课程设计.docx
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课程设计
1设计任务
本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计：
1.1确定供电电压等级；
1.2初步拟定若干待选的电力网接线方案；
1.3发电厂、变电所主变压器选择；
1.4电力网接线方案的技术、经济比较；
1.5输电线路导线截面选择；
1.6调压计算。
2原始资料
2.1发电厂、变电所相对地理位置及距离
2.2发电厂技术参数
发电厂
A
装机台数、容量（MW）
4×75
额定电压（kV）
10.5
额定功率因数
0.8
2.3负荷数据及有关要求
厂
项站
目
发电厂
变电所
A
1
2
3
最大负荷（MW）
20
80
60
70
最小负荷（MW）
10
40
30
35
功率因数
0.85
0.85
0.9
0.85
（h）
5000
6000
5500
5000
低压母线电压（kV）
10
10
10
10
调压要求
最大负荷（%）
2～5
5
2.5
2.5
最小负荷（%）
2～5
0
7.5
7.5
各类负荷（%）
I类
30
0
35
30
II类
25
50
30
30
3课程设计任务说明及注意事项
3.1确定电网供电电压等级
应考虑变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离。
3.2初步拟定若干待选的电力网接线方案
需考虑发电厂、变电所的相对地理位置、距离，变电所负荷的大小、对供电可靠性的要求。
3.3选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式
应注意：
（1）发电厂主变压器至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑。
（2）发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线。
（3）选择发电厂主变压器容量时，应注意：
发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电（没有经过主变压器），具体按如下方式考虑：
①若采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套；
②若采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：
扣除机端最小负荷、厂用电后，保证将全部剩余功率送入系统；
③若采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时，主变压器应能从系统倒送功率保证机端负荷的需要；
④若发电机端母线上接有多台主变压器，当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内保证输送全部剩余功率的70％以上。
（4）变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：
3.4电力网接线方案的技术性比较
内容包括：
供电可靠性、电压质量、运行灵活性、电网将来发展的适应性等，此次课程设计只要求作定性分析。
电力网接线方案的经济性比较内容包括：
投资、运行维护费、电能损失费。
经技术、经济比较后，从各待选方案中选出最佳方案作为推荐方案。
在进行电力网接线方案技术、经济比较时，需要进行初步潮流计算。
由于此时输电线路导线截面尚未确定，因此，可首先按某一种导线截面计算线路电阻、电抗等参数，然后进行初步潮流计算。
3.5选择输电线路导线截面
根据初步潮流计算结果，按经济电流密度选择输电线路导线截面，按技术条件（如电晕、机械强度、发热条件等）进行校验。
3.6调压计算
对于经过技术、经济性比较后得到的推荐方案，根据调压要求进行调压计算。
调压计算方法是：
通过选择合适的主变压器分接头，满足10KV调压要求。
若通过选择主变压器分接头不能满足调压要求，则应考虑采用有载调压变压器，或采用并联无功补偿装置调压（计算所需要的并联无功补偿容量）。
4附录
4.1架空输电线路导线经济电流密度
架空输电线路导线经济电流密度（A/mm2）
年最大负荷利用小时数Tmax
3000以下
3000～5000
5000以上
铝
1.65
1.15
0.90
铜
3.00
2.25
1.75
4.2规划方案的经济性比较方法
本次《电网规划课程设计》要求按年费用最小法进行规划方案的经济性比较，年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。
规划方案年费用的计算范围包括：
（1）输电线路的投资；
（2）输电线路的年运行费用；（3）网络电能损失费。
4.2.1规划方案的年费用计算方法
其中：
——规划方案的年费用
——折算至基准年（规划水平年）的总投资
——电力工程经济使用年限（取25年）
——电力工业投资回收系数（取0.1）
——基准年的年运行费用（取投资的5％）
4.2.2输电线路的投资指标
110KV架空输电线路单位投资指标
类别
单位造价指标
LGJ－400
45万元／公里
LGJ－300
40万元／公里
LGJ－240
32万元／公里
LGJ－185
30万元／公里
LGJ－150
28万元／公里
LGJ－120
25万元／公里
4.2.3电能损失费计算方法
（1）由潮流计算结果得出全网最大损耗功率
；
（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数
、负荷功率因数
，根据下表查出年最大负荷损耗时间
；
（3）计算整个电网全年电能损耗
（Kwh／年）；
（4）按电力系统综合成本电价（取0.35元／Kwh）计算电能损失费。
最大负荷损耗小时
与最大负荷利用小时
、功率因数
之间的关系
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
2000
1500
1200
1000
800
700
2500
1700
1500
1250
1100
950
3000
2000
1800
1600
1400
1250
3500
2350
2150
2000
1800
1600
4000
2750
2600
2400
2200
2000
4500
3150
3000
2900
2700
2500
5000
3600
3500
3400
3200
3000
5500
4100
4000
3950
3750
3600
6000
4650
4600
4500
4350
4200
6500
5250
5200
5100
5000
4850
7000
5950
5900
5800
5700
5600
7500
6650
6600
6550
6500
6400
8000
7400
7350
7250
3课程设计任务说明及注意事项
3.1确定电网供电电压等级
应考虑变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离。
3.2初步拟定若干待选的电力网接线方案
需考虑发电厂、变电所的相对地理位置、距离，变电所负荷的大小、对供电可靠性的要求。
3.3选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式
应注意：
（1）发电厂主变压器至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑。
（2）发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线。
（3）选择发电厂主变压器容量时，应注意：
发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电（没有经过主变压器），具体按如下方式考虑：
①若采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套；
②若采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：
扣除机端最小负荷、厂用电后，保证将全部剩余功率送入系统；
③若采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时，主变压器应能从系统倒送功率保证机端负荷的需要；
④若发电机端母线上接有多台主变压器，当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内保证输送全部剩余功率的70％以上。
（4）变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：
3.4电力网接线方案的技术性比较
内容包括：
供电可靠性、电压质量、运行灵活性、电网将来发展的适应性等，此次课程设计只要求作定性分析。
电力网接线方案的经济性比较内容包括：
投资、运行维护费、电能损失费。
经技术、经济比较后，从各待选方案中选出最佳方案作为推荐方案。
在进行电力网接线方案技术、经济比较时，需要进行初步潮流计算。
由于此时输电线路导线截面尚未确定，因此，可首先按某一种导线截面计算线路电阻、电抗等参数，然后进行初步潮流计算。
3.5选择输电线路导线截面
根据初步潮流计算结果，按经济电流密度选择输电线路导线截面，按技术条件（如电晕、机械强度、发热条件等）进行校验。
3.6调压计算
对于经过技术、经济性比较后得到的推荐方案，根据调压要求进行调压计算。
调压计算方法是：
通过选择合适的主变压器分接头，满足10KV调压要求。
若通过选择主变压器分接头不能满足调压要求，则应考虑采用有载调压变压器，或采用并联无功补偿装置调压（计算所需要的并联无功补偿容量）。
4附录
4.1架空输电线路导线经济电流密度
架空输电线路导线经济电流密度（A/mm2）
年最大负荷利用小时数Tmax
3000以下
3000～5000
5000以上
铝
1.65
1.15
0.90
铜
3.00
2.25
1.75
4.2规划方案的经济性比较方法
本次《电网规划课程设计》要求按年费用最小法进行规划方案的经济性比较，年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。
规划方案年费用的计算范围包括：
（1）输电线路的投资；
（2）输电线路的年运行费用；（3）网络电能损失费。
4.2.1规划方案的年费用计算方法
其中：
——规划方案的年费用
——折算至基准年（规划水平年）的总投资
——电力工程经济使用年限（取25年）
——电力工业投资回收系数（取0.1）
——基准年的年运行费用（取投资的5％）
4.2.2输电线路的投资指标
110KV架空输电线路单位投资指标
类别
单位造价指标
LGJ－400
45万元／公里
LGJ－300
40万元／公里
LGJ－240
32万元／公里
LGJ－185
30万元／公里
LGJ－150
28万元／公里
LGJ－120
25万元／公里
4.2.3电能损失费计算方法
（1）由潮流计算结果得出全网最大损耗功率
；
（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数
、负荷功率因数
，根据下表查出年最大负荷损耗时间
；
（3）计算整个电网全年电能损耗
（Kwh／年）；
（4）按电力系统综合成本电价（取0.35元／Kwh）计算电能损失费。
最大负荷损耗小时
与最大负荷利用小时
、功率因数
之间的关系
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
2000
1500
1200
1000
800
700
2500
1700
1500
1250
1100
950
3000
2000
1800
1600
1400
1250
3500
2350
2150
2000
1800
1600
4000
2750
2600
2400
2200
2000
4500
3150
3000
2900
2700
2500
5000
3600
3500
3400
3200
3000
5500
4100
4000
3950
3750
3600
6000
4650
4600
4500
4350
4200
6500
5250
5200
5100
5000
4850
7000
5950
5900
5800
5700
5600
7500
6650
6600
6550
6500
6400
8000
7400
7350
7250
二、电网课程设计内容
1供电电压等级的确定
根据图1中的变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离，由有关资料确定电压等级，采用架空线时与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离。
发电厂A最大课发功率300MW,;1变电站最大负荷为80MW,2变电站最大负荷为60MW,3变电站最大负荷为70MW。
结合设计的地理分布,最长输电线路70km，最短输电线路30km，选择220KV的输电等级。
依据如下：
额定电压（KV）
输送功率（KW）
输送距离（KM）
3
100～1000
1～3
6
100～1200
4～15
10
200～2000
6～20
35
2000～10000
20～50
60
3500～30000
30～100
110
10000～50000
50～150
220
100000～500000
100～300
2、初步接线方案的拟定依据
（1）根据任务书上的发电厂和变电所的相对地理位置，作出大致的5个供电可靠性高，节省线长的地理接线图方案。
（2）假设全网的输电线路都是一个型号的电力线路，将整个电网均一化，利用均一网的潮流分布计算公式，确定整个线路上的初步潮流分布。
（3）通过负荷矩（即输电线路的电能指标）和线长（即输电线路的一次投资量指标）进行筛选，选出两个备选方案进行精确潮流计算。
（4）为了便于选择和计算，设计地理接线图时统一采用110KV电压等级，LGJ-240型号导线进行初步潮流计算，以有功功率损耗及电压偏移为参考指标，选出两个方案进行精确潮流计算，重新计算导线截面积及阻抗标幺值，带入程序计算。
均一网初步功率分布的计算公式如下：
S=
即：
2.1各节点编号及性质
名称
编号
节点性质
发电厂A
1
PV节点
变电所1
2
PQ节点
变电所2
3
PQ节点
变电所3
4
PQ节点
无穷的系统
5
平衡节点
2.2
升级会员 