电力系统课程设计——电力网络设计.doc
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1、电力系统课程设计电力网络设计作者姓名学科专业电气工程及其自动化班级学号序号日期所在学院电力学院班级04电气3班指导老师华南理工大学电力学院二八 年 一 月.课程设计任务书- 3 -一、原始资料- 3 -二、课程设计内容- 4 -三、设计成品- 4 -.设计说明书- 5 -第一章 校验电力系统功率平衡和确定发电厂的运行方式- 5 -1.1负荷合理性校验- 5 -1.2 功率平衡校验- 6 -1.2.1 有功功率平衡校验- 6 -1.2.2 无功功率平衡校验- 6 -1.2.3功率平衡校验结论- 7 -第二章 确定电力系统的接线图- 8 -2.1网络电压等级的确定- 8 -2.2网络接线方案初步比
2、较- 8 -2.3 网络接线方案精确比较92.3.1技术比较:92.3.2经济比较122.3.3最优方案确定13第三章 发电厂和变电所主接线的确定143.1 发电厂主接线的确定143.1.1发电厂主接线的选择原则143.1.2发电厂主接线的确定143.2 变电所主接线的确定153.2.1变电所主接线的选择原则153.2.2变电所主接线的确定153.3 主变压器的选择153.3.1升压变压器的确定153.3.2降压变压器的确定16第四章 潮流和调压的计算164.1 系统参数计算164.1.1 网络等值图164.2 潮流计算184.3 发电厂主变潮流分配194.3.1最大负荷时得潮流分配194.3
3、.2最小负荷时潮流分配194.4 调压计算和主变分接头的选取204.4.1变电所1的调压214.4.2变电所2的调压214.4.3 变电所3的调压224.4.4变电所4的调压234.4.5发电厂的调压24第五章 总结25附图-125附图-226.课程设计任务书一、原始资料1. 发电厂及变电所地理位置图:1234图例:发电厂4变电所比例尺:1:10000002. 负荷情况: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)2034264037最小负荷(MW)1118142119最大负荷功率因数0.830.820.830.820.84最小负荷功率因数0.780.810
4、.810.80.81最大负荷利用小时50005500550055005000二次母线电压(kV)66101010一类用户的百分数2530253025二类用户的百分数3030353530调压要求顺常顺常逆3. 发电厂发电机资料:项目台数容量(MW)电压(kV)功率因数15256.30.8215010.50.85备注:(1). 发电厂的负荷包括发电厂的自用电在内;(2). 采用的电力网额定电压为110kV。二、课程设计内容1)校验电力系统功率平衡和确定发电厂的运行方式;2)通过方案比较,确定电力系统的接线图;3)选定发电厂和变电所的接线图以及变压器型号及容量;4)计算电力网的功率分布和电压,确定调
5、压方式并选择调压设备;5)计算电力网的主要经济指标。三、设计成品(1) 课程设计说明书。(2) 附图。.设计说明书第一章 校验电力系统功率平衡和确定发电厂的运行方式1.1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。校验如下:发电厂(A) 变电所(1) 变电所(2) 变电所(3) 变电所(4) 经校验,负荷合理性满足要求。1.2 功率平衡校验1.2.1 有功功率平衡校验系统最大有功综合负荷:系统的总装机容量: 发电厂有功备用容量: 校验: 则符合有功功率平衡。1.2.2 无功功率平衡校验系统最大无功综合负荷
6、: 发电厂总的无功容量: 发电厂总的无功备用容量:校验: 则无功功率平衡。1.2.3功率平衡校验结论从功率平衡校验中,可得系统符合有功平衡和无功平衡。若发电厂带最大负荷时,一台机组发生故障:(1)25MW机组故障: 电厂带最大负荷时一、二类的总负荷为: 三类负荷为: 显然有:,所以能保证一、二类负荷的供电,但只能提供89%的三类负荷的供电。 (2)50MW机组故障: 这时有:,所以能保证一、二类负荷的供电,但只能提供48.2%的三类负荷的供电。第二章 确定电力系统的接线图2.1网络电压等级的确定根据设计任务书的要求,网络的电压等级去110KV。2.2网络接线方案初步比较根据设计任务书所给的发电
7、厂和变电站的地理位置设计出4种网络接线方案,如下:方案A:方案B:方案C:方案D:经测量:L0-1=L0-3=34km,L0-2=30km,L0-4=33km,L1-2=49.5km,L1-3=37.5km, L2-4=L3-4=48km各方案的优缺点比较如下:方案ABCD供电可靠性最高较D高较B高最低每负荷节点线路数3221线路总长度 km注:双回长度算70%314183.4216.5149.5开关数量每条线路按2个算1616128继保整定难度最难较C易较A易最容易优缺点归纳:方案A:供电可靠性最高,每个负荷节点均由三条线路供电,但线路长度最长、造价最高,而且继电保护整定难度最大。方案D:供
8、电可靠性在四者中最低,但开关数量最少,线路总长最短且继保整定最容易。方案B、C:供电可靠性较高,线路总长较短,开关数目最少,继保整定较容易。是相当折中的方案。总结:初步选定方案B、C为下一步精确比较的备选方案。2.3 网络接线方案精确比较2.3.1技术比较:1、 网络潮流估算(均一网)发电厂负荷:Samax = 20 + j13.44 MVA Samin= 11 + j8.825 MVA变电所1:S1max = 34 + j23.732 MVA S1min= 18 + j13.032 MVA变电所2:S2max = 26 + j17.472 MVA S2min= 14 + j10.136 MV
9、A变电所3:S3max = 40 + j27.920 MVA S3min= 21 + j15.75 MVA变电所4:S4max = 37 + j23.9 MVA S4min= 19 + j13.756 MVA方案B:S01max = S1max = 34 + j23.732 MVA S01min = S1min = 18 + j13.032 MVA S02max = S2max = 26 + j17.472 MVA S02min = S2min = 14 + j10.136 MVA S03max = S3max = 40 + j27.92 MVA S03min = S3min = 21 + j
10、15.75 MVA S04max = S4max = 37 + j23.9 MVA S04min = S4min = 19 + j13.756 MVA方案C:S01max = S1max(L3+ L13)+ S3maxL3/(L1 + L3 + L13)=35.934 + j25.082S03max = S3max(L1+ L13)+ S1maxL1/(L1 + L3 + L13)=38.066 + j26.570S1-3max = S01max S1max = 1.934 + j1.35S02max = S2max(L4+ L24)+ S4maxL4/(L2 + L4 + L24)= 29.
11、97 + j19.855 MVAS04max = S4max(L2+ L24)+ S2maxL2/(L2 + L4 + L24)= 33.027 + j21.517 MVAS2-4max = S02max S2max = 3.97 + j2.3832、选择导线及阻抗计算:查电力设计手册: 当 Tmax 5000h 时, Je=0.9A/(mm2)对于方案B:L1: 选择双回线 LGJ-70,单位阻抗 0.45 + j0.432 ,载流 275A。L2: 选择双回线 LGJ-70,单位阻抗 0.45 + j0.432 ,载流 275A。L3: 选择双回线 LGJ-70,单位阻抗 0.45 + j
12、0.432 ,载流 275A。L4: 选择双回线 LGJ-70,单位阻抗 0.45 + j0.432 ,载流 275A。对于方案C:L1: , , 为一线断开时留有裕度;选择双回线 LGJ-185,单位阻抗 0.17 + j0.395 ,载流 515A。L3: , , 为一线断开时留有裕度;选择双回线 LGJ-185,单位阻抗 0.17 + j0.395 ,载流 515A。L2: , , 为一线断开时留有裕度;选择双回线 LGJ-150,单位阻抗 0.21 + j0.403 ,载流 445A。L4: , , 为一线断开时留有裕度;选择双回线 LGJ-150,单位阻抗 0.21 + j0.403
13、 ,载流 445A。阻抗计算:方案B: Z1=0.534(0.45+j0.432)=7.65+j7.344 Z2=0.530(0.45+j0.432)=6.75+j6.48 Z3=0.534(0.45+j0.432)=7.65+j7.344 Z4=0.533(0.45+j0.432)=7.425+j7.128方案C: Z1=34(0.17+j0.395)=5.78+j13.43 Z2=30(0.21+j0.403)=6.3+j12.09 Z3=34(0.17+j0.395)=5.78+j13.43 Z4=33(0.21+j0.403)=6.93+j13.299 Z13=37.5(0.33+j0
14、.416)=12.375+j15.6 Z24=48(0.45+j0.432)=21.6+j20.7363、最大电压降落Umax的校验技术要求:正常情况下 U% 10%故障情况下 U% 15%忽略电压降落横向量,按照下边公式计算其中ZL =R+jX=单位线路上的阻抗线路长度(双回路为1/2)方案B:1) 正常运行:根据线路越长、传输功率越大电压损耗越大,L3的电压降落 最大:Umax(407.65+27.927.344)/110=4.646KVUmax%=4.22%10% 满足要求2) 故障时:L3断开一条线路变成单回线运行Umax(4015.3+27.9214.688)/110=9.292KV
15、 Umax%=8.45%15% 满足要求方案C:1) 正常运行:根据线路越长、传输功率越大、线路阻抗越大电压损耗越大,L3的电压降落最大:Umax(38.0665.78+26.5713.43)/110=5.24KVUmax%=4.76%15% 不太满足要求2.3.2经济比较1、总投资开关造价为6万元/个;导线LGJ-70: 1.95万元/米; 导线LGJ-95:2.10万元/米导线LGJ-150:2.45万元/米; 导线LGJ-185:2.70万元/米方案B: KB = K线路 + K开关 =183.41.95+166= 453.63万元方案3KC = K线路 + K开关 =2342.7+63
16、2.45+37.52.1+481.95= 582.3万元2、年运行费用 查表可知:14100h 24000h 34100h 43500h利用下面公式可求的年运行费用:N = 8%K + A其中 A = (Si / U)2 Ri i;0.25L1L2L3L4L1-3L2-4方案BSi()1.5070.75882.0851.191/Ri()7.656.757.657.425/()4100400041003500/方案CSi()2.321.4562.6041.9260.00920.00383Ri()5.786.35.786.9312.37521.6()410040004100350041004000
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