1、,其表达式为:式中 -区域内各个所最大用电负荷之和;-同时率。同时率与电力用户的多少,各用户的用电特点等因素有关,参照表1-1,去同时率为0.90,得=27.9MW。用户及系统情况用户较少用户很多地区与系统之间0.951.000.700.850.900.95表1-1同时率参考值1.1.2 系统供电负荷和发电负荷系统的供电负荷,就是用电负荷加上为输送负荷而产生的功率损耗。系统的供电负荷表达式为:-网损率;-系统的用电负荷。在规划设计时,网损是用网损率计算,而网损率是以供电负荷的百分数所表示,一般为5%10%,本设计取=8%,则MW。系统发电负荷是指满足系统供电负荷,以及发电机电压支配负荷的需要,
2、发电厂发出的功率,其表达式为:-系统的供电负荷;-发电机电压支配负荷;-厂用电率。通常发电厂厂用电率如表1-2,查表,取=6%,得=49.29MW。电厂类型热电厂凝汽式电厂小型凝汽电厂大、中型水电厂小型水电厂核电厂厂用电率1015810560.30.51.045表1-2发电厂厂用电率(%)1.1.3 系统备用容量负荷备用容量。通常为最大发电负荷的2%5%,低值适用于大系统,高值适用于小系统。本设计为小系统,取为5%。事故备用容量。通常为最大发电负荷的10%左右,本设计取为10%。检修备用容量。通常为最大发电负荷的8%15%,具体数值有系统情况而定,本设计取为10%。考虑备用容量后,系统发电负荷
3、为:=*(1+5%+10%+10%)=61.61MW发电机组额定容量为:=25*3=75MW发电机组工作效率为K=61.61/75=82.14%,正好满足发电机组在80%100%的经济出力的要求,有利于事故时系统频率的稳定,也有利于供电的可靠性及运行的经济性。1.2 无功补偿的设置取各个变电站补偿后的功率因数为0.95。每个站的补偿容量计算如下:1.2.1 1号变电站的无功补偿补偿前的无功为:补偿后的无功容量为:1号变电站无功补偿容量为2.04Mvar1.2.2 2号变电站的无功补偿3.10补偿后的无功容量为:2号变电站无功补偿容量为1.2.3 3号变电站的无功补偿补偿前的无功功率:3号变电站
4、无功补偿容量为:1.2.4 4号变电站的无功补偿补偿前的无功功率为:补偿后的无功功率为4号变电站无功补偿容量为,故由发电机提供的无功功率不能满足电网的无功需求,要进行补偿,各个变电站总补偿容量为:2供电方案设计与比较 2.1 方案的初步设计 根据电力负荷对供电质量的要求以及电力负荷分布的特点,我们设计出了6种初步供电方案,各个方案的网络拓扑见附录(I)。2.2发电厂和变电站的主接线设计2.2.1主接线设计要求发电厂的电气主接线方式,应根据厂内装机容量、单机容量、设备特点、最终规模等,结合电力系统现状与将来发展,以及本厂再电力系统中的地位等条件综合确定,其接线方式应具备可靠、灵活、经济等基本性能
5、特点。2.2.2 发电厂主接线设计此电厂发电机组容量为25MW,台数为3台,低压侧采用双母接线;用3台主变压器与110KV网络联系。高压侧都有4回出线,所以选择双母线的主接线形式。2.2.3变电站的主接线设计1) 变电所的高压侧接线,应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式,如桥型接线、变压器线路组等,在满足继电保护的要求下,也可在地区线路上采用分支接线,即T形接线,但在系统主干网上不得采用分支接线。2) 在具有两台主变压器的变电所中,当35220KV线路为双回线时,若无特殊要求,该电压级主接线均采用桥型接线。3) 在3560KV配电装置中,当线路为3回及以上时,一般采用单母线或单母线分段接
6、线。若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区,可采用双母线接线。4) 在110、220KV配电装置中,当线路为34回时,一般采用单母线分段接线;若为枢纽变电所,线路在4回及以上时,一般采用双母线接线。5) 如果断路器不允许停电检修,则应增加相应的旁路设施,其原则基本同前。根据以上要求对各种方案的主接线选择见表(3)。2.3导线的选择与校验按经济电流密度选择导线截面积:式中 正常运行方式下的线路最大持续视在功率,KVA; 线路额定电压,KV; 经济电流密度,A/根据计算结果选取接近的标称截面积导线。2.3.1方案I对环网进行初步潮流计算:2314A7+J2.314+J4.6025+J1.
7、643图2-1 方案I环网初步潮流分布图 经计算、查表可得时,;计算A-2线路得,计算2-3线路得,计算3-4线路得,计算1-4线路得,计算A-1线路得,按发热校验导线截面:线路A-2:线路2-3:线路3-4:线路1-4:线路A-1:其中,查表得各型号导线持续容许电流,校验都符合长期发热要求。经查表得所有线路均采用LGJ50/8。单位重量为195.1Kg/Km。线路长度为349.8Km,所以有色金属消耗量为68.25吨2.3.2方案IIA19+J6.251图2-2方案II环网初步潮流分布计算2-4线路得,线路2-4:线路长度为371.8Km,所以有色金属消耗量为72.534吨2.3.3方案II
8、I图2-3方案III环网初步潮流分布线路长度为299.2Km,所以有色金属消耗量为58.37吨2.3.4方案IV线路长度为376.2Km,所以有色金属消耗量为73.40吨2.3.5方案V图2-4 方案V环网潮流分布(1)24+J7.8887+J2.301图2-5 方案V环网潮流分布(2)各线路功率计算1-2线路得,线路1-2:线路4-3:线路长度为332.2Km,所以有色金属消耗量为64.81吨2.3.6方案VI对该网进行初步潮流计算:图2-6 方案VI潮流分布线路长度为302Km,所以有色金属消耗量为58.920吨2.4变压器的选择与相关参数的计算2.4.1 发电厂主变的选择1、 本设计主接
9、线为发电机端设立母线形式,发电机经母线及升压变压器接入系统时,其变压器总容量应考虑负荷的逐年发展,并按以下原则计算选择:A.当发电机端电压母线上的负荷最小时,应能将剩余功率送入系统;B.当发电机电压上最大一台发电机停运时,应能保证由系统经主变压器供给电压母线上最大负荷。2、考虑备用负荷时,选择两台变压器。其容量考虑一台切除后,另一台能过负荷30%;确定发电厂变压器容量时,地区负荷最低时发电机的功率能全部送出,同时考虑地区负荷最大时,允许系统倒送一部分功率,一台变压器检修切除时,其余变压器能送出7075%Sn,如三台并联时考虑Sn/2*1.3。3、容量计算与型号选择发电厂负责对四个地区负荷供电,
10、为避免变压器检修或故障时造成变压器全厂停电,变压器通常为23台,本设计选择为三台变压器并联。选型110Kv双绕组压变压器为:型号额定容量(KVA)额定电压(KV)(高)额定电压(KV)(低)联接组标号-31500/1103150011022.5%10.5YN,d11空载损耗(KW)负载损耗(KW)空载电流(%)阻抗电压(%)重量(t)42.21481.150.3表2-1 发电厂变压器选择2.4.2 四个变电站主变的选择1、主变选择要求变电所主变压器容量,一般都应按510年规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电所,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计及负荷能力允许时间
11、内,应满足一类及二类负荷供电;对一般性变电所,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70%以上。考虑备用时,选择两台变压器,保证一台由于故障切除后,另一台能够过负荷30%。一站:二站:三站:四站:型号列表为:站点变压器型号台数(Kw)SFL1-6300/11052.59.76SFZL1-16000/110120341.2表2-2变电站变压器选择2、电站主变参数计算双绕组变压器等值电路参数计算:各站变压器参数如表2-316201.678.075.738100.83516.1411.465.6779.412.811.592.83539.7055.623.18表2-3变压器参数计算2
12、.5供电方案的初步比较 六个方案的情况列表如下:方案线路长度(Km)路径长度(Km)发电厂与变电站主接线形式高压开关数(个)有色金属消耗量(t)电厂1号站2号站3号站4号站I349.8224双母桥型1468.245II371.872.534III19258.374IV376.217173.397V311.323960.735VI332.2151双母线64.812表2-4初步方案项目列表表中所列方案均能满足供电可靠的性的要求,但各种方案的经济性有差异。通过对比我们选择了经济性好,供电可靠性高的发难III、VI做进一步的详细比较。2.6供电方案的详细比较2.6.1电能损耗(1)方案III网络中的功
13、率分布:各段电阻如下:最大负荷损耗小时数总电能损耗:(2)方案VI最大负荷损耗小时数:,2.6.2电压损失校验2.6.2.1方案III电压损失校验(1)变电站1由电压校验:因故障A-1中的一回线停U=1.6215满足要求(2)当A-2某回线退出运行时,潮流如图2-7。54121502图2-7当A-2某回线退出运行时潮流分布=9.58MW=9.42MW故3号站为功率分点:U=9.88(3)4号站电压损耗计算U=10.25,则方案3为最优方案。3潮流计算3.1 最大功率与最小功率分布计算变压器参数计算如表2-3.各变电站功率计算如表3-1.站号最大负荷7+j2.305+j1.64314+j4.60
14、2最小负荷2.4+j0.7901.6+j0.5267+j2.303表3-1各变电站功率3.1.1 确定各站点运算负荷变压器等值电路及功率其中:S=S+1、1号站:;取+2、2号站:3、3号站:4、4号站:各点运算负荷(MVA)7.0518+j2.89712.4237+j0.9819表3-2 变电站运算负荷5、计算线路电路电纳后,为化简网络,重新计算各站点运算负荷由,方向由站点流向大地;计算电路电纳后得各站点运算负荷如表3-3。(MVA) (MVA)7.0518+j1.67482.4237-j0.23445.0378-j1.01141.6214-j2.335614.1189+j4.50017.0
15、807+j1.66665.0378+j0.96511.6214-j0.3591表3-3计算电路电纳后得各站点运算负荷3.1.3初步潮流分布 1)最大负荷 3 4 2 2 34.65+j24.86 14.55+j10.44 28.41+j20.39 14.1189+j4.5001 5.0378+j0.9651 图3-1最大负荷时初步潮流分布=9.66+j2.8437=9.4966+j2.62145.0378+j0.9651)=4.4588+j1.6563故得初始功率分布图(节点3为功率分点) 9.66+j2.8437 4.4588+j1.6563 9.4966-j2.6214 图3-2初始功率分布1) 最小负荷 7.0807+j1.6666 1.6214+j0.3591 图3-3最小负荷时初步潮流分布=4.5132+j0.7908 = =4.1889+j0.5167=-=4.1889+j0.5167-(1.6214-j0.3591)=2.5675+j0.8758可得初步功率分布为(其节点3为功率分点)图3-4 功率分布3.1.4详细潮流系统等值电路如附录4。1、最大负荷时(1)将环网从节点3打开 如图3-5。=9.66+j2.8437 MVA= =0.2904+j0.2083 MV=+=9.95+j3.052 MVA (2)=
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