课程设计电网设计规划

1、 长沙理工大学电气与信息工程学院电网规划设计目录第一章 设计任务书和原始资料. 3第二章 电网接线方案设计.6 第一节 电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定.6 第二节 电网接线方案的技术经济比较.15 第三节 调压计算.24第三章 课程设计总结.32附图1 电网接线图.33附图2 方案五等值电路图与地理接线图.3434第一章 设计任务书和原始资料1、 设计任务本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计：（1） 初步拟定电力网接线方案，确定供电电压等级；（2） 发电厂、变电所主变压器选择；（3） 输电线路导线截面选择；（5） 电力网接线方案的技术、经济比较，确定最

2、终接线方案；（6） 调压计算。2、原始资料2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离（如图1-1） 图1-1 发电厂，变电所相对地理位置距离2.2 发电厂技术参数（如表1-1）表1-1 发电厂a技术参数发电厂a装机台数、容量（mw）3×75额定电压（kv）10.5额定功率因数0.8厂用电率8%最小运行方式下出力（mw）75调压要求最大负荷(%)2.5最小负荷(%)7.52.3 负荷数据及有关要求（如表1-2）表1-2 各变电所技术参数表 厂 站 项 目变电所1234最大负荷（mw）90454040最小负荷（mw）40201515功率因数0.850.90.850.9(h)50004500

3、55005000低压母线电压(kv)10101010调压要求最大负荷(%)252.5252.5最小负荷(%)257.5257.5各类负荷(%)i类350035ii类205060203、 设计要求（1） 设计中应严格遵守课程设计的规章制度，按时到设计教室进行设计，任何人不得迟到、早退和无辜缺席；（2）同学应根据设计要求独立完成课程设计任务，同组成员之间可以商量讨论，但严禁相互抄袭；（3）设计完成后，每个同学应提交打印的设计说明书一份，课程设计说明书编写和电路图绘制应附和规范要求；（4）按时参加课程设计答辩4、 主要参考文献 1 电力系统稳态分析（第三版）. 陈珩 主编. 中国电力出版社. 200

4、7年 2 电力系统分析（第三版）. 何仰赞 温增银主编. 华中科技大学出版社. 2002年 3 电力系统分析学习指导. 徐政 主编. 机械工业出版社. 2003年 4 熊信银.发电厂电气部分.北京：中国电力出版社，2001 5 工厂常用电气设备手册编写组. 工厂常用电气设备手册(上、下册).中国电力出版社.19985、 课程设计（论文）工作进度安排 表1-3 课程设计工作进度安排表序号课程设计（论文）工作任务工作进度日程安排123456789101阅读设计任务书，搜集、阅读与电网规划有关的各种资料2电网接线初步方案拟定与比较3电网接线方案的经济技术比较4调压计算5整理课程设计论文并打印6提交课

5、程设计成果、答辩第二章 电网接线方案设计第一节：电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定一、初步接线方案的拟定依据 电网接线初步方案主要根据负荷对供电可靠性的要求拟定。原则如下： （1）第一类负荷要求任何情况下都不能断电，应采用双电源供电的方式； （2）第二类负荷尽可能的保证供电，必要时可以停电，应考虑采用双电源供电或单电源双回路供电或单回路单电源供电的方式（采用单回路、单电源供电方式应考虑装设避雷线、装设重合闸和采用组合电器等技术手段，以便供电可靠性能够满足要求）。2、 拟定的方案 图2-1方案一 图2-2 方案二 图2-3 方案三 图2-4 方案四 图2-5 方案五 图2-6 方案六 图

6、2-7 方案七 图2-8 方案八3、 初步方案的计算 1 .初步潮流计算方案一（如图2-9） 图2-9 方案一草拟图 说明：（1） 由于采用就地无功补偿，那么线路的初步计算忽略无功功率，只采用有功功率计算；（2） 为满足负荷的最大要求，全部采用最大功率负荷计算；（3） 取注入节点的功率为正，流出为负；那么有如下计算：该为一环网，从平衡节点s拆开有：具体如下：（黑体加下划线为节点之间的距离） 图2-10 方案一潮流分布 1.长度l(可以等效为其投资大小，其中双回线路采用1.3倍的等效方法) 2.（可以视为其电压损耗，其中双回线路采用0.5倍的等值方法） 3.（可以视为其电能的损耗，其中双回线路采

7、用0.5倍的等值方法）其他七个方案按照方案一的方法，计算结果如下：方案二： 图2-11 方案二潮流分布方案三： 图2-12 方案三潮流分布方案四： 图2-13 方案四潮流分布方案五： 图2-14 方案三潮流分布方案六： 图2-15 方案六潮流分布方案七： 图2-16 方案七潮流分布 方案八： 图2-17 方案八潮流分布2.电网电压等级的确定依据输送容量和输电距离和电源的电压等级选择输电线路的电压等级,如表2-1表2-1 输送容量和输电距离和电源的电压等级额定电压（kv）输送功率(kw)输送距离（km）35200010000205060350030000301001101000050000501

8、50220100000500000100300 根据以上的计算结果和上表的数据，同时考虑都运行和维修的方便所有线路统一才用110kv。这样既能满足供电要求，同时也为将来的电网发展提供了可靠的空间。4、 初步方案比较选择表2-2 各个方案初步比较表方案初步比较一32584151300358投资最小，电能质量较差，线路损很大二3753353562559投资居中，电能质量好，线路损耗较小三340107251738415投资小，电能质量差，线路损耗最大四3713360506965投资居中，电能质量好，线路损耗小五3403285458902投资小，电能质量好，线路损耗最小六4253150557468投资

9、大，电能质量好，线路损耗小七38073231152983投资较大，电能质量较差，线路损耗很大八3933150513481投资较大，电能质量好，线路损耗小 根据以上表格数据和分析，选择方案四、五进行进一步比较 第二节 电网接线方案的技术经济比较一、发电厂、变电站主接线方式的选择1. 发电厂a接线方式的选择从系统负荷情况看，细听中1,4变电所均包含一，二类负荷，2,3变电所包含50%的二类负荷，因此保证供电的可靠性是首要问题。如下图所示： 图2-18 发电厂接线图2. 变电所接线方式的选择 由于变电所1和4均包含35%一类负荷和20%二类负荷，电能质量要求高且要求保证供电不中断，故两变电所均采用双

10、电源供电。由于变电所3包含50%的二类负荷，变电所2包含50%的二类负荷,电能质量和供电可靠性要求较高，故两变电所均此采用双电源供电，如下图。 图2-19 变电所接线二、发电厂、变电所主变压器的选择变电所1：（其中一，二类负荷占55%，当其中一台停运时，另一台应该最少满足一二类负荷的供电。），所以采用sfp10-90000/110两台变电所2：（其中一，二类负荷占50%），所以采用sf10-50000/110两台变电所3：（其中一，二类负荷占60%），所以采用sf10-50000/110两台变电所4：（其中一，二类负荷占55%），所以采用sf10-50000/110两台发电厂a：，所以采用sf

11、p10-90000/110三台 各个变电所和发电厂变压器参数表2-3地点变压器型号台数空载损耗（kw）短路损耗 （kw）空载电流比 i%空载电压比 u%（mw）（m var）变电所1sfp10-90000/110259.5289.00.410.50.2899.450变电所2sf10-50000/110238.5183.60.510.50.1484.253变电所3sf10-50000/110238.5183.60.510.50.2346.734变电所4sf10-50000/110238.5183.60.510.50.2346.734发电厂asfp10-90000/110359.5289.00.4

12、10.50.60319.689三、输电线路导线截面选择方案五： 图2-20 方案五潮流分布图线路的年最大负荷利用小时数：根据下表：表2-4 架空输电线路导线的经济电流密度（a/mm2）导线材料年最大负荷利用小时数3000以下300050005000以上铝1.651.150.9铜3.002.251.75由计算公式,j根据上表求得可知：那么可知： a-1为lgj240双回 a-2为lgj300单回 a-3为lgj120双回 a-4为lgj120双回 s-1为lgj95 单回 s-1为lgj70 单回输电线的校验（1） 机械强度校验：各线路机械强度均满足负荷要求（2） 发生事故时，线路的输电情况根据

13、：表2-5 架空输电线型号与载流量对应表导线型号载流量（a）导线型号载流量（a）导线型号载流量（a）lgj-35170lgj-120380lgj-300700lgj-50220lgj-150445lgj-400800lgj-70275lgj-185515lgj-95335lgj-240610a-4断开，主要考虑s-4，a-2断开一回，主要考虑另一回a-2，a-3断开一回，主要考虑另一回a-3，a-1断开一回，主要考虑另一回a-1，可知所确定的导线负荷要求。采用相同的计算方法和校验方法可以确定方案四的输电线型号，这里不再累序，具体结果如下： 图2-21方案四潮流分布图那有以下计算过程这样可以确定

14、j的值，从而有如下：经校验后各线路确定如下： a-1为lgj240双回 a-2为lgj120双回 a-3为lgj240单回 a-4为lgj300单回 s-1为lgj95单回 s-2为lgj50单回 3-4为lgj70单回4、 方案技术经济比较1. 技术比较：方案五技术性能： 供电可靠性：本方案中对一类负荷采用双电源供电，对二类负荷采用双回路供。且在任意一条线路发生断线时，系统都能够保证各负荷的供电可靠性。变电所均采用两台变压器调压，发电厂采用三台变压调压，当系统发生某一台变压器故障时，系统变电所仍能保证一类负荷和二类负荷的不断电。故本方案系统中全部停电的可能性极小且停电时仍能满足重要负荷和较重

15、要负荷的供电可靠性要求。 方案四技术性能： 供电可靠性：本方案中1，3，4变电所采用两端供电，2变电所采用双回线，各变电所均采用两条变压器调压，发电厂采用三台变压调压，当系统发生某一台变压器故障时，系统变电所仍能保证一类负荷和二类负荷的不断电。本方案系统中全部停电的可能性极小，且停电时仍能满足重要负荷和较重要负荷的供电可靠性要求，故系统对各负荷的供电可靠性与方案一比较同样高。 比较总结：两方案技术上总体相差不打，供电可靠性都比较高。所以需要进一步的比较。2. 经济比较：（1）投资 根据下表： 表2-6 10kv架空输电线路单位投资指标类 别单位造价指标lgj40080万元公里lgj30075万

16、元公里lgj24070万元公里lgj18565万元公里lgj15062万元公里lgj12060万元公里lgj9559万元公里lgj7058万元公里lgj5057万元公里造价公式为：具体如下表“方案五线路详细数据”（2） 输电线路年运行费表2-7 最大负荷损耗小时与最大负荷利用小时、功率因数之间的关系 0.800.850.900.951.00200015001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150200018001600400027502600240022002000450031503000

17、2900270025005000360035003400320030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048507000595059005800570056007500665066006550650064008000740073507250 这里取0.95，根据上面所算出的线路的年最大负荷利用小时数，查表得出，按下式计算电能损耗 其中 p为线路传输的有功功率； u为线路的电压等级，取110kv; r为线路的电阻；参考常用架空输电线电阻电抗表 具体数据见表2-8“方案五线路详细数据” 表2-8

18、 方案五线路详细数据线路面积(mm2)型号电阻()电抗()z造价(万元）p(mw)()a1425lgj240双回7.4311.0042901.2427003.349a2205lgj300单回8.1012.0046801.0732003.424a3233lgj120双回2.918.5140951.3137504.913a4284lgj120双回4.2815.9645000.8432002.688s177lgj95单回19.824.3635400.4718000.846s451lgj70单回20.7018.7725650.1332000.416式中 损耗电能的电价（0.35元/kw.h）检修维护费

19、率（取0.05）折旧率（取0.04，即按经济使用年限25年计）电能损耗（kw.h/年）()（万元）参照以上的方法可以确定方案一的线路数据如下 表2-9 方案四线路详细数据线路面积(mm2)型号电阻()电抗()z造价(万元）p(mw)()a1430lgj240双回2.978.5140951.3232004.224a2205lgj120双回7.4311.0042901.2427003.348 a3215lgj240单回7.9222.6842000.9037503.375a4297lgj300单回4.2814.6060000.9232002.944s173lgj95单回19.824.3635400.

20、4127001.107s447lgj50单回29.2519.0825650.1532000.4803418lgj70单回23.020.329000.01732000.544那么可以的知：表2-10 方案四五的经济特性比较方案c（万元）z（万元）四277424590五218823715比较结论：比较可知方案五的c和z都要小于方案四的，所以方案五为所选的最有方案第三节 调压计算一、 最大、最小负荷情况下的潮流计算 最大负荷和最小负荷时 a取，这里取115kv进行调压计算。在最小负荷时，考虑到a和s都存在发出功率大于负载功率，所以a采取两台发电。 最大负荷时： 图3-1 方案五最大负荷时等值电路图那

21、么：从而可以得出：最小负荷时： 图3-2 方案五最小负荷时等值电路图根据上图则可以做如下计算那么：从而可以得出：2、 调压计算第一步：计算最大负荷分接头变电所1：变电所2：变电所3：变电所4:第二步：计算最小负荷分接头变电所1：变电所2： 变电所3：变电所4：第三步：计算分接头的平均值及选取分接头变电所1： 故选用110+5%即115.5kv的分接头变电所2： 故选用110+2.5%即 112.75kv 的分接头变电所3： 故选用110+5%即 115.5kv的分接头变电所4： 故选用110+2.5%即 112.75kv的分接头发电厂a：维持在115kv 故选用110+5%,即 115.5v的

22、分接头第四步：分接头的校验变电所1：最大负荷时，低压母线电压=电压偏移=最小负荷时，低压母线电压=电压偏移=电压质量符合要求变电所2：最大负荷时，低压母线电压=电压偏移=最小负荷时，低压母线电压=电压偏移=电压质量符合要求变电所3：最大负荷时，低压母线电压=电压偏移=最小负荷时，低压母线电压=电压偏移=电压质量基本符合要求变电所4：最大负荷时，低压母线电压=电压偏移=最小负荷时，低压母线电压=电压偏移=电压质量符合要求根据以上计算结果可知:变电所1选用110+5%即115.5kv的分接头；变电所2选用110+2.5%即 112.75kv 的分接头；变电所3选用110+5%即 115.5kv的分接头；变电所4选用110+2.5%即 112.75kv的分接头；发电厂a选用110+5%,即 115.5v的分接头。课程设计总结 通过这次的课程设计，我熟悉了电网规划设计的基本步骤和方法，明白电网规划设计对于电力系统的重要性。更加懂得优秀的电网设计规划不仅仅是能够满