电力系统分析课程设计(doc 44页)
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1. 设计任务和原始资料1.1 设计任务本次电力系统规划设计是按照 给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计： 1.1 确定供电电压等级；1.2 初步拟定假设干待选的电力网接线方案； 1.3 发电厂、变电所主变压器选择； 1.4 电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5 输电线路导线截面选择； 1.6 调压计算。
1.2 原始资料〔1〕发电厂、变电所相对地舆位置及距离〔2 〕发电厂技术参数表1-1发电厂A 装机台数、容量〔MW 〕4×75额定电压〔kV 〕额定功率因数e cos〔3〕 发电厂与负荷数据及有关要求表1-22. 电网初步方案的拟定与比较2.1 电力电量平衡计算电力平衡：① 最大负荷时发电厂最大负荷功率：MW P AL 20max = 电源最大出力：MW P G 28020300max =-=∑ 变电所最大负荷功率：MW P L 210706080max =++= 从电网S 吸收的功率：MW P P P G L S 70max max max -=-=∑∑ ② 最小负荷时发电厂最小负荷功率：MW P AL 10min = 电源最小出力：MW P G 29010300min =-=∑ 变电所最小负荷功率：MW P L 105353040min =++= 从电网S 吸收的功率：MW P P P G L S 185min min min -=-=∑∑ 电量平衡：系统发电量：1400000MW5000280max max =⨯=∑T P G系统用电量：MWT P L 1160000500070550060600080max max =⨯+⨯+⨯=∑往电网输送电量：MWT P T P P L G S 240000max max max max max =-=∑∑∑〔注：本次设计中对于无功功率一律采纳电容器“当场抵偿〞〕2.2. 供电电压等级确实定按照 图1中的变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离，由有关资料确定电压等级，采用架空线时与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离。
发电厂A 最大功率300MW, 1变电站最大负荷为80MW, 2变电站最大负荷为60MW, 3变电站最大负荷为70MW 。
结合设计的地舆分布,最长输电线路70km ，最短输电线路30km ，选择110KV 的输电等级。
依据如下表所示：表2-1额定电压〔KV 〕输送功率〔KW 〕输送距离〔KM 〕3 100～1000 1～3 6 100～1200 4～15 10 200～2000 6～20 35 2000～10000 20～50 60 3500～30000 30～100 110 10000～50000 50～150 220100000～500000100～3002.3. 初步接线方案及其拟定依据〔1〕按照 任务书上的发电厂和变电所的相对地舆位置，作出大致的5个供电可靠性高，节省线长的地舆接线图方案。
（2）假设全网的输电线路都是一个型号的电力线路，将整个电网均一化，操纵均一网的潮水分布计算公式，确定整个线路上的初步潮水分布。
（3）通过负荷矩〔即输电线路的电能指标〕和线长〔即输电线路的一次投资量指标〕进行筛选，选出两个备选方案进行精确潮水计算。
（4）为了便于选择和计算，设计地舆接线图时统一采用110KV 电压等级，LGJ-240型号导线进行初步潮水计算，以有功功率损耗及电压偏移为参考指标，选出两个方案进行精确潮水计算，从头计算导线截面积及阻抗标幺值，带入程序计算。
均一网初步功率分布的计算公式如下：∑∑===ni ini iiZ ZS S 1*1*即：∑∑===n i ini iiLL SS 112.3.1．方案初选：方案一 方案二方案三方案四方案五方案六2.3.2．备选方案参数一览表:表2-2备选方案线路长度〔KM〕线路损耗2mmPl〔MW2×KM〕技术比较方案一370 471250 线路较短，A的功率直接供给负荷，功率损耗最少，比较经济，且电压质量好，维修便利。
方案二390 659250 线路长度较长，损耗较小，电能质量好，供电可靠，维修便利，但是1-2线路的负荷过重方案三305 1141878 线路最短，但损耗最大，不宜采用方案四370 670750 供电可靠性比较好，线路较长，功耗较小，电能质量好，维修便利。
方案五420 973500 供电可靠，电能质量好，但线路最长，传输中功耗比较大，也不宜采用。
方案六350 654689 线路较短，电能质量好，供电可靠，维修便利。
2.4. 初步潮水计算成果初步方案的潮水计算初步方案并未确定导线截面积，因此先按均一网对其进行初步功率分布的计算。
均一网初步功率分布的计算公式如下：∑∑===ni ini ii Z ZS S 1*1* 即：∑∑===ni ini ii LLS S 11表2-3方案一：方案二：方案三：方案四：线路功率MW 1—2 1-3 1-4 3-52mmPl∑〔MW2×KM〕80 130 70 70 670750方案五：线路功率MW 1—2 1-3 1-4 4-52mmPl∑〔MW2×KM〕80 60 140 70 973500方案六：线路功率MW 1-2 1-3 1-4 1-5 3-22mmPl∑〔MW2×KM〕70 70 654689通过对以上方案的经济性和技术性的比较，方案一和方案六投资、功率损耗较其它的方案优，所以选择这两个方案作为初选方案。
2.5. 优选方案经济比较我们初选方案一和六，从头标号一和二，如下:方案一：初步潮水计算得到各线路上的功率传输如下表所示：tan /arctan(/)cos cos[arctan(/)]j Q P Q P Q P I S P S J φφφ======截面UP I 3=架空输电线路导线经济电流密度()2/mm A按照 方案我们拔取铝线，取经济电流密度为0.90，通过以上公式我们得出各线路的截面积：因为存在S>400，故应采用双回路接线。
按照 初步计算的截面积可选出架空线的型号：表2-7线路总阻抗Z 总=〔r+jx 〕*L从头计算电网的初步潮水分布，按非均一网计算：MW R U S P 735.1281.3*)110/80(*)/(21221212===∆ MW R U S P 727.0445.2*)110/60(*)/(21321313===∆MW R U S P 594.1936.3*)110/70(*)/(21421414===∆ MW R U S P 196.1953.2*)110/70(*)/(21521515===∆线路年总损耗：表2-9按照 附录线路的投资指标表格得出架空线路的总投资： Z=L 12*24+L 1-3*30+L 1-4*45+L 1-5*24=50*1.5*32+30*1.5*30+60*1.5*32+45*1.5*32 =8790万元72.1512212=++∆=Z Z W C ααα万元式中：()()()年电能损耗年计），即按经济使用年限折旧率（取取检修维护费率元损耗电能的电价/h .2504.005.0h ./35.021KW W KW -∆---ααα 方案二:初步潮水计算得到各线路上的功率传输如下表所示：表2-10线路 1-2 1-3 1-4 1-5 3-2 传输功率7070tan /arctan(/)cos cos[arctan(/)]jQ PQ P Q P I S J φφφ======截面U P I 3=架空输电线路导线经济电流密度()2/mm A线路的截面积：因为存在S>400，故应采用双回路接线。
按照 初步计算的截面积可选出架空线的型号：线路阻抗参数：从头计算电网的初步潮水分布，按非均一网计算：功率损耗：线路总损耗：按照 附录线路的投资指标表格得出架空线路的总投资： Z=60*32*1.5+32*45*1.5+32*30*1.5+25*60+50*45 =10230万元21.1718212=++∆=Z Z W C ααα万元式中()()()年电能损耗年计），即按经济使用年限折旧率（取取检修维护费率元损耗电能的电价/h .2504.005.0h ./35.021KW W KW -∆---ααα2.6. 二导线截面积的校验一. 按机械强度校验，对于跨运河，公路，通讯线路，居民区线路，导线界 面记不得小于235mm ，应此所选导线截面积满足机械强度的要求;二. 按电晕条件进行校验，对于110KV 电压等级的线路大于250mm ,就不会发生电晕现象，我们选的导线截面都大于250mm ，满足电晕条件;三. 按发烧条件进行校验，发烧条件主要依据容许载流量进行判断与前面计 算所得电流值进行比较满足发烧条件。
2.7. 较优方案一，二的经济比较比较两种方案:表2-13按照 上表：抵偿年限法的计算公式如下：1221C C Z Z N --=按电力工业投资回收系数0.1考虑，当N 小于10年时，采用投资大、年运行 费用低的方案，否那么应采用投资小的方案。
N=( Z 1- Z 2)/( 2C - 1C )<10 综合比较前方案一为最正确方案。
3. 变压器的拔取及电网的接线图3.1. 变压器的拔取和校验一．选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式时，应注意： 〔1〕发电厂主变压器至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑；〔2〕发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线；〔3〕选择发电厂主变压器容量时，应注意：发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电〔没有颠末主变压器〕，具体按如下方式考虑；〔4〕假设采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套；〔5〕假设采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：扣除机端最小负荷、厂用电后，包管将全部残剩功率送入系统；〔6〕假设采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时主变压器应能从系统倒送功率包管机端负荷的需要；〔7〕假设发电机端母线上接有多台主变压器，当此中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内包管输送全部残剩功率的70％以上。
二．变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：6.1==maxP S K3.1.1．变压器容量确实定 发电厂A ：6.4039.0/)85.0108.0300(9.0/)cos (=-=-=mm GN N P P S ϕ 变电站1：6.1506.185.0801=⨯=S 变电站2：7.1066.19.0602=⨯=S 变电站3：8.1316.185.0703=⨯=S 3.1.2．变压器型号的选择 发电厂A ：MVA S N 6.403= 型号SFP7-120000/110×4 变电站1：MVA S N 6.150= 型号SFP7-75000/110×2 变电站2：MVA S N 7.106= 型号SFP7-63000/110×2变电站3：MVA S N 8.131=型号SFP7-75000/110×2三．变压器的查验：发电厂A ：∑∑==-≥-ni Gini N Ni S P S S 1m in 1m ax )cos (7.0ϕ120*4-120 ∑=-ni 1410)85.080.075(7.0360 4)85.080.075(7.0410⨯-2.8〔93.75-2.94〕27.254360>∴满足变电站1：当一台主变压器停机时，是否满足Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电需求。
