电网规划设计说明书

电网规划设计说明书——2010-2011学年度第二学期课程设计姓名学号：班级：指导老师：2前言电力工业是国民经济发展的基础工业。电网是电力工业发展的一个重要环节，一个良好的电网结构能便利地实现电的供需平衡，更好地使电源结构优化。良好的规划方案是良好的电网结构的基础，它应能保证系统在安全稳定的方式下运行，并且在此前提下获得最良好的经济效益和社会效益。良好的规划方案是电力工程前期工作的重要组成部分，它是关于本体工程的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是工程建设的关键环节。做好规划设计工作对工程建设的工期质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。电力系统规划、设计及运行的根本任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足、可靠和质量合格的电能。电网规划确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。电网规划主要有两个方面的任务：一是确定电网未来的规模及安装设备的规格，如变压等级、变压器规格等；二是确定电网中增加新设备的时间和地点。其基本原则是在确保讲电力安全、可靠的输送到负荷中心的前提下，使电网的建设和运行费用最小。电网规划的编制，首先分析现有网络供电状况，从改造和加强3现状网入手，研究负荷增长规律，解决网络结构中的薄弱环节，扩大网络供电能力，加强结构布局和设施标准化，提高安全可靠性，做到远近结合、新建和改造结合、技术经济合理。从总体上看，可以把规划内容分为现状网分析、负荷预测、网架规划、无功规划、稳定性分析和短路电流分析。电网规划考虑的因素主要有：满足负荷需求；经济性；可靠性；环境影响。电力系统课程设计是在学完电力系统课程后的一次综合性训练，复习巩固本课程及其他课程的有关内容、增强工程观念，培养电力网规划设计的能力。通过课程设计应达到下列要求：1)熟悉国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则等，树立供电必须安全可靠、经济的观点；2)掌握电力网初步设计的基本方法和主要内容；3）熟练电力网的基本计算；4）学习工程设计说明书的撰写。鉴于计算机使用已日益普及，本次课程设计主要以软件PowerworldSimulator潮流计算为主，辅以必要手算，详细计算过程及结果均详细阐述。2011年6月4目录前言第一章设计任务综述………………………………………5第一节地区电网原始情况简介……………………………第二节五年远景规划简介…………………………………第三节技术与经济电网规划方案要求……………………第二章电力系统接线方案论证…………………………第一节网络电压等级确定……………………………………第二节电力系统接线方式初选………………………………第三节方案论证与比较……………………………………一、导线选择……………………………………………………………………二、变压器选择与分接头调整………………………………………………三、最大最小负荷补偿电容与N-1开断试验………………………………四、发电厂变电所主接线选择………………………………………………五、两种接线方式经济性比较论证…………………………………………六、对确定方案评述…………………………………………………………第三章电力系统潮流与电压计算………………………第四章结论与建议………………………………………附录………………………………………………………附表………………………………………………………参考文献…………………………………………………5第一章设计任务综述第一节地区电网原始情况简介1．该地区原有一个发电厂：装机容量：25MW机组二台50MW机组二台升压变压器：31.5MVA二台变比：10.5/38.5±2*2.5%/121±2×2.5%63MVA二台变比：13.8/38.5±2*2.5%/121±2×2.5%2．该地区原有降压变电站7个地区电网各节点的负荷和设备情况见表1：编号最大负荷（MW）变压器容量（MVA）132503102041531.55122081625920401012201110163．该地区原有输电线路及其导线型号如图1实线所示，可供选择新建的线路通道如虚线所示，其线路距离已经标注上。图中线路长度x,y的算法：x’=349.ay’=332.a，a取学号最后两位，如果按你自己学号计算出x’,y’，x,y取x’，y’小数点后两位。,如果X,Y结果小于50，则再增加30，即x=x+30据公式要求，由于本人学号末两位为74，带入求解得x=42kmy=61km第二节五年远景规划简介1．新增负荷点2、6、7，见图1；2．五年后的负荷预测见表2；3．在变电站7处新建一个区域变电站，由系统通过220KV输电线路供电变压器容量：150MVA二台6变比：220/121/38.5KV第三节技术与经济电网规划方案要求1．提出网络接线方案。(1)至少提出两种在技术、经济上较合理的方案；(2)参考下面的经济技术指标要求，选出一种较好的方案；(3)确定新增线路的导线型号或导线截面积（应适当考虑发展）。(4)根据当前负荷容量和未来5-10年负荷预测增长趋势，确定各变电站的变压器数量和容量。2．方案的经济技术指标：(1)安全可靠性指标：城网的供电可靠性要满足“N-1”供电安全准则和满足用户用电的需要。方案要满足最大、最小负荷运行方式下，线路、变压器N-1开断后（网络中任意一个元件），各节点电压满足上下限0.95~1.08P.U的要求，线路变压器不过载。如果存在节点电压、元件过载等不满足要求的情况，必须提出相应措施加以消除。最大负荷运行时，发电厂出力按为90%计算；最小负荷运行时,发电厂出力按80%计算。(2)经济性指标：规划方案要经济合理，通过对网络损耗与线路投资进行综合分析，以0.6元/度电价，给出规划方案的总支出。按运行5年时间的总网络损耗费用计入支出，仅计算线路和并联补偿装置投资，不计算变压器投资。同时，线损率不超过6.3%。公式：线损率=(供电量-售电量)/供电量*100方案经济比较中，建设期的投资和运行期的年运行费用都应考虑时间因素。衡量经济效益的准则是：工程建设期内的逐年投资及工程经济使用期内的逐年年运行费用折算到某一年的总费用(或折算到使用期内每年等值的年计算费用)为最小。3．规划方案应该包括最终所定线路的型号，并适当考虑发展。4．规划方案应该包括各变电站的变压器数量、容量和型号。5．规划方案明确画出元件（线路、变压器）的参数图6．规划出合理的变电站3和7的站内（高/中压）主接线图，选择主接线需要考虑进出线数及负荷类型，对各种不同接线方案的特点进行对比分析；77．规划方案选择变压器的有载调压分接头，对分接头运行位置进行计算；8．计算规划方案网络中无功功率分布，设计无功调节和补偿措施表2五年后的负荷预测编号最大负荷（MW）最大无功（Mvar）Cosφ最小负荷（MW）最小无功（Mvar）Tmax（h）负荷等级140250.8540256300Ⅰ215110.801086500Ⅱ325150.8517116400Ⅱ425150.8517116300Ⅱ520130.831496200Ⅱ623170.8017136500Ⅰ715100.821076200Ⅱ835240.8225176000Ⅰ926160.8518116000Ⅱ1028190.8322156300Ⅰ1116120.801186000Ⅱ表3输电工程参数与综合造价导线规格造价（万元/km)电阻r(Ω/km)电抗x(Ω/km)电纳b（S/km）LGJ-120420.270.3652.92LGJ-150520.210.3582.97LGJ-185600.170.3773.03LGJ-240850.1310.3693.1LGJ-3001200.1050.4042.81LGJ-4001400.0780.3692.88并联电容15Mvar10万元/Mvar30Mvar40Mvar经计算，各种线路型号对应的极限视在功率分别为LGJ-120、LGJ-150,LGJ-185,LGJ-240,LGJ-300,LGJ-400依次为77.7MVA，88.2MVA，102.7MVA，124.8MVA，140,171MVA，8图1地区电网地理接线图第二章电力系统接线方案选择第一节网络电压等级确定据《电力系统稳态分析（第三版）》中采用架空线路时与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离，可以看出任务书中地理接线图规定的线路长度（如60KM）与输送的负荷与线路功率，可以参考的线路电压为110KV或者220KV,又根据1号节点发电厂中三绕组变压器变比10.5/38.5±2*2.5%/121±2×2.5%和13.8/38.5±2*2.5%/121±2×2.5%，高压侧连接线路，中压侧连接负荷，故可以确定线路电压为110KV,负荷为35KV，同时认为配电网的电压等级应为35KV。附表采用架空线路时与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离LGJ-240xkmLGJ-24031kmLGJ-18530km40km60km36kmLGJ-15041kmLGJ-18520km50km60kmLGJ-240ykm70km50kmLGJ-15031kmLGJ-18534km1235471196810图例：发电厂区域变电站变电站已有线路可选线路走廊70km28km38km65km48km60km30km52km12外部电源(无穷大)9第二节电力系统接线方案初选根据表2“五年后的负荷预测”看出，节点1,6,8,10为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷，技术上对前者要求保证不间断供电，因此使其至少与两条线路相连；后者虽允许短时停电，但如果只与一条导线相连，N-1开断后，检修或故障时，实际为长期停电，不满足供电安全性要求，所以即使这类负荷，在连线时，也应该保证每个节点至少与两条线连接，可选方案为环形或双回线。为此，尝试众多方案，经过计算机潮流求解，选择接线时电压基本稳定于规定范围的方案，选中其中两种较为合理。接线如下：接线方式一：接线方式二：10第三节方案论证与比较一、导线选择1.方式一1.1粗略潮流计算线路P（Mw)Q(Mvar)线路电压线路P（Mw)Q(Mvar)线路电压1—225.320.4110KV6—814.63.9110KV1—331.922.16—1137.613.310—136.339.311—748.913.612—10.433.012—745.22.73—44.61.68—1020.727.33—510.54.29—1238.423.110—912.46.511—125.612.75—29.68.47—429.617.61.2计算导线电流并根据最大负荷利用小时数Tmax和经济电流密度选择导线截面积及型号其中，公式为S=I/J(J为经济电流密度，与最大负荷利用小时数Tmax关系如下图表所示，11Tmax(h)J(A/mm2)图2-1软导线的经济电流密度1-10kV及以下LJ型导线2-10kV及以下LGJ型导线3-35~220kVLGJ型导线其中，Tmax的计算可以参考任务书的计算方法，即对于放射性网络，每条线路向一个负荷点供电，则线路的最大负荷利用小时数就是所供负荷点的最大利用小时数；对于链形网络，各段线路的最大利用小时数Tmax等于所供各负荷点最大利用小时数Tmax的加权平均值。对于环形网络，应查阅实例信息的线路流过有功功率，将最小的有功功率处断开，变成环形或链形网络，按上述方法计算。对于链形网络的“加权计算”，查阅相关资料，计算方法具体如下：特别的，以上为手算最佳方案，而对于计算机求解，应该利用其计算效率高、12速度快的特点，首先试探性的粗略计算选择导线截面积，将最终线损率作为终极目标，比较几种方案中，线损率最低的作为导线型号的最佳方案，故选择如下：线路I(A）Tmax(h)J(A/mm^mm)S(mm^mm)型号1—2170.585865000