电力系统课程设计

2009年电力系统课程设计说明书1课程设计说明书课程名称：电力系统课程设计设计题目：电网设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：2009年电力系统课程设计说明书2目录序言............................................................................................................................................1第一章设计任务介绍...................................................................................................................2第二章电力系统功率平衡...........................................................................................................32.1系统有功功率平衡：........................................................................................................32.2系统无功功率平衡：........................................................................................................32.3功率平衡的结论：............................................................................................................4第三章电力系统规划方案选择...................................................................................................53.1电力网络接线的初步拟定.................................................................................................53.2初选合理方案的初步设计.................................................................................................73.3方案的比较和筛选..........................................................................................................93.3.1技术比较的计算.......................................................................................................93.3.2经济比较的计算.......................................................................................................9第四章变电器的选择和计算.......................................................................................................134.1发电厂主接线的选择.......................................................................................................134.2变电所变压器和母线接线的选择...................................................................................15第五章调压计算.......................................................................................................................185.1系统参数的计算............................................................................................................185.2系统的功率分布............................................................................................................195.3电压损耗计算和抽头选择...............................................................................................20第六章电力系统主要经济指标...............................................................................................256.1经济指标...........................................................................................................................256.2主要物资的统计..............................................................................................................252009年电力系统课程设计说明书1序言现代的电力工业是国民经济极其重要的组成部分，它和国民经济其它部门有着密切的联系，因此我们在进行电力网络的设计时必须以保证其可靠为前提，然后再考虑其经济性，另外还应使设计的方案具有发展的余地，才能满足国民经济日益增长的需要。本设计的内容包括：校验电力系统功率平衡，决定系统的接线图，计算电力网络功率分布，变压器的抽头选择，计算电力网络的主要经济指标，绘制系统主结线图，编写设计说明书。通过设计能进一步巩固和运用电力网及电力系统新学到的知识，初步掌的握电力网络设计的一般原则和方法，学会查电力手册和资料，进一步培养独立思考和独立工作的能力，为以后的设计工作打好一个坚实的基础。2009年电力系统课程设计说明书2第一章原始资料分析根据课程设计任务书所提供的发电厂、变电站资料，本设计有电厂一个，装机容量为175MW；变电站4座，负荷最大的是3＃变电站40.0MW，负荷最轻的是1＃变电站26.0MW；供电距离一般为20～30kM左右。详细资料见设计任务书。电力网地理位置图如下：变电站负荷合理性校验：变电站负荷Pmax×Tmax8760Pmin是否合理变电站1143000122640是变电站2187000157680是变电站3220000183960是变电站4185000166440是2009年电力系统课程设计说明书3第二章校验电力系统功率平衡2.1系统有功功率平衡：发电厂的总装机容量：PF=5*25+50=175MW综合最大负荷：P=K1*K2*ΣPmax+P=1.05*0.9*(26+34+40+37)+20=149.5MW系统的备用容量：P备=PF－P=175－149.5=25.5MWP备/p=25.5/149.5*100%=17.1%10~15%满足要求。2.2系统无功功率平衡：发电机提供的无功负荷：QFΣ=5*25*tg(arccos0.8)+50*tg(arccos0.85)=135.57Mvar系统所需的无功功率：Q=K1*ΣQmax+k2*ΣSTN+Qb=0.9*(17.47+23.23+27.92+23.90)+0.2*(26+34+40+37)+13.44=124.56MvarQ备=QFΣ－Q=135.57－124.56=11.01MvarQ备/Q=11.01/124.56*100%=8.8%8~10%满足要求。2009年电力系统课程设计说明书42.3功率平衡的结论：从以上的功率可知系统的有功和无功功率能满足要求，当发电机在最大负荷时，一台发生故障，还可以保证一、二类用户的供电，对三类负荷大部分仍能供电。在正常运行时，系统的有功功率备用为17.1%，无功功率备用为8.8%。2009年电力系统课程设计说明书5第三章电力网络结线的选择3.1网络结线初步方案的拟定网络结线方式的选择在很大程度上决定了系统运行的可靠性、经济性，是由负荷大小、地理位置、对可靠性的要求等因素决定的。就本电网而言，由于各个变电所带的一类负荷比例较大，所以可靠性要求较高，根据这些特点，从可靠性、经济性、灵活性及电能质量的方面着眼，拟定以下四个方案进行技术、经济性的初步比较。方案一2009年电力系统课程设计说明书6方案二方案三2009年电力系统课程设计说明书7方案四各方案比较结果：方案优点缺点等值线长开关组数方案一供电可靠，电压水平高。投资较大14016方案二供电可靠，电压水平高。继保复杂17512方案三供电可靠，电压水平高。继保复杂14714方案四供电可靠，电压水平高。继保复杂14016经过以上的各方案技术、经济的简单比较，选出1、4方案进行精选。3.2网络结线最佳方案的拟定在1、4方案选出最佳方案的过程中，需要进行技术和经济比较的内容：①技术比较：比较正常和发生电压损耗最大的故障，因电压损耗是重要的指标之一，所以对于正常情况电压损失不应大于10%Ue，故障情况下不应大于15%Ue.2009年电力系统课程设计说明书8②经济比较：a、总投资K，包括线路造价和断路器投资。b、年运行费用n，包括线路、断路器的折旧及维修费、线路年电能损耗费。c、年计算费用Z，Z=n+K/PP为折旧年限，这里取7年。下面就进行各方案的功率分布计算，选出导线截面、电压校验、电能损耗、系统网络的总投资、年运行费用、年计算支出费用。1、功率分布计算：对环网可用均一网计算，即按公式PI=Σ(Pi*li)/lΣ,QI=Σ(Qi*li)/lΣPII=Σ(Pi*li，)/lΣ,QII=Σ(Qi*li，)/lΣ式中PI、QI分别为第i负荷的有功及无功功率，lili，分别为从第i个负荷点到供电点I、II的线路长度，lΣ为线路总长度。2、选择导线截面：按经济电流密度S=I/j选择导线的截面，I为流过线路的电流，j为经济电流密度，当最大利用小时数达到5000小时以上，钢芯铝铰线的j取0.9A/mm2。在电压等级为110KV的线路，为了避免电晕损耗，导线截面不得小于LGJ-70。3、电压损耗：按ΔU=(PR+QX)/U公式计算，式中U取线路的额定电压，P、Q为流过线路的有功及无功功率。2009年电力系统课程设计说明书94、电能损耗每条线路按ΔA=ΔP*τ公式计算线路的电能损耗。5、系统网络的总投资：K=KL+KF式中KL为线路的总造价，KF为断路器的投资。6、年运行费用：N=K*8%+FA*C式中FA为电能损耗费。7、年计算支出费用：Z=N+K/P3.3网络结线技术经济比较计算以方案一为例介绍技术经济计算方法：1、功率分布：A－1：26＋j17.47；A－2：