110KV高压配电网的设计

工程学院电力系统分析课程设计报告书题目:专业：电气工程及其自动化班级：K0312416学号：学生姓名：指导教师：2015年4月5日

信息工程学院课程设计任务书学生姓名林博学号K081241138成绩设计题目高压配电网设计设计内容1）根据地负荷资料、待设计变电所地理位置和已有电厂的供电情况，作出功率平衡。（2）通过技术经济综合比较，确定配电网供电电压、电网接线方式及导线截面。（3）进行电网功率分布及电压计算，评定调压要求，选定调压方案。（4）评定电网接线方案。设计要求①功率初步平衡，厂用电率为7%,线损率为6%；②各负荷最大同时系数取1.0;③本高压配电网多余功率送回系统，功率缺额由系统供给；④除特别说明之外，高压侧均按屋外布置考虑配电装置；⑤待设计各变电所低压出线回路数。电压为10kV时，每回出线按1500〜2000KW考虑；⑥已有发电厂和变电所均留有间隔，以备发展；⑦区域气温最高为40°C，年平均温度为25C，最热月均最高气温32Co时间安排第四周到第五周参考资料陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社,1985:132-133.李光琦.电力系统暂态分析[M].北京:中国电力出版社，1985:39-42.范明天.配电网络规划与设计[M].北京:中国电力出版社,2000:50-53.目录目录摘要TOC\o"1-5"\h\zABSTRACT-2-第一部分设计任务书-3-高压配电网的设计内容-3-设计文件及图纸要求-3-原始资料-3-第二部分设计说明书-5-高压配电网的电压等级和接线方式-5-技术指标比较-5-经济指标比较-6-第三部分计算书-8-有功功率平衡-8-高压配电网电压等级的选择-8-变电所主变容量的选择-8-选择导线截面-9-导线截面的计算-9-导线截面校验-11-正常和故障情况下的电压损耗-13-通过技术经济比较确定最佳方案-15-3.7选定方案的潮流计算-.15.-3.8调压计算-20-3.9联络线上的潮流计算3.9联络线上的潮流计算-20-致谢错误!未定义书签。参考文献-22#-到温度修正系数取0.916。GA：双回路断开一回，流过另一回的最大电流为2X139.93=279.86A，小于0.916X515A。LGJ-185导线满足要求。AB:双回线断开一回，流过另一回的最大电流为2X57.44=114.88A,小于0.916X380A。LGJ-120导线满足要求。GC：GD断开，由C变电所通过路线CD给D变电所供电，流过GC的最大电流为186.62+128.30=314.92A，小于0.916X515A。LGJ-185导线满足要求。GD：GC断开，由D变电所通过路线CD给C变电所供电，流过GD的最大电流为186.62+128.30=314.92A，小于0.916X380A。LGJ-120导线满足要求。3.5正常和故障情况下的电压损耗3.5正常和故障情况下的电压损耗Umax线路参数如下：LGJ-120/25：r1=0.263Q/km,x1=0.421Q/km,QCL=3.572Mvar/100km。LGJ-185/30：r1=0.170Q/km,x1=0.410Q/km,QCL=3.675Mvar/100kmoLGJ-300/40：r1=0.105Q/km,x1=0.395Q/km,QC,L=3.820Mvar/100km。分别计算变电所A、B、C、D的运算负荷，再计算发电厂的运算功率。应用潮流计算程序可以得到的结果见表3-5、表3-6。表3-5方案1在正常情况下的节点电压运行情况节点电压(KV)最大电压损耗(%)ABCDGSS-BS-B最大负荷111.65110.52111.73112.00113.98115.504.5-最小负荷108.60107.81108.34108.96109.93110.00-2.0

表3-6方案1在故障情况下的节点电压运行方式节点电压(KV)最大电压损耗(%)ABCDGSS-BS-C断开GA-回路109.08107.91111.62111.89113.88115.504.5-断开GC,连接CD111.54110.40106.49109.45113.87115.50-8.2应用潮流计算程序得到的结果见表3-7和表3-8。表3-7方案2在正常情况下的节点电压运行情况节点电压(KV)最大电压损耗(%)ABCDGSS-BS-B最大负荷111.31110.32111.72112.00114.00115.504.7-最小负荷108.63107.36108.34108.94109.93110.00-2.4表3-8方案2在故障情况下的节点电压运行方式节点电压(KV)最大电压损耗(%)ABCDGSS-BS-C断开GA-回路98.69103.27112.42112.70114.66115.5014.5-断开GC,连接CD110.86109.87106.13109.10113.43115.50-8.2

3.6通过技术经济比较确定最佳方案方案1：GA:△P=0.65MW,tmax=4500hAB:△P=0.14MW,tmax=6250hGC:△P=0.28MW,tmax=6250hGD:△P=0.27MW,tmax=3682h(2)计算年费用和抵偿年限。其中1)(2)计算年费用和抵偿年限。其中1)线路的电能损耗：A=650X4500KW・h=292.5X104(KW・h)A=140X6250KW・h=87.5X104(KW・h)△A=280X6250KW・h=175X104(KW・h)△A=270X6250KW・h=99.41X104(KW・h)△A1=292.5+87.5+175+99.41=654.41X104(KW・h)方案2：GA:△P=0.54MW,tmax=3682h；^A=540X3682KW・h=198.83X104(KW・h)GB:△P=0.46MW,tmax=6250h；^A=460X6250KW・h=287.5X104(KW・h)GC,GD：与方案1相同。△A2=198+287.5+175+99.41=760.74X104(KW・h)方案2与方案1的线损之差为760.74-654.41=106.33X104(KW・h)2)线路投资：方案1：变电所A、B的接线：LGJ-185双回路23km；LGJ-120双回路25km。X23X1.8+14.75X25X1.8=1399.84(万元)变电所C、D的接线：LGJ-185线路25km；LGJ-120线路45km。X25+14.75X45=1152.5(万元)线路投资=1399.84+1152.5=2552.34(万元)方案2：变电所A、B的接线：LGJ-185线路23km；LGJ-150双回路75km。X23X1.8+14.75X25X1.8=1399.84(万元)变电所C、D的接线：LGJ-185线路25km；LGJ-120线路45km。X25+14.75X45=1152.5(万元)线路投资=1399.84+1152.5=2552.34(万元)方案2与方案1的线路投资之差为2693.94-2552.34=141.60（万元）3）变电所投资：方案1：变电所A高压侧采用单母线分段，变电所B高压侧采用内桥接线。变电所A、B、C、D投资之和为（1686+58.1X4）+1216+1404+1216=5754.4（万元）。其中变电所A比典型接线多出4个间隔的费用为58.1X4=232.4（万元）。110KV新建变电所（2X16MVA）的单元造价取380元/KVA,则其造价为380X2X16X103=1216X104元=1216（万元）。方案2：变电所A、B、C、D均采用内桥接线。变电所A、B、C、D投资之和为1686+1216+1404+1216=5522（万元）。4）工程总投资：方案1的工程总投资为Z1=2552.34+5754.4=8306.74（万元）方案2的工程总投资为Z2=2693.94+5522=8215.94（万元）方案1和方案2的工程投资之差为Z1-Z28306.74-8215.94=90.8（万元）5）年运行费：维修电力网正常运行每年所指出的费用，成为电力网的年运行费。年运行费包括电能损耗费，折旧费，小修费，维修管理费。电力网的年运行费可以计算为PzzPx乙pwzu=aAA+100+100+100PzPxPw=aA+（100+100+100）Z（8-1）式中a——计算电价，元/KW・h；AA——每年电能损耗，KW・h；Z――电力网工程投资，元；PZ――折旧费百分数；PX——小修费百分数；PW——维护管理费百分数；电力网的折旧、小修和维护管理费占总投资的百分数由主管部门制定，表3-9可以作为参考。表3-9电力网的折旧、小修和维护管理费占总投资的百分数设备名称折旧费(%)小修费(%)维护管理费(%)总计(%)木杆架空线81413铁杆架空线4.50.527钢筋混凝土架空线4.50.527电缆线路3.50.52615MVA以下的变电所6171415〜40MVA的变电所6161340〜80MVA的变电所6151280〜150MVA的变电所614.511.5本设计采用钢筋混凝土架空线，变电所容量在15〜40MVA之间。方案2与方案2的年运行费之差为u-u=0.35X(486.33-380)+141.60X7%-232.4X13%=16.92(万元)21计算年费用或抵偿年限。又分：方法一：年费用最小法。年费用的计算公式为]AC=Z(1+r)n6+r\一Lur000式中AC年费用，平均分布在m+1到m+n期间的n年内；Z——工程总投资；r0――年利率，取r0=6.6%;u年运行费。方案1：AC1=8306.74X0.066(1+0.066)15[(1+0.066)15-1]+0.35X654.41+2552.34X7%+5754.4X13%=889.15+229.04+178.66+748.07=2044.92(万元)方案2：AC2=8215.94X0.066(1+0.066)15[(1+0.066)15-1]+0.35X760.74+2693.94X7%+5522X13%=879.43+266.26+188.58+717.86=2052.13(万元)方案1的年费用比方案2小，选取方案1。因为两个方案的年费用相差不大，所以再用抵偿年限法进行判断。方法二：抵偿年限法。在电力网设计方案选择时，如果两个方案的其中一个工程投资大而年运行费用小；另一个方案工程投资小而年运行费用大时，那么用抵偿年限法来判断。抵偿年限法的含义是：若方案1的工程投资大于方案2，而方案1的年运行费小于方案2，则由于方案1的年运行费的减少，在多少年内能够抵偿所增加的投资，用公式表示T二(Z-Z)(u-u)12'12式中Z、Z——方案1、方案2的工程投资；12u、u——方案1、方案2的年运行费；12一般标准抵偿年限为6〜8年。负荷密度大的地区取较小值；负荷密度小的地区取较大值。按照抵偿年限法进行设计方案比较时，当T小于标准抵偿年限时，选取投资大年费用小的方案；当T大于抵偿年限时，选择投资小运行费用大的方案。本设计方案的抵偿年限为T二(Z-Z)(u-u)=90.8/16.92=5.37(年)1212因此，选取投资大，年运行费小的方案1。3.7选定方案的潮流计算各种选定方案的潮流计算结果见表3-10〜表3-14。表3-10各节点分别采用的计算负荷(SB=100MVA)运行状况变电所A变电所B变电所C变电所D发电厂GP1Q1P2Q2P3Q3P4Q4P5Q5最大负荷0.300.20110.180.11310.320.14150.220.1262-0.5914-0.4436最小负荷0.150.09390.1260.07580.160.09480.110.0582-0.5457-0.3383表3-11在最大负荷运行方式下节点电压(KV)平衡节点S发电厂节点G变电所A变电所B变电所C变电所D115.5113.98111.65110.52111.73112

表3-12在最大负荷运行方式下线路功率(MVA)节占八、、123456120.14+j11.54-56.14-j31.652-20-jll.313-25-j14.154-22-j12.62556.79+j33.3225.28+j14.8322.27+j13.05-45.2-j16.74645.49+j17.80表3-13在最小负荷运行方式下节点电压(KV)平衡节点S发电厂节点G变电所A变电所B变电所c变电所D110109.93108.60107.81108.34108.96表3-14在最小负荷运行方式下线路功率(MVA)节点123456114.07+j7.69-32.07-j17.082-14-j7.583-17.5-j9.484-11-j5.82532.29+j17.6117.64+j9.8311.07+j5.93-6.43+j0.6466.44-j0.44

3.8调压计算根据调压要求选定的分接头和变电所低压侧的电压见表3-15。表3-15根据调压要求选定的分接头和变电所低压侧的电压运行状况变电所A（顺调压）变电所B（逆调压）变电所C（顺调压）变电所D（逆调压）分接头电压(KV)分接头电压(KV)分接头电压(KV)分接头电压(KV)最大负荷-4X10.30-4X10.4-4X1.25%10.2-4X10.21.25%1.25%361.25%4最小负荷-4X10.62-4X10.0-4X1.25%10.6-4X10.61.25%1.25%231.25%13.9联络线上的潮流计算应用第七章潮流计算程序计算在最大负荷的多种运行方式下的潮流分布，结果见表3-16。表3-16通过联络线的潮流和变电所节点电压运行方式联络线节点电压（KV）电流（A）功率因数ABCD联络线断开一回260.430.9237110108.86110.01110.365万KV；机组检修；双回联络线两台2.5万KV机组按最大出力，额定功率因数发电299.13（单回线）0.85108.78107.61108.85109.13两台2.5万KV机组按最大出力，功率因数为0.77发电293.38（单回线）0.87109.00107.83109.10109.35这次设计在老师的悉心指导下圆满完成了，老师不但在过程中为我提出了宝贵的意见，还带领小组参观了学校的配电房，在大学期间的我们很荣幸的能有这样一次机会接触到实际的电力系统。在听师傅讲解学校的供电设备和输电系统是如何工作的过程时，我们虽是新手上路，但也在认真的讨论过程中，慢慢理解并思考系统与我