(完整word版)长沙理工大学电网课程设计

电网规划课程设计目录前言................................................................................................................................................3第一章设计任务书和原始资料...................................................................................4第二章电网接线初步方案设计...................................................................................7第一节：电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定......................7第二节：电网接线方案的技术经济比较.........................................................15第三节：输电线型号的选择................................................................................22第四节：方案技术经济比较................................................................................31第三章调压计算.................................................................................................................38课程设计总结........................................................................................................................45电网规划课程设计2前言经济发展，电力先行。电力工业是国家的基础，在国民经济发展中占据十分重要的地位。电能是一种不能储存的、无形的二次能源，发电、变电、输送、分配和消费几乎是在一瞬间完成，必须保持有功和无功功率的平衡。同时为了满足消费需求，保证生产生活的稳定，所发电能要满足经济性好、可靠性高、电能质量高等要求。经验告诉我们，在现阶段，联合电力系统是保证供电可靠性、经济性和高质量的最好的办法，而这也是我国电力行业发展的趋势。通过联络线路将几个地方电力系统连接起来所形成的电力系统称为联合电力系统。联合电力系统可以合理利用能源、减少系统备用容量、装设高效率的大容量机组，提高电力系统运行的经济性；系统间相互支援可以提高系统的供电可靠性；系统容量越大抗干扰能力越强，可以减小系统受到干扰（负荷变化）时的频率波动和电压波动，提高电能质量。要建好大规模的安全可靠的联合电力系统，必须做好规划，加强电力规划和电网建设。电力规划是根据社会经济发展的需求，能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确定电压等级、输电方式和合理的网架结构等。电力规划的合理与否，事关国民经济的发展，直接影响到今后电力网络运行的稳定性、经济性、可靠性以及未来经济的发展。该课程设计要求按照给定的数据，依照国民经济应用的要求设计一个供电、变电、输电、分配和消费的电力系统。该电力系统包括一个发电厂、三个变电所、若干输电线路，同时考虑该系统为联合电力系统的一子系统，其联络线可视为无穷大系统。设计的要求是该电力系统应满足一定的供电可靠性、稳定性和经济性，电能质量高，同时运行方式灵活，适应多种负荷变化情况。投资费用亦应当设计至最小。电网规划课程设计3第一章设计任务书和原始资料一、设计任务本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电站（所）原始资料完成如下设计：1.确定供电电压等级2.初步拟定若干待选的电力网接线方案3.发电厂、变电所主变压器选择4.电力网接线方案的技术，经济比较5.输电线路导线截面选择6.调压计算二、原始资料1.发电厂，变电所相对地理位置及距离：2.发电厂技术参数装机台数、容量：2×50（MW）额定电压（KV）：10.5KV额定功率因数：cosφ=0.83.架空输电线路导线经济电流密度见下表1-1：表1-1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1.651.150.90铜3.002.251.75电网规划课程设计44.负荷数据及有关要求如下表1-2：表1-2发电厂及变电站负荷数据与有关要求厂站项目A123最大负荷（MW）30606050最小负荷（MW）15354030功率因数cosφ0.850.90.90.9Tmax(h)5000500055005000低压母线电压（KV）10101010调压要求最大负荷（%）52~52~55最小负荷（%）02~52~50各类负荷（%）I类3030300II类303025505.电网电压等级的确定对所拟定的初步接线方案按均一网计算其初步功率，确定各输电线路的输送容量和输送距离，再依据输送容量和输电距离以及电源的电压等级来选择输电线路的电压等级。各种电压等级适合的输电容量和输电距离如下表1-3：表1-3各种电压等级适合的输电容量和输电距离额定电压（KV）输送功率（KW）输送距离（KM）352000～1000020～50603500～3000030～10011010000～5000050～150220100000～500000100～3006.电能损失费计算方法（1）由潮流计算结果得出全网最大损耗功率maxP；（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数maxT、负荷功率因数cos，根据下表查出年最大负荷损耗时间max；电网规划课程设计5（3）计算整个电网全年电能损耗maxmaxPW（Kwh／年）；（4）按电力系统综合成本电价（取0.35元／Kwh）计算电能损失费。最大负荷损耗小时max与最大负荷利用小时)(hTmax、功率因数cos之间的关系见下表1-4：表1-4最大负荷损耗时间与最大负荷利用时间、功率因数之间的关系cos()maxhT0.800.850.900.951.002000150012001000800700250017001500125011009503000200018001600140012503500235021502000180016004000275026002400220020004500315030002900270025005000360035003400320030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048507000595059005800570056007500665066006550650064008000740073507250电网规划课程设计6第二章电网接线方案初步设计第一节电网接线初步方案的选择与供电电压等级的确定一、初步拟定接线方案的依据电网接线初步方案主要根据负荷对供电可靠性的要求拟定。初步方案拟定时，在考虑对第一类负荷要求任何情况下都不能断电，第二类负荷尽可能的保证供电，必要时可以停电，对于第三类负荷，可以停电的先提条件下列出所有满足供电可靠性要求的初步方案。二、拟定的方案电网规划课程设计7电网规划课程设计8初步筛选：由于第七种到第二十种方案可靠性和经济性不高，故选用方案一到方案六进行初步潮流计算。三、发电厂及负荷功率的初步计算初步比较即为线路的长度以及线路上的损耗的比较，计算公式为△PM=∑lmS2。初步潮流计算按均一网计算，采用无功就地补偿，即初次计算不考虑无功的分布。以第三种方案的计算过程为例：已知量为：发电厂装机容量：SN=2×50（MW）=100MW发电厂用电负荷（厂用电取8%为8MW）：Pmax=30MWPmin=15MW变电所①负荷：Pmax=60MW，Pmin=35MW电网规划课程设计9变电所②负荷：Pmax=60MW，Pmin=40MW变电所③负荷：Pmax=50MW，Pmin=30MW总负荷：PLmax=8+15+60+60+50=193MW(发电厂用电负荷最大)PLmin=8+30+35+40+30=143MW(发电厂用电负荷最小)因为负荷最大时为PLmax=193MW而发电厂出功率只有PG=100MW，故电网还须从系统S中吸收93MW的功率。第一步，环网的化简：把负荷3移植到S和1中。移植到S中的负荷大小为：MWPlllPSS2350354035max3331313移植到1中的负荷大小为：MWPlllPSS2750354040max3331313负荷3移植后，S—1线路等效长度为（35+40）//（50）=30km第二步，潮流计算：方案三从A站解开的功率分布图(13)86.67(304248)(84.67)90604835.3840304248APMW'260(423040)(84.67)(3040)86.674026.6240304248APMW(3)(13)86.6735.3851.29SPMW(3)284.6751.2933.38SPMW第三步，还原S—1线路上的负荷：电网规划课程设计103311(3)(13)3131403551.2930.77354050sSSssllPPMWlll'13(3)(13)3313143.85sSSssslPPPMWlll'113(3)(13)3131316.15sSsslPPPMWlll22222225222211113313132.5610mmSSAAAASSSSPPlPlPlPlPlPlPlMW故，其功率分布如下图所示：方案三初步功率分布电网规划课程设计11四、初步方案的比较选择六种方案初次潮流计算后的功率分布结果和比较如下表所示：表2-1初步潮流计算后的功率分布结果和比较方案接线图及功率分布线总长（KM）损耗（MW）优缺点方案一2053.49×105优点：线路很短，接线方式简单。缺点：损耗大，可靠性不高方案二2602.99×105优点：可靠性高，线路较短缺点：接线有点复杂，损耗大方案三2552.56×105优点：线路较短，损耗很小，可靠性高缺点：网络有点复杂方案四3072.4×105优点：网络结构简单，可靠性高，损耗较小缺点：线路长，接线方式较简单，灵活性与联网性较低电网规划课程设计12方案五2602.11×105优点：线路不长，损耗非常小可靠性较好缺点：变电所3接线方式较单一，灵活性一般方案六2664.4×105优点：损耗小，可靠性非常高缺点：线路太长，损耗较大方案小结：经过上表对几种接线方案的初步可靠性与比较，初步选定方案三和方案五，分别将其命名为方案I和方案II。由于各方案的初步潮流计算功率分布值都在50MW左右，故电压等级选定为110KV。电网规划课程设计13第二节电网接线方案的技术经济比较由于方案一与方案二负荷及发电厂各项指标均相同，各线路电压等级均为110KW，故两种方案所选择变压器的原理方法相同，故一下接线方式及变压器的选择结果两最优方案共同适合。一、发电厂，变电站主接线方式的选择1.发电厂A接线方式的选择从系统负荷情况看，细听中1,2变电所均包含一，二类负荷，3变电所包含50%的二类负荷，因此保证供电的可靠性是首要问题。故发电厂主接线采用高压侧双母线，两台50MW发电机与两台变压器采用单元接线方式。如下图所示：2.变电所接线方式的选择由于变电所1和2均包含30%一类负荷和3