区域电网规划设计解析Word文档下载推荐.docx
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2负荷合理性校验,功率平衡校验及确定运行方式3
2.1负荷合理性校验3
2.2功率平衡校验3
2.3确定发电厂运行方式4
3确定网络结线方案和电压等级5
3.1网络电压等级的确定5
3.2网络结线方案初步比较5
3.3网络结线方案精确比较5
4确定发电厂、变电所的结线方式11
4.1选择发电厂主结线11
4.3确定变压器型号、台数及容量12
5调压方式的选择和计算14
5.1系统参数计算14
5.2各点的计算负荷和功率损耗计算及结果15
5.3作出网络的功率分配图17
5.4网络电压损耗计算和变压器抽头选择18
5.5调压计算结果分析23
6统计系统设计的主要指标24
6.1线损率的计算24
6.2全年平均输电效率24
6.3输电成本计算25
6.4小结25
结论26
参考文献27
1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。
1.2原始资料
一、发电厂资料
项目
台数
容量(MW)
电压(kV)
额定功率因数
3
6
50
10.5
0.85
二、发电厂和变电所负荷资料
变电所
(1)
变电所
(2)
变电所(3)
最大负荷(MW)
20
30
最小负荷(MW)
10
15
最大负荷功率因数
0.9
最小负荷功率因数
0.8
最大负荷利用小时
5500
二次母线电压(kV)
一类用户的百分数
40
二类用户的百分数
三类用户的百分数
调压要求
逆
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。
2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:
Pmax·
Tmax>Pmin·
87608760——全年小时数
1、发电厂负荷
(Pmax·
Tmax=80×
5500=440000)>(Pmin·
8760=45×
8760=394200)(MWh)
2、变电所1负荷
Tmax=20×
5500=110000)>(Pmin·
8760=10×
8760=87600)(MWh)
3、变电所2负荷
Tmax=30×
5500=165000)>(Pmin·
8760=15×
8760=131400)(MWh)
4、变电所3负荷
8760=20×
8760=175200)(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1
K2——厂用网损系数取1.15(其中网损7%,厂用8%)
PXmax=1×
1.15×
(20+30+30)=92MW
PXMIN=1×
(10+15+30)=63.25MW
发电厂装机容量:
PFmax=50×
6=300MW
有功备用容量:
PB=PFmax-PXmax=300-92=208MW
备用容量占系统最大有功综合负荷的百分比:
69.3%>10%
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-1Φ)
QXmax=92×
tan(cos-10.85)=57MVar
发电机能提供的无功功率:
QFmax=PFmax.tan(cos-1Φe)
QFmax=(50×
6)tan(cos-10.85)=185.9MVar
无功备用容量:
QB=QFmax-QXmax=185.9-57=128.9MVar
无功备用容量占系统最大综合无功功率的69.4%>
10%
三、功率平衡校验结论
发电厂有功储备为208MW,达到系统最大综合有功综合负荷的69.3%,大于10%,基本满足系统有功平衡的要求。
发电厂无功储备有128.9MVar,达到系统最大综合无功功率的69.4%,已满足系统无功平衡要求的大于10%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92MW,而发电厂最大出力为300MW,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63.25MW,此时发电厂以最大方式运行时。
无论最大最小,都要2台50MW机组投入运行,即两台50KW机组带负荷,而另四台50KW机组作备用,用作轮流检修和事故备用。
3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,输送容量20~37MVA,输送距离从100~169.7kM。
根据各级电压的合理输送容量及输电距离,应选择220KV电压等级(其输送能力为100~500MW,100~300kM)。
故网络电压等级确定为:
220kV
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
优缺点
Ⅲ
665.9
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
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220kV电压等级,为了避免电晕损耗,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Π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(Ω/km)
xo(Ω/km)
导线投资(万元)
线路综合投资(万元)
LGJ-70
275
0.45
0.432
0.29
1.95
LGJ-95
335
0.33
0.416
0.4
2.1
LGJ-120
380
0.27
0.409
0.49
2.25
LGJ-150
445
0.21
0.403
0.62
2.45
LGJ-185
515
0.17
0.395
0.76
2.7
LGJ-240
610
0.132
0.188
0.98
2.95
LGJQ-300
710
0.107
0.382
1.46
3.4
初选出来的Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ方案技术和经济精确比较见下表:
II
III
IV
结线图
潮流(MVA)
线路A-1:
+j
线路A-2:
线路2-A:
线路1-3:
线路3-2:
+j
选导线
A-1:
2×
LGJ-300
A-2:
LGJ-150
1-3:
LGJ-70
3-2:
LGJ-300
线路阻抗(Ω)
7.062+j25.212
11.55+j22.165
38.66+j37.115
9.99+j35.66
正常时ΔU%
占额定电压的2.0%
占额定电压的1.46%
A-3:
占额定电压的2.4%
A-4:
占额定电压的1.8%
故障时最大
ΔU%
在线路A-4断开时,
18.6%
在线路A-4断开时,
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
707.81万元
774.31万元
670.74万元
746.74万元
断路器
断路器:
80万元
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61.56万元
年计算费用(万元)
由上表的技术及经济比较可以看出,方案Ⅵ在技术上满足要求(正常时∆U<
5%,故障时∆U<
15%),经济上又最省,故选择Ⅵ方案为网络结线方案。
表中数据算法及算例如下(以方案Ⅲ为例,方案Ⅱ、方案Ⅵ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:
P=20/2=10MWQ=P·
tan(cos-1φ)=10×
tan(cos-10.85)=6.20MVar
P=25/2=12.5MWQ=P·
tan(cos-1φ)=12.5×
tan(cos-1