地方电网规划课程设计

1地方电网规划设计（一）目的要求：通过设计掌握电网规划设计的一般原则和常用方法，综合运用所学专业知识，特别是有关电力网、发电厂和变电站方面的理论、概念和计算方法，加深对电网特性的了解,进而了解有关技术政策、经济指标、设计规程和规定，树立统筹兼顾、综合平衡、整体优化的观点，培养从技术、经济诸多方面分析和解决实际工程问题的能力。（二）设计内容：本规划设计包括有一个电厂，四个变电站的地方电网。他们的地理位置如下图：发电厂G装机（MV）：412MV85.0cos10.5KV电网负荷（MVA）最大负荷最小负荷Tmax调压要求低压侧电压变电所17+j66+j44000顺调压10KV变电所27+j4.56.5+j43000顺调压10KV变电所37.5+j45+j33500逆调压10KV变电所48.5+j57+j44800顺调压10KV机端负荷5+j34+j23800逆调压10KV具体设计过程如下：距离关系：KmSG162KmSG203KmSG6.334KmSG4.381KmS4.2221KmS1232KmS1643KmS3241KmS2.2731KmS2.27422第一节电力网规划设计方案拟订及初步比较1、电力网电压的确定和电网接线的初步选择由于电网电压的高低与电网接线的合理与否有着相互的影响，因此，在这里设计的时候是将两者的选择同时予以考虑。1.1电网电压等级的选择电网电压等级符合国家标准电压等级，根据网内线路输送容量的大小和输电距离，在此确定电网的电压等级为110KV1.2电网接线方式这里所拟订的电网接线方式为全为有备用接线方式，这是从电网供电的可靠性、灵活性与安全性来考虑的。当网络内任何一段线路因发生故障或检修而断开时，不会对用户中断供电。这里结合所选的电网电压等级，初步拟订了五种电网接线方式，方案（1）、方案（2）为双回线路，方案（3）为环网，方案（4），方案（5）中既有环网又有双回线路。它们均满足负荷的供电的可靠性。五种方案的电网接线方式如图1-1所示：3图1-1电网的接线方式2.方案初步比较的指标2.1路径长度（公里）它反映架设线路的地理长度，考虑到架线地区地形起伏等因素，单回线路长度应在架设线路的厂、站间直线距离的基础上增加（5-10）%的弯曲度。这里对各种方案的架空线路的长度统一增加8%的弯曲度。方案（1）：Km36.9908.1)6.33204.2216(1L方案（2）：Km35.8008.1)16204.2216(2L方案（3）：Km91.11408.1)3216204.2216(3L方案（4）：Km92.13308.1)6.3332204.2216(4L方案（5）：Km74.12808.1)2.276.33204.2216(5L。2.2线路长度（公里）它反映架设线路的直接费用，双回路线路的长度应为地理长度的2倍。方案（1）：Km72.19808.12)6.33204.2216('1L方案（2）：Km7.16008.12)16204.2216('2L方案（3）：Km91.11408.1)3216204.2216('3L方案（4）：Km52.15508.1)6.33322204.2216('4L方案（5）：Km02.16508.1)2.2726.33204.2216('5L2.3.负荷矩（兆瓦*公里）全网负荷矩等于各线段负荷矩之和，即iilP。它可部分反映网络的电压损耗和功率损耗。在方案（3）、方案（4）、方案（5）中有环型网络，这里先按线段长度和负荷功率求出各线段上的功率分布（初分布），再计算其负荷矩。4方案（1）的电网接线及功率初分布图如下所示：2GS=14+j10.5MVA3GS=7.5+j4MVA12S=7+j6MVA4GS=8.5+j5MVAiilP=22GGlP+1212lP+33GGlP+44GGlP=14*16+7*22.4+7.5*20+8.5*33.6=816.4(MW.km)方案（2）的电网接线及功率初分布图如下所示：2GS=14+j10.5MVA3GS=16+j9MVA12S=7+j6MVA43S=8.5+j5MVAiilP=22GGlP+1212lP+33GGlP+4343lP=14*16+7*22.4+16*20+8.5*16=836.8(MW.km)方案（3）的电网接线及功率初分布图如下所示：将环网拆开：5（阻抗的大小与线路长度成正比，假设所有导线型号均相同）4.10620)45.7(36)55.8(68)67(4.90)5.47(*1*2jjjjSZSZGkiii=14.71+j10.10(MVA)4.1064.86)45.7(4.70)55.8(4.38)67(16)5.47(*1'*3jjjjSZSZGkiii=15.29+j9.40(MVA)12S=7+j5.6(MVA)43S=7.79+j5.4(MVA)41S=0.71-j0.4(MVA)4为有功功率分点，2为无功功率分点。iilP=22GGlP+1212lP+33GGlP+4343lP+1414lP=14..71*16+7*22.4+15.29*20+7.79*16+0.71*32=861.22(MW.km)方案（4）的电网接线及功率初分布图如下所示：1046.33)55.8(6.65)67(88)5.47(2jjjSG=13.08+j9.21MVA1044.70)55.8(4.38)67(16)5.47(4jjjSG=9.42+j6.29MVA12S=6.08+j4.71MVA14S=0.92+j1.29MVA3GS=7.5+j4MVA1为功率分点iilP=13.08*16+6.08*22.4+7.5*20+9.42*33..6+0.92*32=841.42(MW.km)方案（5）的电网接线及功率初分布图如下所示：66.696.33)55.8(6.49)47(3jjSG=9.45+j5.26MVA6.6936)55.8(20)45.7(4jjSG=6.55+j3.74（MVA）2GS=14+j10.5MVA12S=7+j6MVA43S=1.95+j1.26MVA4为功率分点iilP=14*16+7*22.4+9.45*20+6.55*33..6+1.95*16=821.08(MW.km)所以：方案（1）的负荷矩iilP=816.4(MW.km)方案（2）的负荷矩iilP=836.8(MW.km)方案（3）的负荷矩iilP=861.22(MW.km)方案（4）的负荷矩iilP=841.42(MW.km)方案（5）的负荷矩iilP=821.08(MW.km)2.4高压开关（台数）由于高压开关价格昂贵，在网络投资中占较大比例，所以需应统计在拟订的各设计方案中的高压开关台数，以进行比较。这里暂以网络接线来统计高压开关台数，暂不考虑发电厂与变电站所需的高压开关。考虑到一条单回线路的高压断路器需在两端各设置一个，故一条单回线路的高压断路器需2个。各种接线方案所需的高压开关台数（高压断路器）统计如下：方案（1）所需的高压开关台数为16个；方案（2）所需的高压开关台数为16个；方案（3）所需的高压开关台数为10个；方案（4）所需的高压开关台数为12个；方案（5）所需的高压开关台数为14个；3.方案初步比较及选择这里将各初选方案的四个指标如表1-1所示：表1-1方案初步比较的指标7方案线路长度（公里）路径长度（公里）负荷矩（兆瓦*公里）高压开关（台数）（1）198.7299.36816.416（2）160.780.35836.816（3）114.91114.91861.2210（4）155.52133.92841.4214（5）158.11116.64821.0812根据表1-2所列四个指标，注意到方案（3）、方案（4）与方案（5）的各项指标较小；但考虑到方案（3）为单一环网，当环网中的某线路发生故障而断开时，电压降落太大很可能不满足电压质量要求，而且线路可能负荷较重，所以为慎重起见，不予采纳。方案（4）与方案（5）的各项指标均较小，因此这里仅对方案（2）与方案（5），再做进一步的详细比较。第二节电力网规划设计方案的技术经济比较.1.架空线路导线截面选择对35KV及以上电压级的架空线路，其导线截面的选择是从保证安全、电能质量和经济性等来考虑。一般是按经济电流密度选择，用电压损失、电晕、机械强度及发热等技术条件加以校验。在本次设计中，为了简化计算，所选线路统一采用LGJ-120导线，所以导线截面的选取及校验这一步骤可以省去。2.电压损耗计算2.1线路参数计算LGJ-120型号经查表得：kmr/22.01，kmx/42.01阻抗参数计算公式：lrRl1，lxXl1（其中l为线路长度，单位：公里）1）方案（4）中各线路的阻抗参数计算如下：)(72.652.316*)42.022.0(222jjjXRZGGG)(4.15025.252jZG)(408.9928.421jZ)(112.14392.74jZG)(44.1304.741jZ)(2.42.22/)4.84.4(3jjZG2）方案（5）中各线路的阻抗参数计算如下：)(36.376.12/)72.652.3(2jjZG)(704.4464.22/)408.9928.4(21jjZ8)(4.84.43jZG)(112.14392.74jZG)(72.652.343jZ2.2线路功率计算由于所有方案中所选线路的型号都相同，为LGJ-120，所以该整个电网是一个均一网络，环网的功率分布仅与线路长度成正比，因此其功率的分布与前面所算相同，这里不再重算。1）方案（4）：21.908.132jSG(MVA)29.642.94jSG(MVA)71.408.612jS(MVA)29.192.014jS(MVA)45.73jSG(MVA)2）方案（5）5.10142jSG(MVA)26.545.93jSG(MVA)6712jS(MVA)74.355.64jSG(MVA)26.195.143jS(MVA)2.3电压损耗计算为保证用户的电能质量，正常情况下，网络中电源到任一负荷点的最大电压损耗，不超过额定电压的5%，故障时（指断一条线路）应不超过10%。1）方案（4）电压损耗：由于方案（4）包括环网，在负荷变电站1处有功率分点，所以这里校验变电站母线1处的电压。还校验负荷变电站3处母线电压。a）正常情况下：NGGGGGVXQRPV)(222229=110)72.6*21.952.3*08.13(=0.98KV%89.0%2GV)(02.10998.01102kvV)(68.002.109408.9*71.4928.4*08.612kvV%62.0%12V)(4.10868.008.1091kvV从电源点到负荷点1的总电压损耗为%51.1%V)(3.01102.4*42.2*5.73kvVG%28.0%3GVb）故障情况下：若线路G-2因故障而被切除，则KVVG5.3110)112.14*5.15392.7*5.22(4KVV5.1065.31104%18.3%4GVKVV25.25.106)44.13*5.1004.7*14(14KVV25.10425.25.10