毕业设计（论文）区域电力网规划设计.doc

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1、序号 01 区域电力网规划设计学习中心 电力学院 年 级 2013年 专 业 电力工程及其自动化 学 号 学生姓名 指导老师 提交日期 2015年10月9日 评审日期_成绩_评审教师(签名)_继续教育学院区域电力网规划设计任务书前言随着电力在国民经济发展中作用的日益突出，电网的建设与发展正扮演着越来越重要的角色。电网作为联系电能生产企业与用户的桥梁，对供电的可靠性与稳定性不言而喻，而电网的设计作为电网建设中的重要一环，必须给予高度的重视。本文简明扼要地介绍了区域电网设计的过程与方法。区域电网的设计应根据用户负荷的相关资料，各变电站的地理位置和供电情况做出相应的功率平衡，确定各变电站变压器的主变

2、容量与台数。根据已有的知识做出几种备选的方案，通过技术经济比较，主要从以下几个方面：(1) 按经济截面选择导线，按机械强度、载流量等情况校验导线，确定各段导线型号。(2) 对各种备选方案进行正常和故障情况下的电压和电能损耗的计算，本过程的计算主要采用手工算潮流电能的方法，得出各种正常及故障时的电压损耗情况，评定各种接线方案。(3) 从各种方案线路的损耗，线路投资，变电所的投资以及年运行费用等方面进行经济比较。综合以上三个方面确定最佳的方案，即为本设计的选定方案。最后对最优方案进行潮流计算，根据其结果对最优方案评定调压要求，选定调压方案。关键词：潮流计算；调压方案；电网接线方案目录1 原始资料分

3、析11.1原始资料11.1.1发电厂机装情况11.1.2负荷情况11.1.3发电厂及变电所地理位置图及各厂、站间的距离21.2初步设计方案21.3电压等级的确定32 系统功率平衡分析32.1有功功率平衡校验32.2无功功率平衡校验43 系统主接线方案确定43.1选择发电厂主结线44 变电站主接线方案确定64.1 变压器选择74.2导线选择85 潮流计算105.1发电厂及变电站相关参数105.2正常运行综合负荷情况106调压方式的选择和计算116.1系统参数计算116.1.1变压器参数的计算116.1.2线路的参数计算126.1.3调相调压计算127参考文献141 原始资料分析1.1原始资料1.

4、1.1发电厂机装情况发电厂类型总装机容量（MW）单机容量（MW）数量（台）机端电压（kV）功率因数火电20050410.50.851.1.2负荷情况发电厂变电站1变电站2变电站3变电站4Pmax(MW)/cos10/0.926/0.926/0.924/0.925/0.9Pmin(MW)/cos7/0.8515/0.8518/0.8515/0.8515/0.85低压母线电压（kV）10.410101010负荷等级（I，II）%7580756080max（H）50004800520052005200主变年运行时间（H）8760876087608760备用要求备备备备备调压要求逆逆常顺逆1.1.3发

5、电厂及变电所地理位置图及各厂、站间的距离1.2初步设计方案按照原始资料的地理位置图，经过各方面考虑，作出以下方案：注：以上初步设计方案中，导线长已经考虑弧垂和裕度，弧垂与裕度系数为：1.08倍。1.3电压等级的确定根据表1-1确定电压等级。表1-1：各电压等级线路的合理输送容量及输送距离额定电压（kV）输送功率（kW）输送距离（km）备注额定电压（kV）输送功率（kW）输送距离（km）备注31001000136035003000030100610012004151101000050000501501020020006202201000005000001003003520001000205050

6、080000020000004001000根据原始资料及初步设计方案，对照表1-1，选电压等级为110kV。2 系统功率平衡分析2.1有功功率平衡校验（1）用电负荷：-同时系数，取0.95（2）供电负荷：-系统裕度，取10%（3）发电负荷：-厂用损耗系数，取8%（4）有功功率备用容量：结论：经过计算，与要求的最大备用容量相比较，满足备用要求，能使有功功率平衡。2.2无功功率平衡校验（1）发电厂发出的总无功功率：（2）负荷消耗总无功功率：（3）根据原始资料参数变电站均为：cos=0.9，所以不用另加无功补偿设备。（4）总无功功率负荷：-同时系数，取0.95（5）无功功率备用容量：结论：总无功功率

7、负荷平衡，满足相关要求。3 系统主接线方案确定3.1选择发电厂主结线从负荷情况来看，各变电所均有一、二类负荷，而且系统中只有一个发电厂，因此保证供电的可靠性成为选择发电厂主结线所要考虑的首要问题。双母线比单母线分段的可靠性和灵活性都要优，因此，高压侧母线采用双母线结线。而发动机和变压器的连接可以有多种选择，选择其中3种方案进行比较：（1）方案1：所有发电机与变压器均采用单元结线，这种方式可以最大限度地保证供电的可靠性。任一台变压器发生故障时都能基本保证发电厂的大部分出力，但缺点是变压器多，投资大，其接线图如下：（2）方案2：100MW发电机与变压器采用单元结线，50MW发电机与变压器采用扩大单

8、元结线，将每2台50MW发电机出线并联在一起，共用一台变压器。其优点是省了2台变压器，减少了投资。但是种结线方有缺点，当变压器发生故障时，至少有100MW机组都退出运行，影响发电厂的出力，因此这种结线方式供电可靠性较低，其结线图如下：（3）方案3：所有50MW发电机采用单母线二分段，正常工作时各分段开关断开运行，每2台发电机共用1台变压器。其优点是省了1台变压器，减少了投资，且当变压器维修时可以通过相邻变压器输出功率，且可靠性比第二种方案要高。但是种结线方式有缺点，接线复杂，运行维护不便，而且要增加变压器容量，从而增加投资。其结线图如下：结论：如前所述，由于该网络一、二类负荷比重较大，而且发电

9、厂只有一个，所以选择发电厂主结线首先要考虑到的是供电可靠性，其次才是经济性。但是从接线中可以看出，方案二已经具备足够的可靠性，任一回路停电，都基本可以保证约75%出力，因此选用方案二作为本设计的接线方案。发电厂主结线采用高压侧双母线，100MW发电机与变压器采用单元结线，50MW发电机采用扩大单元结线。4 变电站主接线方案确定由于各变电所均有一、二类负荷，对安全可靠供电要求高，需要有两个电源互为备用，而且因有两条高压进线，故采用桥型接线和每个变电所设置两台变压器。桥型接线分内桥和外桥接线，见下图：4.1 变压器选择（1）发电厂的变压器容量选择电压等级为110kV，主变的容量只要和发电机的容量相

10、配套即可，但要保留10的裕度。所以连接100MW机组的变压器的容量为：1001.1/0.85129.41MW.所以选用SFP7-250000/110降压变压器。（2）变电站的变压器容量选择变电站主变压器容量的确定一般要考虑城市规划、负荷性质、电网结构等因素。对重要变电站，需考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%75%。由于4个变电站都属于枢纽变电站，主变压器台数为四台，而且所有的低压母线均为10kV,应选双绕组变压器；应优先选三相三绕组变压器。计算公式为： 其容量计

11、算如下：S1S2=0.726/85%21.41(MVA)S30.724/85%19.76(MVA)S40.725/85%20.58(MVA)查表选4台型号为SSPL1-63000/110降压变压器。4.2导线选择（1）初步潮流分布：变电站1、2、3、4将变电站1和发电厂两个节点从发电厂处打开节点，计算初步潮流分布。ihh46、60、54、55km46、60、54、55km发电厂发电厂26+j12.48、26+j12.48、24+j11.52、25+j12根据集中参数公式和可以算出初步潮流。（2）按经济电流密度计算导线截面积：电网电压等级为220kV，公式：其中：S-导线截面积（mm）； P、Q

12、-流过线路的有功功率和无功功率（kW）； J-经济电流密度（A/mm）； -线路额定线电压（kV）；根据上述公式，可求得线段的截面积如下：（3）导线型号的选择根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。按机械强度校验导线截面积时，在平原地区35kV以上的线路中，容许的最小截面积为25mm2.电晕校验时，由于110kV的网络要求导线的截面积最小为70mm2的导线。可以选择线路如下：线路名称导线规格数量LGJ-70mm92kmLGJ-70mm120kmLGJ-70mm110kmLGJ-70mm108km合计：430km （4）校验允许载流量校验：首先根据负荷求得流过导线

13、的最大电流，公式：其中：-允许最大载流量（A）-最大负荷（kV）按照年平均气温为25C，钢芯铝绞线的允许温度一般取70C。再查表得LGJ70导线长期允许通过的电流为275(A)，与校验结果相符。5 潮流计算5.1发电厂及变电站相关参数项目站别型号及容量连接组损耗（kW）阻抗电压（%）空载电流（%）空载短路发电厂SFP7-250000/110Yo/-1114045013.60.8变电站SSPL1-63000/110Yo/-1146.412620.170.675.2正常运行综合负荷情况首先算出各变电站的负荷损耗，得到各节点的最大潮流分布。由SSPL1-63000/110变压器的参数：各变电站损耗：

14、运算负荷为：6调压方式的选择和计算用电设备在额定电压下运行时，效率最高。但实际上在电力系统运行中，随着负荷的变化，系统运行方式的改变，网络中电压的损失也会发生变化。为了保证用电设备的经济性及安全性，应采取必要的调压措施使电压偏移限制在某一个固定的范围内。系统常用的调压方式有顺调压、逆调压、常调压，都是通过发电机调压和变压器分接头配合来实现的。 6.1系统参数计算6.1.1变压器参数的计算 变电所1： 同理，其余变压器参数计算结果列表如下：地址变压器容量RB()XB()P0（kW）Q0(KVar)变电所1SSPL1-63000/1101.1231.7632.980变电所2SSPL1-63000/

15、1101.5140.3327.563变电所3SSPL1-63000/1102.0350.8222.775变电所4SSPL1-63000/1102.6763.5319.560发电厂SFP7-250000/1100.6720.1746.41266.1.2线路的参数计算线路采用单杆（塔），导线排列采用三角形。线间距离4米，线路电阻、电抗参数列表如下：（取b0=2.8210-6S/km）导线型号 单位阻抗LGJ-70mmLGJ-70mmLGJ-70mmLGJ-70mmRo(/kM)0.210.210.330.27Xo(/kM)0.4030.4030.4160.4096.1.3调相调压计算1、升压变：2

16、、降压变：3、调压：变电所1、4要求逆调压，即最小负荷时保证=10kV,最大负荷时，线路电压在1.0510.5kV最大负荷时 最小负荷时 变压器一次侧电压选择最接近分接头5%即115.5KV。校验 基本满足调压要求。变电所3要求顺调压，即任何情况下低压侧保持在10.210.5kV最大负荷时最小负荷时变压器一次侧平均电压为 选择最接近的分接头5%即115.5KV校验： 基本满足调压要求。7参考文献1 梁志瑞.电力系统课程设计参考资料M.保定：华北电力大学，2004；2 黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料M. 北京：中国电力出版社，1998；3 陈 珩.电力系统稳态分析 水利电力出版社4 电力

17、工程设计手册 东北西北电力设计院；5 电力系统规划设计手册 东北电力设计院；6 电力系统课程设计及毕业设计参考资料 东南大学；7 电力建设工程预算定额 第四册 送电线路工程（2001修订本）. 中国电力企业联合会,2002,4；8 傅知兰. 电力系统电气设备选择与使用计算M. 北京：中国电力出版社，2004；9 熊信银.发电厂电气部分M.中国电力出版社，2004；10 宋继成.220500kV变电所电气接线设计.中国电力出版社，1993；11 刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计M.中国电力出版社,2005；12 戈东方.电力工程电气设计手册电气一次部分M.水利水电出版社，1990；13 刘

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