电力系统课程设计--区域电力网规划设计(共38页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计(论文)说明书课程设计(论文)任务书 兹发给 级专升本 班学生 课程设计(论文)任务书,内容如下: 1程设计题目: 区域电力网规划设计 2应完成的项目: A. 校验系统有功、无功平衡和各种运行方式; B. 通过方案比较,确定系统接线方案 C. 确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数; D. 进行系统的潮流计算; E. 进行系统的调压计算,选择变压器的分接头; F. 统计系统设计的主要指标。 3参考资料及说明A电力系统规划手册摘录甘肃省水利电力局 西北电力设计院B电力系统分析(第三版)(上册)华中科技大学出版社 C电力系统分析(第三版)(下册)华
2、中科技大学出版 D发电厂电气部分 高等学校教材 4本课程设计(论文)任务书于 20105月份授课时提交课程设计指导老师。 - 系 主 任 批准 年 月 日教员组主任 审核 年 月 日指导 老师 签发 年 月 日 课程设计论文评语: 课程设计负责人签字 年 月 日前 言本课程设计的任务是根据给出的数据及要求,按国民经济应用的要求设计一个供电、变电网络。该网络包括一个发电厂、四个变电站及输电线路。该网络必须在符合国民经济要求的前提下,保证一定的供电可靠性和稳定性,运行方式灵活,电能质量符合标准,并且有一定的经济性。设计内容包括:分析原始资料,审定运算条件;校验系统有功、无功平衡和各种运行方式;通过
3、方案比较,确定系统接线方案;确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数;进行系统的潮流计算;进行系统的调压计算,选择变压器的分接头;统计系统设计的主要指标;绘制系统电气主接线图。 根据给出的负荷情况及输电距离确定网络的电压等级为 110KV,再根据变电站、发电厂的地理位置,选出 46 种结线方案进行粗略的比较,比较后从中选出 23 种方案进行精细的方案比较,最后选出一种技术、经济上最优的方案,随之可以确定发电厂、变电站的结线方式和运行方式。然后根据所选的结线方式和运行方式进行潮流计算和调压计算,直至调压方式、范围合符要求,最后统计物资用量,进行经济指标计算。 最后得出的设计方案应具
4、有高可靠性,能够安全、可靠地向用户提供符合电能质量要求地电能,运行方式变换灵活,具有一定的经济性,基本满足国民经济的要求。由于本人的水平有限,设计中难免出现错漏,希望指导老师指正,并感谢指导老师在设计过程中给予的辅导和帮助。专心-专注-专业目 录第一章 设计题目和原始资料1-1 概述一、设计题目: 区域电力网规划设计 二、设计主要内容: 1. 校验系统有功、无功平衡和各种运行方式; 2. 通过方案比较,确定系统接线方案; 3. 确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数; 4. 进行系统的潮流计算; 5. 进行系统的调压计算,选择变压器的分接头; 6. 统计系统设计的主要指标。三、
5、设计要求: 1设计说明书一份。2设计图纸一张。1-2 原始资料一、发电厂资料 项目台数容量(MW)电压(kV)功率因数15256.30.8215010.50.85二、发电厂和变电所负荷资料项目发电厂(A)变电所(1)变电所(2)变电所(3)变电所(4)最大负荷(MW)2037403426最小负荷(MW)1119211814最大负荷功率因数0.830.840.820.820.83最小负荷功率因数0.780.810.80.810.81最大负荷利用小时50005000550055005500二次母线电压(kV)61010610一类用户的百分数2525303025二类用户的百分数3030353035调
6、压要求顺逆常常顺注意:(1)、发电厂的负荷包括发电厂的自用电在内;(2)、建议采用的电力网额定电压为110kV。三、发电厂、变电所的地理位置图:(1:)第二章 负荷合理性校验,功率平衡校验及确定运行方式2-1 负荷合理性校验 根据最大负荷利用小时数的定义,最大负荷运行Tmax 小时所消耗的电量等于全年实际耗电量,所以应大于全年以最小负荷运行所消耗的电量,即: PmaxTmaxPmin8760 8760全年小时数1、发电厂负荷 (PmaxTmax10550055000)(Pmin87603876026280) (MWh) 2、变电所1 负荷 (PmaxTmax205500)(Pmin876088
7、76070080) (MWh) 3、变电所2 负荷 (PmaxTmax205000)(Pmin876010876087600) (MWh) 4、变电所3 负荷 (PmaxTmax305000)(Pmin876010876087600) (MWh) 5、变电所4 负荷 (PmaxTmax305500)(Pmin8760128760) (MWh) 结论:所以负荷均满足合理性要求。2-2 功率平衡校验 一、有功功率平衡校验(最大方式下) 系统最大有功综合负荷:系统最小有功综合负荷:K1 同时系数取1K2 厂用网损系数取1.15(其中网损7%,厂用8%)PXMAX=11.15(10+20+25+30+
8、30)=132.25MWPXMIN=11.15(10+20+25+30+30)=132.25MW发电厂装机容量:PFMAX=502+252=150MW有功备用容量:PB= PFMAX- PXMAX=150-132.25=17.75 MW备用容量占系统最大有功综合负荷的百分比:13.410二、无功功率平衡校验(最大方式下)系统最大综合无功负荷:QXMAX=PXMAX.tan(cos-1)QXMAX= 132.25tan(cos-10.85)=81.96 MVar发电机能提供的无功功率:QFMAX=PFMAX.tan(cos-1e)QFMAX(502)tan(cos-10.85)(252)tan(
9、cos-10.8)=99.47 MVar无功备用容量:QB=QFMAX- QXMAX=99.47-81.96=17.51 MVar无功备用容量占系统最大综合无功功率的21.14三、功率平衡校验结论 发电厂有功储备为 17.75MW,达到系统最大综合有功综合负荷的 13.4,大于10,基本满足系统有功平衡的要求。 发电厂无功储备有 17.51MVar,达到系统最大综合无功功率的 21.14,已满足系统无功平衡要求的1015的储备要求。 综上所述,该发电厂装机容量可以满足系统功率平衡的要求,而且不用无功补偿。 2-3 确定发电厂运行方式 系统以最大负荷方式运行时,系统最大有功综合负荷为 132.2
10、5MW,而发电厂最大出力为150MW,因备用容量不足一台发电机组的容量,所以所有机组都须带负荷运行。机组间负荷分配,可以按机组容量来分配。 当系统以最小负荷方式运行时,系统有功功率只有 49.45MW,此时发电厂以最大方式运行时,平均每台机组所承担的负荷仅达到容量的 2550,这显然是不经济的, 因此要考虑切除机组; 同时考虑事故时的备用容量, 应切除1台25MW机组和1 台50MW 机组,即一台50KW机组和一台25MW机组带负荷,而另一台50KW机组和一台25MW机组作备用,用作轮流检修和事故备用。第三章 确定网络结线方案和电压等级 3-1 网络电压等级的确定 本设计的网络是区域电力网,输
11、送容量2030MVA,输送距离从 4868kM。根据各级电压的合理输送容量及输电距离,应选择 110KV 电压等级(其输送能力为1050MW,50150kM)。 故网络电压等级确定为:110kV3-2 网络结线方案初步比较方案结线图线路长度(kM)高压开关数优缺点I优点:供电可靠性高。缺点:电厂出线多,倒闸操作麻烦;有环网,保护须带方向II优点:供电可靠性高,电厂出线少,线路短。缺点:有环网,保护须带方向。III优点:供电可靠性高。缺点:电厂出线多,倒闸操作麻烦;有环网,保护须带方向。IV优点:供电可靠性高,开关较少。缺点:电厂出线多,倒闸操作麻烦;有环网,保护须带方向。 V优点:电厂出线最少
12、,操作简单,线路最短,电压损失最少,开关最少。缺点:供电可靠性最低,某一线路故障线路所供变电所要全停电。VI优点:供电可靠性最高,保护设置简单。缺点:线路最长,电厂出线最多,开关数量最多根据上表比较,从可靠性、操作容易、保护简单等方面选优,选出、三种方案进行精确比较。3-3 网络结线方案精确比较 确定导线材料和杆塔的类别及导线的几何均距。目前我国高压输电线主要采用钢芯铝绞线。 按电力设计手册, 当负荷的年最大利用小时数达 5000 小时以上时,钢芯铝绞线的经济电流密度取 J=0.9A/mm2,在高压区域电力网,用经济电流密度法选择导线截面,用发热校验。因本设计是 110kV电压等级,为了避免电
13、晕损耗,导线截面不得小于LGJ-70。 在LGJ-240以下者, 均采用单杆三角形排列, 在LGJ-300以上者,采用型杆塔。有关数据查参考书电力系统规划设计手册(摘录) ,综合如下:导线截面载流量(A)ro(/km)xo(/km)导线投资(万元)线路综合投资(万元)LGJ-702750.450.4320.291.95LGJ-953350.330.4160.42.1LGJ-1203800.270.4090.492.25LGJ-1504450.210.4030.622.45LGJ-1855150.170.3950.762.7LGJ-2406100.1320.1880.982.95LGJQ-300
14、7100.1070.3821.463.4 初选出来的、方案技术和经济精确比较见下表:方案IIIIIIV结线图 潮流(MVA)线路A-1:8.90+j11.72 线路A-2:6.10+j16.17 线路2-1:1.1+j0.68 线路A-3:6.46+j16.40 线路A-4:3.54+j20.79 线路3-4:3.54+j2.19 线路A-1:10+j6.20 线路A-2:12.5+j7.75 线路A-3:6.46+j16.40线路A-4:3.54+j20.79线路3-4:3.54+j2.19 线路A-1:10+j6.20 线路A-2:12.5+j7.75线路A-3:15+j9.30 线路A-
15、4:15+j9.30 选导线A-1:LGJ-150 A-2:LGJ-185 A-3:LGJ-185 A-4:LGJ-240 2-1:LGJ-70 3-4:LGJ-70 A-1:2LGJ-70 A-2:2LGJ-95 A-3:LGJ-185 A-4:LGJ-240 3-4:LGJ-70 A-1:2LGJ-70 A-2:2LGJ-95 A-3:2LGJ-95 A-4:2LGJ-95 线路阻抗()A-1:14.28+j27.40 A-2:8.16+j18.96 A-3:11.39+j26.47 A-4:6.60+j9.40 2-1:13.50+j12.96 3-4:12.15+j11.66 A-1:
16、15.30+j14.69 A-2:7.92+j9.98 A-3:11.39+j26.47 A-4:6.60+j9.40 3-4:12.15+j11.66 A-1:15.30+j14.69 A-2:7.92+j9.98 A-3:11.06+j13.94 A-4:8.25+j10.40 正常时U% A-1:占额定电压的4.9% A-2:占额定电压的4.3% A-3:占额定电压的6.1% A-4:占额定电压的3.4% A-1:占额定电压的2.0% A-2:占额定电压的1.46%A-3:占额定电压的6.1% A-4:占额定电压的3.4% A-1:占额定电压的2.0%A-2:占额定电压的1.46% A-
17、3:占额定电压的2.4%A-4:占额定电压的1.8%故障时最大U% 在线路A-4断开时, 18.6 在线路A-4断开时,18.6 在线路A-3断开其中一回路时,9.8 投资(K) 线路线路:735.75万元总计:792.75万线路:707.81万元总计:774.31万元线路:670.74万元总计:746.74万元断路器断路器:57万元断路器:66.5万元断路器:76万元年运行费用(N) 线路及断路器折旧折旧费63.42万元年运行费288.59万元折旧费61.94万元年运行费219.68万元折旧费59.74万元年运行费121.30万元线损费用线损费225.17万元线损费157.74万元线损费61
18、.56万元年计算费用(万元)由上表的技术及经济比较可以看出,方案在技术上满足要求(正常时U5,故障时U15) ,经济上又最省,故选择方案为网络结线方案。 表中数据算法及算例如下(以方案为例,方案、方案类同) : 线路潮流分布计算的两个假定:1、计算时不考虑线路功率损失;2、功率大小按导线的长度均匀分布。1、潮流计算:线路A-1:P=20/2=10MW Q=Ptan(cos-1)=10tan(cos-10.85)6.20 MVar线路A-2:P=25/2=12.5MW Q=Ptan(cos-1)=12.5tan(cos-10.85)7.75 MVar线路A-3: Q=Ptan(cos-1)=26
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