电力系统课程设计 (2)

电力系统课程设计主要内容1．电力系统功率平衡；2．电力网结线方案的技术论证及经济比较；3．发电厂、变电所主接线选择；4．网络潮流计算和电压计算；5．编写设计说明书、绘图；6．答辩。时间：两周原始资料1．电源及负荷点的地理位置图；2．各发电厂装机情况：型号、单机容量、台数（A水；B火）；3．各负荷点及发电机直配负荷的最大值与最小值（或负荷曲线）、功率因数、额定电压、负荷的电压要求、供电可靠性要求等；4．其他条件及要求:规模：3个电源点（A水；B火及系统）、4个负荷点，构成地区性电力系统。目的要求综合训练，培养电网规划设计的能力。1．熟悉国家能源形势、策略及有关技术规程、规定导则，树立供电安全、可靠、经济的观点；2．掌握电网初步设计的基本方法；3．熟悉电网的基本计算；4．学会编写设计说明书。主要内容说明1．系统功率平衡计算（1）有功负荷用电负荷1max.1nyjjPkP1k－同时率；供电负荷211GyPPk2k－网损率；发电负荷31()1fGZPPPk3k－厂用电率；ZP－发电机支配负荷；装机容量1.2fPP总容量（2）无功负荷：220kv变电所cos0.95~1.035～110kv变电所cos0.9~1.0不满足时作无功补偿无功平衡分析：无功电源＝补偿后的系统无功负荷假设：各发电机额定运行；电压变换一次,无功损耗为视在功率的12％估算；架空线路无功损耗与充电功率暂作抵消。2．电网接线方案的技术论证及经济比较（1）电压等级确定：根据现状、输送功率、距离及发展；（2）接线方案初选：提多个(4~6个）初方案，按可靠灵活、经济原则选择2～3个详细比较；（3）接线方案确定、计算：①选导线截面；②计算投资及年运行费；③进行各方案的技术经济比较，确定方案。3．发电厂、变电所主结线选择（1）运算负荷，主变压器台数、容量、型号及主结线确定；（2）总投资。4．网络潮流与电压计算：（1）元件参数；（2）最大、最小负荷时的运算负荷及电源运算功率；（3）潮流，电压；（4）各变压器分接开关位置选择，并作电压验算。设计内容与进度安排1．系统有功、无功功率平衡；2．系统有功功率、电量平衡；3．电力网结线方案比较；4．各降压变压器主接线、型号、容量、台数选择；5．确定电力网电气结线图；6．导线截面选择；1天2天7．电力网潮流及调压计算；8．各变压器分接头选择或确定其他调压措施；9．计算结果总表；10．主要设备规格及数量表；11．设计说明书（含附录：计算书）；12．图纸（电力网电气结线图：2号图纸）。13．答辩3天1天2天设计步骤1．系统有功功率平衡（按枯大方式进行）1maxPkPPPP厂用网损电源备用＋＋1k－同时系数，取0.9；∑P厂用－厂用电，水电按1％GP水，火电按8％GP火；P网损－'max%5p；'maxp=（maxP－最大机载负荷）；P备用－15～20％maxP且大于最大一台的PN。得出送出或接受系统的有功功率。2．系统无功功率平衡（按枯大方式进行）2maxylQQkQQQQ厂用网损电源备用＋＋Q电源－按发电机cosN计算；ylQ－线路充电功率，110kv线路按3.2MVar/100km计；按110kv环网估计长度3.2100ylQl；2k－同时系数，取0.98；Q厂用－按厂用电比率及cos0.85N计；Q网损－按max25%Q计；max8QQ备用％。得出送出的无功功率，若无功电源不足，首先考虑补偿电容器，将各降压变cos在最大负荷时均提高在0.9以上（0.9～0.95）。3．系统有功电量平衡(按枯丰两时段计算求和)max()AiAiNBAPTNPTm电源i=1＝m－水文期（丰、枯），m=2；AiP－水电厂丰、枯发电功率（MW）；AiT－水电厂丰、枯运行时间（h）；N－火电机组台数；NBP－火电厂B机组容量50MW；maxT－火电厂B最大装机利用小时数，5200h。max.max()jjAPTP6网损负荷j=1＝＋厂用电量jP－各负荷点（6个，厂用另计2）最大负荷及厂用电量；max－由maxT加权及cos并查教材70P得max.max.maxmax.()jjjPTTP加权；max.max.cosjjPS加权＝。查表插值得max，可取3500h，相当于：max5000T，cos0.85；P网损－取max5%P；18GGAA水电厂火电厂厂用电量＝％＋％；得出送出或接受系统的年有功电量。4.电力网接线方案比较根据:电源与负荷相对位置负荷大小及对可靠性要求（负荷等级）比较：可行方案初步比较（选2个）详细比较（确定1个）（1）初步比较各方案线路长路径长变压断路器台数主要优缺点1234变压断路器数：只统计电厂出线及各变高压侧数量110kv：双回桥型接线3-4回单母线分段≥5回双母线分段8回以上双母分段带旁路（2）详细比较①选LGJ型导线a.不计线变功率损耗及充电功率，b.按枯大、丰小负荷计算线路输送功率P,Q,及I的大值，按VN计，经济电流密度=1.15A/MM2c.按允许电流校验严重故障时导线是否过载：双回线断开一回；环网断开功率最大的线路；两端供电时断开变损功率最大的线路；d.对水电厂A的出线应按丰小方式选择导线截面②计算线路阻抗（查表r1，x1）（35kv——△D=2.5M）110kv——水平D=4.5M(LGJ-300以上)，4M(240以下）对火电厂，出线按枯水期最大方式考虑，因此时火电厂输出最大。③计算丰小，枯大正常运行及最严重故障时的电压损耗（只计纵分量△V）最低电压，最大电压偏移。方法：以水电厂A为起点，按高压侧调压要求，不计线路S~及YLQ.丰小时：cosφ=0.95枯大时：cosφ=0.85电压偏移：正常运行小于10%，故障时小于15%。④计算综合投资K综合K线路=)1(niilikn-线路数；Ki-每公里综合投资；Li-线路公里长度。K断路器=NKb；N-断路器数；Kb-断路器综合投资；K综合=K线路+K断路器。⑤年运行费FF=线路K线路+变K断路器+ΔW线路－折旧维修率5%,变－12%,－电能损耗折价0.1元/kwh⑥年费用J：J=0K+F，0＝0.1－投资回收率⑦详细比较表项目方案1方案2方案接线线路长∑L路径长∑l变压断路器数N综合投资K电能损耗△Wz年运行费F年费用J正常运行最大电压偏移正常maxV故障时最大电压偏移故障maxV可靠性5.各降压变电站、主接线、变压器型式、容量、台数选择：根据负荷大小，等级6.确定电力网电气接线图做完方案详细比较，降压变电站主接线及变压器选择后，可确定电力网电气接线图，各段导线截面即为最佳方案的选定截面画出电力网电气接线图7.电力网潮流及调压计算（1）计算各降压变压器阻抗，将各变电站低压侧最大负荷cos补偿到0.9；（2）用VN计算最大、最小负荷时各降压变电站的运算负荷计入变压器TzS~及TyS~，线路yeQ~变空载损耗在电源侧)(~22TTNjXRVQPS；（3）按枯大、丰小两种运行方式，计算线路潮流及各点电压以水电站A为起点已知出力及cos（丰0.95，枯0.85）及水电站A变压侧高侧电压；（4）画出电力网枯大、丰小及枯大最严重故障时的潮流与电压分布图。8.变压器分接头选择9.计算结果总表项目线路投资高压段路器投资降压变投资补偿电容器投资总投资电能损耗△Wz年运行费年费用输电成本H=WWF其中：ZzTyT主要设备规格及数量表C参见附录设计成果1.设计说明书目录前言正文：按设计步骤分章节说明附录：计算书、说明书中计算结果详细过程。附：电气结线图、系统阻抗图三种方式潮流图2.电力网电气接线图（2#图）参考文献单电源单回路单电源双回路单电源加低压联络线四、无母线的主结线1．线路—变压器组接线2、有备用接线方式(a)(b)(c)(d)母线隔离开关接地刀闸线路隔离开关1）单母线接线出线1出线2出线3WQSlQFQSwQSo单母线接线图一类用户ⅡⅠL1L2L3L4QF1单母分段带旁路母线的单母线接线电源侧W1W2QS1QFQS2旁路母线工作母线2）双母线接线W2W1QFL1L2L3L4双母线分段接线L串联电抗器5）桥形接线(1)L1故障仅QF1跳闸，T1及其它回路继续运行(2)T1检修①断开QF、QF1，再拉开QS1，出线l1停电②关合QF和QF1，恢复L1供电。QS3QS1QS2QF2T2QFQF1T1l1l2内桥接线QS2QF2T2T1QS1QFl1QF1l2外桥接线(1)L1故障①QF和QF1同时自动跳闸，T1被切除②断开QS2，合QF1和QF，恢复T1运行。(2)T1检修仅停QF1和QS1。