专业课程设计项目说明指导书区域电力网规划方案设计.doc
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1、 任务书 兹发给级专升本电气A班学生电力系统课程设计课程设计(论文)任务书,内容如下:1. 课程设计题目:区域电力网规划设计2.应完毕项目:A. 校验系统有功、无功平衡和各种运营方式;B. 通过方案比较,拟定系统接线方案;C. 拟定发电厂、变电所接线方案和变压器型号、容量及参数;D. 进行系统潮流计算;E. 进行系统调压计算,选取变压器分头;F. 记录系统设计重要指标。3. 参照资料及阐明一、 电力系统规划设计手册(摘录)甘肃省水利电力局 西北电力设计院二、 电力系统分析(第三版)(上册)华中科技大学出版社三、 电力系统分析(第三版)(下册)华中科技大学出版社四、 发电厂电气某些高等学校教材4
2、. 本课程设计(论文)任务书于4月22日发出,应于6月10日前完毕,然后提交课程设计指引教师。 系 主 任 批准 年 月 日 教员组主任 审核 年 月 日 指引 教师 签发 年 月 课程设计(论文)评语:课程设计负责人签字 年 月 日目录 任务书1目 录.3前 言.4第一章 设计题目和原始资料51.1 课程设计题目. 51.2 设计重要内容.51.3 设计规定.51.4 原始资料.5第二章 负荷合理性校验,功率平衡校验及拟定运营方式.72.1 电力网络负荷合理性校验.72.2 电力网络功率平衡校验.72.3 拟定发电厂运营方式8第三章 拟定网络结线方案和电压级别103.1 电力网络电压级别拟定
3、.103.2 电力网络接线方案初级比较.103.3 电力网络接线方案精准比较.11第四章 拟定发电厂、变电所结线方式204.1 选取发电厂主结线.204.2 拟定变电所接线方式214.3 拟定变压器型号、台数及容量.21第五章 调压方式选取和计算.255.1 系统参数计算.255.2 潮流计算.275.3 网络电压损耗计算和变压器分接头选取.325.4 调压计算成果分析37第六章 记录系统设计重要指标386.1 线损率计算386.2 全年平均输电效率及输电成本计算386.3 网络设计小结.40参照文献.41前言 本课程设计任务是依照给出数据及规定,按国民经济应用规定设计一种供电、变电网络。该网
4、络涉及一种发电厂、四个变电站及输电线路。该网络必要在符合国民经济规定前提下,保证一定供电可靠性和稳定性,运营方式灵活,电能质量符合原则,并且有一定经济性。设计内容涉及:分析原始资料,审定运算条件;校验系统有功、无功平衡和各种运营方式;通过方案比较,拟定系统接线方案;拟定发电厂、变电所接线方案和变压器型号、容量及参数;进行系统潮流计算;进行系统调压计算,选取变压器分接头;记录系统设计重要指标;绘制系统电气主接线图。依照给出负荷状况及输电距离拟定网络电压级别为110KV,再依照变电站、发电厂地理位置,选出46种结线方案进行粗略比较,比较后从中选出23种方案进行精细方案比较,最后选出一种技术、经济上
5、最优方案,随之可以拟定发电厂、变电站结线方式和运营方式。然后依照所选结线方式和运营方式进行潮流计算和调压计算,直至调压方式、范畴合符规定,最后记录物资用量,进行经济指标计算。最后得出设计方案应具备高可靠性,可以安全、可靠地向顾客提供符合电能质量规定地电能,运营方式变换灵活,具备一定经济性,基本满足国民经济规定。由于本人水平有限,设计中难免浮现错漏,但愿指引教师指正,并感谢指引教师在设计过程中予以辅导和协助。 第一章 设计题目和原始资料1.1 课程设计题目设计题目:区域电力网规划设计 1.2设计重要内容 1.2.1 校验系统有功、无功平衡和各种运营方式; 1.2.2通过方案比较,拟定系统接线方案
6、; 1.2.3拟定发电厂、变电所接线方案和变压器型号、容量及参数; 1.2.4 进行系统潮流计算; 1.2.5进行系统调压计算,选取变压器分接头; 1.2.6记录系统设计重要指标。1.3设计规定 1.3.1设计阐明书一份。1.3.2设计图纸三张。 1.4 原始资料1.4.1发电厂资料 项目 台数 容量(MW)电压(kV) 功率因素15256.30.8215010.50.851.4.2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) 4034263720最小负荷(MW) 2118141911最大负荷功率因数 0.820.820.830.840.83最
7、小负荷功率因数 0.80.810.810.810.78Tmax(小时) 55005500550050005000二次母线电压(kV) 10610106一类顾客(%) 3030252525二类顾客(%) 3530353030调压方式 常常顺逆顺注意:(1). 发电厂负荷涉及发电厂自用电在内;(2). 建议采用电力网额定电压为110kV。1.4.3发电厂和变电所地理位置图: 第二章 负荷合理性校验,功率平衡校验及拟定运营方式2.1 电力网络负荷合理性校验依照最大负荷运用小时数定义,最大负荷运营Tmax小时所消耗电量等于全年实际耗电量,因此应不不大于全年以最小负荷运营所消耗电量,即: PmaxTma
8、xPmin8760 8760全年小时数2.1.1 发电厂负荷(PmaxTmax40550020)(Pmin8760218760183960) (MWh) 2.1.2 变电所1负荷(PmaxTmax345500187000)(Pmin8760188760157680) (MWh) 2.1.3 变电所2负荷(PmaxTmax265500143000)(Pmin8760148760122640) (MWh) 2.1.4 变电所3负荷(PmaxTmax375000185000)(Pmin8760198760166440) (MWh) 2.1.5 变电所4负荷(PmaxTmax205000100000)
9、(Pmin876011876096360) (MWh) 结论:经上述校验,所有负荷均满足合理性规定。2.2 电力网络功率平衡校验2.2.1有功功率平衡校验(在最大负荷方式下)系统最大有功综合负荷:系统最小有功综合负荷:K1同步系数取0.9K2厂用网损系数取1.15(其中网损5%,厂用10%) =0.91.15(40+34+26+37+20)=162.5(MW) =0.91.15(21+18+14+19+11)=86(MW)发电厂装机容量: =255+501=175(MW)有功备用容量:=-=175-162.5=12.5(MW)备用容量占系统最大有功综合负荷比例:7.69102.2.2 无功功率
10、平衡校验(最大负荷方式下) 系统最大无功综合负荷:162.5=113.43(MVar)发电机能提供无功功率: (501)(255)=124.74 (MVar) 无功备用容量:=124.74-113.43=11.32(MVar)无功备用容量占系统最大无功综合负荷比例:9.98%(1015)% 2.2.3 功率平衡校验结论 发电厂有功储备为12.5MW,达到系统最大综合有功综合负荷7.69,不大于10,基本满足系统有功平衡规定。发电厂无功储备有11.32MVar,达到系统最大综合无功功率9.98,不满足系统无功平衡规定1015储备规定。综上所述,该发电厂装机容量不满足系统功率平衡规定,需要增长机组
11、。综合原始发电机资料,现增长一台50MW机组。计算得发电机无功储备为42.29 MVar,无功备用容量占系统最大无功综合负荷比例为37.28%,完全满足系统无功平衡规定1015储备规定2.3 拟定发电厂运营方式当系统以最大负荷方式运营时,该系统最大有功综合负荷为162.5MW,而发电厂最大出力为175MW,因有功备用容量12.5 MW局限性一台发电机组容量,因此所有机组都须带负荷运营。机组间负荷分派,可以按机组容量来分派。当系统以最小负荷方式运营时,系统有功功率只有86MW,此时发电厂以最大方式运营时,平均每台机组所承肩负荷仅达到容量2550,这显然是不经济,因而要考虑切除机组;同步考虑事故时
12、备用容量,应切除1台25MW机组和1台50MW机组,即一台50KW机组和四台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 拟定网络结线方案和电压级别 3.1 电力网络电压级别拟定本设计网络是区域电力网,输送容量2030MVA,输送距离从3040kM。依照各级电压合理输送容量及输电距离,应选取110KV电压级别(其输送能力为1050MW,50150kM)。故网络电压级别拟定为:110kV 3.2 网络结线方案初步比较 方案 结线图 线路长度(kM)高压开关数优缺陷 I 288 14 长处:供电可靠性高。缺陷:电厂出线多,倒闸操作麻烦;有环网,保
13、护须带方向。II 231 14 长处:供电可靠性高。缺陷:电厂出线多,倒闸操作麻烦;有环网,保护须带方向。III 216 12 长处:供电可靠性高,电厂出线少,线路短。缺陷:有环网,保护须带方向。IV 137 8 长处:电厂出线至少,线路最短;开关至少,操作简朴;电压损失至少。缺陷:供电可靠性最低。 27416长处:供电可靠性最高,保护设施简朴。缺陷:电厂出线最多,线路最长,开关最多。32716长处:供电可靠性最高,电厂出线少。缺陷:有环网,保护须带方向;线路复杂,开关多。依照上表比较,从可靠性、操作容易、保护简朴等方面选优,选出、两种方案进行精准比较。3.3 网络结线方案精准比较拟定导线材料
14、和杆塔类别及导线几何均距。当前国内高压输电线重要采用钢芯铝绞线。按电力设计手册,当负荷年最大运用小时数达到5000小时以上时,钢芯铝铰线经济电流密度取J=0.9A/mm2,在高压区域电力网,用经济电流密度法选取导线载面,用发热校验。因本设计是110kv及以上电压级别,为了避免电晕损耗,导线截面不应不大于LGJ-70。在LGJ-240如下者,均采用单杆三角形排列,在LGJ-300以上者,均采用型杆塔。关于数据综合如下:导线截面载流量(A)r(/km)X(/km)导线投资(万元)线路综合投资(万元)LGJ-702750.450.4320.291.95LGJ-953350.330.4160.42.1
15、LGJ-1203800.270.4090.492.25LGJ-1504450.210.4030.622.45LGJ-1855150.170.3950.762.7LGJ-2406100.1320.1880.982.95LGJ-3007100.1070.3821.463.4LGJ-4008980.0790.38624初选出来、方案技术和经济精准比较见下表:方案结线图潮流(MVA)线路A-1:37.28+j26.02线路A-2:13+j8.74线路A-3:33.72+j21.78线路A-4:10+j6.72线路1-3:0.28+j0.18线路A-1:17+j11.87线路A-2:13+j8.74线路
16、A-3:18.5+j11.95线路A-4:10+j6.72选导线A-1:LGJ-300A-2:2LGJ-95A-3:LGJ-240A-4:2LGJ-951-3:LGJ-70A-1:2LGJ-150A-2:2LGJ-95A-3:2LGJ-150A-4:2LGJ-95线路阻抗()A-1:3.424+j12.224A-2:5.28+j6.656A-3:5.016+j7.144A-4:5.775+j7.281-3:12.15+j11.66A-1:3.36+j6.448A-2:5.28+j6.656A-3:3.99+j7.657A-4:5.775+j7.28正常时U%A-1:占额定电压3.7%A-2:占
17、额定电压1%A-3:占额定电压2.7%A-4:占额定电压0.9%A-1:占额定电压1.1%A-2:占额定电压1%A-3:占额定电压1.4%A-4:占额定电压0.9%故障时最大U%在线路A-4断开时,11.7%在线路A-3断开时,2.9%投资(K)线路线路:470.53万元总计:554.53万元线路:437.08万元总计:533.08万元断路器断路器:84万元断路器:96万元年运营费用(N)线路及断路器折旧折旧费44.36万元年运营费259.99万元折旧费43.65万元年运营费110.89万元线损费用线损费215.63万元线损费68.33万元年计算费用(万元)339.21万元187.04万元由上
18、表技术及经济比较可以看出,方案、在技术上均满足规定(正常时5%,故障时15%),从经济上,供电可靠性上,方案优于方案,故选取方案为网络结线方案。表中数据算法及算例如下:线路潮流发布计算两个假定:1、计算时不考虑线路功率损失;2、功率大小按导线长度平均分布。3.3.1方案3.3.1.1潮流计算线路A-1: 线路A-2:线路A-3:线路A-4:线路1-3: 3.3.1.2网络导线L选用线路A-1: 取 故选LGJ-300 线路A-2: 取 故选2LGJ-95 线路A-3: 取 故选LGJ-240 线路A-4: 取故选2LGJ-95 线路1-3: 取 故选LGJ-70 3.3.1.3网络线路阻抗Z计
19、算阻抗A-1:A-2:A-3:A-4:1-3:3.3.1.4网络正常运营时电压损失计算电压损失A-1:A-2:A-3:A-4:3.3.1.5网络故障时最大电压损失计算在A-3-1-A网络中,当A-1断开电压损失最大: 3.3.1.6电力网络总投资K计算(万元)网络总投资=线路投资+开关设备投资线路投资:若线路为双回路线,则线路计算长度为两线路长度之和70%线路:=3.432+2.13220.7+2.9538+2.13520.7+1.9527 =470.53(万元)断路器:=614=84(万元) 假定每个开关设备需投资6万元总投资:=470.53+84=554.53(万元)3.3.1.7网络年运
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