电网规划课程设计

第一章任务书及原始资料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：确定供电电压等级；初步拟定若干待选的电力网接线方案；发电厂、变电所主变压器选择；电力网接线方案的技术、经济比较；输电线路导线截面选择；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401001401001A350A350224040外系统S外系统S2.2发电厂和等值系统技术参数(1)发电厂A：火电厂装机4台600MW2台UGN=121KVcosφN=(2)变电站S与等值系统：220kv变电站S与某等值系统双回线LGJ-400相联，该系统总装机容量为3000MW，平均功率因数为0.85，其最大综合负荷为3200MW，cosφN=0.9。2.3负荷数据及有关要求项目地点123负荷MW最大200160120最小1008060功率因数最大最小负荷类别Ⅰ%504030Ⅱ%304050Ⅲ%202020最大负荷使用时间（h）550055005500低压母线电压101010调压要求逆调压第二章电网接线方案设计2.1、概况本次电力系统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1200MW，有600MW机组两台。本次设计的电网中还有一个外系统，该系统的最大装机容量为3000MW，最大综合符合为3200MW，通过220KV输电线路与变电所S相连。同时，该电力系统中还有三个负荷点，三点可以通过发电厂获得电能，也可以从外系统通过变电所获得电能，在外系统用电高峰时，发电厂除向系统中的三个负荷点供电外，还必须通过变电所S向外系统输电。而且三个负荷点还可以通过变电所S由外系统供电。由于内部系统的总装机容量为480MW，在设计时主要考虑向外部供电。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、有功功率平衡用电负荷=0.9*480=4322.3、电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定电网接线初步方案主要是根据负荷对供电可靠性的要求拟定的，根据所给的条件来看，变电所1、2、3的I、II类负荷所占的比例都比较大，因此，为了满足这些负荷的供电可靠性的要求，1、2、3都需采用两端电源供电的方式。方案1方案2方案3方案4 方案5方案6方案7方案8.3初步方案比较结果：根据任务书的原始资料，考虑供电的可靠性、经济性和电力调度的灵活性，初步确定几个备选方案，以下对几个备选方案进行比较：2.3.4初步方案的潮流计算：为了先粗略选出这些初步方案中相对较为可行的，排除一些不切实际的，先对其进行粗略的计算，即并未确定导线截面积，先考虑成均一网并应用所给的条件对这些方案进行初步功率分布的计算。均一网初步功率分布的计算公式如下：即：在此以方案八为例，详细的计算过程如下（1）在A处解环，拆成一个两端供电网，两端电压相等，对其进行初始潮流分布的计算（图2.1）：图1（2）计算初步功率分布：100141.21+40140（3）最终初级潮流分布如图2.2: （4）其他方案与上述步骤相同，各方案比较如表2.1：类型损耗压降线路长度(km)方案1400方案2385方案3430方案4405方案5435方案6460方案7430方案8410说明：∑LmSm正比于线路电压降落；∑LmS2m正比于电网有功功率损耗；线路长度表示方案的投资（5）综合考虑压降、网损以及线路长度选择方案2和方案8进行进一步分析比较.5、输电线路电压等级选择对所拟订的接线方案按均一网计算，其初步功率分布的结果都在10000——50000KW之间，输送距离在40——150KM之间，并且考虑到电网发展的需求，所以选择110KV和220KV的电压等级（表2.2）。额定电压（KV）输送功率（MW）输送距离（KM）10～6～2035～20～5060～20～100110～50～150220～100～300500～400～1000根据均一网潮流分布计算各段线路输送功率分布如图2.3所示确定电压等级为：：方案2方案8线段距离(km)电压等级(KV)1-3401103-2651102-S40220A-S140220A-1100220线段距离(km)电压等级(KV)1-3401101-2502202-S40220A-S140220A-11002202.3.6、发电厂与变电所主接线方式的选择方案二：1、发电厂主接线方式的选择由于发电机容量为2台50MW、2台125MW，所以低压侧采用双母线接线方式。主变压器台数采用3台，高压侧用双母线。2、变电所主接线方式的选择（1）变电所1（2）变电所2 （3）变电所3方案八1、发电厂主接线图和方案二相同2、变电所接线图变电所1、3和方案二相同变电所2接线图：2.3.7变压器选择：（1）各种变压器参数：型号额定容量MVA高压中压低压空载损耗负载损耗空载电流SFPSL1-63000/220632422×2.5%1212×2.5%83/95290/376阻抗电压容量比高中高低中低12~1422~247~9100/50/100RTXTGTBTRT1RT2RT3XT1XT2XT3××0型号高压低压空载损耗KW短路损耗KW空载电流%短路电压%SSPL—150000/220242137SFPL---16000/110121110SSPL---63000/220242120404型号RTXTGTBTSSPL---150000/220××SFPL---16000/110××SSPL---63000/220××(2）发电厂主变压器选择：（厂用电8%）原则：最大变压器不工作时，其余可输送出最大功率的70%所以选三台SSPL—150000/220的变压器并联运行。（3）变电所变压器容量选择按容载比：方方案变电所方案二方案八变电所12×SFPSL1-63000/2202×SFPSL1-63000/220变电所22×SFPSL1-63000/2202×SSPL-63000/220变电所32×SFPL-16000/1102×SFPL-16000/1102.3.8、输电线路导线截面的选择（1）在规划设计中，导线截面按经济电流密度选择，然后按其它条件校验。表2.10架空输电线路导线经济电流密度（A/mm2）年最大负荷利用小时数Tmax3000以下3000～50005000以上铝铜表2.11各型号导线的参数型号电阻r()电抗x()容纳b(S/km)LGJ-35LGJ-50LGJ-70LGJ-95LGJ-120LGJ-185LGJ-240LGJ-300LGJ-400LGJQ-500LGJQ-600（2）导线截面选择的原则：按计算所得初步功率分布、按经济电流密度选择进行选择。由公式计算得到导线截面进行选择截面方案二：折算到基准电压的参数线段型号电阻()电抗()容纳(S)1-3LGJ-70723-2LGJ-3002-SLGJ-95106A-1LGJ-4008290A-SLGJ-400406方案八：表2.13折算到基准电压的参数线段型号电阻()电抗()容纳(S)1-3LGJ-70362-SLGJ-502616A-1LGJ-4008290A-SLGJ-4004061-2LGJ-185（3）第一次选线后的潮流计算：方案21、计算变电所1运算负荷：额定负荷时损耗：两台变压器中的功率损耗：变压器母线上所联线路电纳中无功功率的一半则运算负荷为：2、计算变电所2运算负荷：额定负荷时损耗：两台变压器中的功率损耗：变压器母线上所联线路电纳中无功功率的一半则运算负荷为：3、计算变电所3运算负荷：额定负荷时损耗：两台变压器中的功率损耗：变压器母线上所联线路电纳中无功功率的一半则运算负荷为：4、计算变电所S运算负荷：变压器母线上所联线路电纳中无功功率的一半则变电所S运算负荷：各变电所运算负荷如表2.14:变电所运算负荷（MVA）123S由图2.9计算初步功率分布： 循环功率为（顺时针）功率分步如图2.10所示：方案八1、计算变电所1运算负荷：三绕组变压器损耗=（MVA）变电所母线上所联线电纳中无功功率的一半变电所1的运算负荷2、计算变电所2运算负荷：额定负荷下损耗：两台变压器损耗=变电所母线上所联线路中的无功功率的一半则变电所2的运算负荷为3、计算变电所3的运算负荷为额定负荷下的损耗两台变压器损耗变电所母线上所联线路中的无功功率的一半则变电所3的运算负荷为4、计算变电所S运算负荷：变压器母线上所联线路电纳中无功功率的一半则变电所Ｓ运算负荷：各变电所运算负荷如表2.15：变电所运算负荷（MVA）123S由图2.11计算初步功率分布：功率分步如图2.12所示：根据潮流分布检验选线是否合理以及第二次选线结果：由公式计算得到导线截面第二次选线为：方案二：表2.16折算的基准电压的参数线段型号电阻()电抗()容纳(S)1-3LGJ-400293-2LGJ-2402-SLGJ-3534A-1LGJ-4008290A-SLGJQ-600方案八：表2.17折算的基准电压的参数线段型号电阻()电抗()容纳(S)1-3LGJ-70361-2LGJ-1852-SLGJ-120A-1LGJ-4008290A-SLGJQ-500（4）第二次选线后的潮流计算：各变电所运算负荷：方案二：变电所1母线上所联线路中的无功功率的一半变电所1运算负荷：变电所2母线上所联线路中的无功功率的一半变电所2运算负荷：变电所3母线上所联线路中的无功功率的一半变电所3运算负荷：变电所S母线上所联线路中的无功功率的一半变电所S运算负荷：表2.18各变电所运算负荷变电所运算负荷123S由图2.13计算初步功率分布：循环功率为（顺时针）功率分布如图2.14所示：方案八运算负荷的计算过程变电所1母线上所联线路中的无功功率的一半变电所１运算负荷：变电所2母线上所联线路中的无功功率的一半变电所2运算负荷：变电所3母线上所联线路中的无功功率的一半变电所3运算负荷：变电所S母线上所联线路中的无功功率的一半变电所S运算负荷：由图2.15计算初步功率分布：功率分布如图2.16： 根据潮流分布检验选线是否合理以及第三次选线结果：由公式计算得到导线截面第二次选线为：方案二线路截面积（）型号1-3LGJQ-5003-2LGJ-4002-SLGJ-95A-1LGJ-400A-SLGJQ-600折算的基准电压的各段参数如表2.20：线路型号电阻()电抗()容纳(S)1-3LGJQ-5003-2LGJ-4007542-SLGJ-95106A-1LGJ-4008290A-SLGJQ-600方案八线段截面积（）型号1-368LGJ-701-2225LGJ-2402-SLGJ-185A-1379LGJ-400A-SLGJQ-500线段型号电阻()电抗()容纳(S)1-3LGJ-70361-2LGJ-2402-SLGJ-185A-1LGJ-4008290A-SLGJQ-500（5）第三次选线后的潮流计算：方案二：变电所1母线上所联线路中的无功功率的一半变电所１运算负荷：变电所2母线上所联线路中的无功功率的一半变电所2运算负荷：变电所3母线上所联线路中的无功功率的一半变电所3运算负荷：变电所S母线上所联线路中的无功功率的一半变电所S运算负荷：由图2.17计算初步功率分布：循环功率：（顺时针）功率分布如图2.18所示：方案八表2.23各变电所运算负荷变电所运算负荷123S由图2.19计算初步功率分布：功率分布如图2.20所示：最后选线结果与第三次相同：方案二：线路型号L(km)价格（万元）A-1LGJ400100551-3LGJ50040522-3LGJ40065452-SLGJ954030A-SLGJQ60014070方案八：线路型号L(km)价格（万元）A-1LGJ400100551-3(110KV)LGJ7040171-2(110KV)LGJ24050452-SLGJ1854040A-SLGJQ500140622.3.9、规划方案的经济性比较查表得：方案二由潮流计算结果得出全网最大损耗功率；最大损耗为：计算整个电网全年电能损耗（Kwh／年）：折算至基准年（规划水平年）的总投资基准年的年运行费用（取投资的5％）电能损失费规划方案的年费用万元方案八由潮流计算结果得出全网最大损耗功率；△最大损耗为：△△+△+△+△+△计算整个电网全年电能损耗（Kwh／年）：折算至基准年（规划水平年）的总投资基准年的年运行费用（取投资的5％）电能损失费规划方案的年费用按年费用最小法进行规划方案的经济性比较，年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。方案八经济性好，选择方案八。2.4、调压计算最大负荷时的压降：最小负荷时的潮流分析：变电所运算负荷变电所1变电所2变电所3变电所S由图2.21计算初步功率分布：各线路功率分布如图2.22：计算各段的损耗：由图可见，选功率分点为计算功率损耗的起点。计算各线段的电压降落：变压器分接头选择：发电厂升压变压器最小负荷时变压器压降：最大负荷时变压器压降：最小负荷时：最大负荷时：取最大最小负荷时的平均值：选择分接头为：校验：最小负荷时：最大负荷时：低压母线偏移：（合要求）（合要求）变电所1最小负荷时变压器压降：：最大负荷时变压器压降：求最大最小负荷时各母线电压（归算到高压侧的值）最小负荷：高压侧：中压侧：低压侧：最大负荷：高压侧：=中压侧：低压侧：求变压器分接头：最大负荷：最小负荷：高压端分接头：选择分接头为：校验：最小负荷时：最大负荷时：低压母线偏移：（合要求）（合要求）中压分接头：最大负荷时：最小负荷时：选择分接头为：校验：最小负荷时：最大负荷时：低压母线偏移：（合要求）（合要求）变电所2最小负荷时变压器压降：最大负荷时变压器压降：求大小负荷时各母线电压（归算到高压侧的值）最小负荷时：最大负荷时：求变压器分接头：最小负荷时：最大负荷时：因此：选择分接头为：校验：最小负荷时：最大负荷时：低压母线偏移：（合要求）（合要求）变电所3（KW）最小负荷时变压器压降：最大负荷时变压器压降：求大小负荷时各母线电压（归算到高压侧的值）最小负荷时：最大负荷时：求变压器分接头：最小负荷时：最大负荷时：因此：选择主分接头：121校验：最小负荷时：最大负荷时：低压母线偏移：（合要求）（合要求）2.5、参考资料（1）陈珩编电力系统稳态分析水利电力出版社1995年11月第二版（2）于永源主编电力系统分析湖南师范大学出版社1992年7月（3）《电力系统设计手册》东北院编（4）《电力工程概算指标》水电部编（5）《电力系统安全稳定导则》（6）《电力系统稳态分析》中国电力出版社第三版第三章总结通过一个多星期的电网规划设计，虽然时间不长，但期间有许多事情让我难忘，我从中学到了很多宝贵的经验和知识。对电网规划设计的过程有了一个很大程度了解，为以后的工作打下了一个坚石的基础。在实际操作中我们应该学会如何和同学一起合作，以提高工作效率。合作之间其实并不是单纯的操作，相互呼应，还可以提高我们的实际解决问题的能力。通过这次电网规划设计，我深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神。从而，为自己以后学习和工作打下基研。只有自己亲手做了，才会明白其实很多事是很简单的，只要你敢做，就没有你做不到的事。谁都有第一次，谁都会认为第一次是最难的。通过这次课程设计，我对电力系统设计方案由最初选择合理方案到接线图设计的整个过程有了一个大致的了解，对设计的思路、基本方法、步骤有了深刻的认识。尽管在这次设计中，或许我们的选择方案不是实际中的最优方案，但我们按照老师指导设计程序进行，自己对电力系统从设计到运行有了大概的了解，也是学习〈〈电力系统稳态分析〉〉理论知识的一次实际应用，把我们的理论和实际联系了起来，在这次的设计过程中，我们组先根据派发的任务收集，调查有关的资料书籍，然后进入起草方