网公司输变电工程典型设计110kv输电线路分册（刘振亚 中国电力出版社），可知在110kv电压等级网络中，导线截面面积大于均满足机械强度要求。2.热稳定校验参考中低压配电网规划与设计基础（中国水利水电出版社 方向晖）常用钢芯铝绞线规格表，容许电流610a，即。而线路最大电流为故满足热稳定要求。3.电晕条件校验参考电力网及电力系统第二版（西安电力学校 王新学），110kv电压等级网络，水平排列时导线最小线间距离为4.0米,可计算出几何均距为5.03米，所以取。 临界电压 故满足晴天不发生电晕的要求。方案二、三的校验同方案一，均满足要求。3.3.5 各方案最大负荷时的潮流计算参考电力网及电力系统第二版（西安电力学校 王新学），参考电力系统稳态分析第三版（中国电力出版社 陈珩），最大负荷损耗时间与最大负荷利用小时数的关系表可查得最大负荷损耗时间=4000h方案一： 能量损耗：方案二：能量损耗方案三 能量损耗：3.4方案经济比较计算3.41经济比较参考电力网及电力系统第二版（西安电力学校 王新学）电力网的常用参数附表各种常用架空线的规格，得出的单位重量为0.969t/km，另钢芯铝绞线（gb1179-74）2006年最新报价为13880元/吨。型少油开关为71.19万/台(资料来源：网上)。方案一：线路投资：高压断路器：又因为考虑电网损耗后，储备系数为： 故电网不需要再增加容量，即不需要附加容量投资。总投资（y）：年运行费用（n）：输电线路的折旧费4%，变电所的折旧维修费（只考虑高压断路器）14%，输电线路电能损耗0.2元/度。方案二： 线路投资：高压断路器：又因为考虑电网损耗后，储备系数为：故电网不需要再增加容量，即不需要附加容量投资。总投资（y）：年运行费用（n）：输电线路的折旧费4%，变电所的折旧维修费（只考虑断路器台数）14%，输电线路电能损耗0.2元/度。方案三：线路投资： 高压断路器： 又因为考虑电网损耗后，储备系数为：故电网不需要再增加容量，即不需要附加容量投资。总投资（y）：年运行费用（n）：输电线路的折旧费4%，变电所的折旧维修费（只考虑高压断路器）14%，输电线路电能损耗0.2元/度。 3.5 附表一3.5.1电力变压器选择参数表型号额定容量(kva)额定电压(kv)损耗(kw)阻抗电压(k%)空载电流(%)连接组参考价格(万元)高压低压空载短路sf7-31500/110315001211101110.66.66.331.0519010.50.67y0/-11255sfl1-31500/110160001211101110.56.66.318.511010.50.9y0/-11169.5备注:变压器容量选择公式： 数据来源于电力工程设计手册（上海科学技术出版社） 因所选变压器均属淘汰产品,故其现参考价=原参考价15发电厂变电所变压器:3.5.2变量单位变量电压有功功率无功功率容量长度单位4 设计总结通过这两周的电网课程设计，我们要设计一个小系统，并从初步方案的设计和计算中，选出三个较优方案，对这三个较优方案进行无功分布计算。选择导线截面积，开关，再进行潮流计算，最后计算电网的初步投资，各方案在技术上，经济上比较选择一个最优设计方案。这是我们对理论