区域电力网规划设计方案

西南科技大学本科毕业论文（设计） 1 1 区域电力网规划设计方案 第 1章 绪 论 电力工业是国民经济发展的基础工业。区域电力网规划、设计及运行的根本任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下 ,合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足、可靠和质量合格的电能 1。 区域电网规划是根据国民经济发战计划和现有电力系统实际情况，结合能源和交通条件，分析负荷及其增长速度，预计电力电量的发展，提出电源建设和系统网架的设想，拟定科研、勘探、设计以及新设备试制的任务。 电力系统设计是在 审议后的电力系统规划的基础上，为电力系统的发展制定出具体方案 2。在电力系统设计中，贯彻国家各项方针政策，遵照有关的设计技术规定：从整体出发，深入论证电源布局的合理性，提出网络设计方案，并论证其安全可靠性和经济性，为此需进行必要的计算：尚需注意近期与远期的关系，发电、输电、变电工程的协调，并为电力系统继电保护、安全自动装置以及下一级电压的系统设计创造条件。电力系统设计包括电厂接入系统设计，电力系统专题设计，发电、输电、变电工程可行性研究及初步设计的系统部分 3。 区域电网设计的水平年，一般取今后 5景水平年取今后 10计水平年的选取最好与国民经济计划的年份相一致。电源和网络设计，一般以设计水平年为主，并对设计水平年以前的过渡年份进行研究，同时还要展望到远景水平年 4。 第 2 章 原始资料分析 西南科技大学本科毕业论文（设计） 2 2 始资料 （ 1) 发电厂装机情况 发电厂 类型 总装机容量 ,机容量 ,数 机端电压 ,率因数 A 火电 400 100 4 火电 350 50 3 2) 负荷情况 参数 厂站名 厂 A 厂 B 站 1 站 2 站 3 站 4 站 5 15/0/0/0/5/10/ 10/0/0/5/0/5/压母线电压 , 10 10 35， 10 35，10 35,10 负荷等级 I, 75 80 75 60 80 75 H 5000 4800 5000 5200 5200 5000 主变年运行时间 ,H 8760 8760 8760 8760 8760 备用要求 备 备 备 备 备 备 调压要求 逆 逆 常 顺 逆 常 始资料分析 （ 1）发电厂、变电所地理位置如下： 西南科技大学本科毕业论文（设计） 3 3 (备注： 1 5为变电站 ) （ 2） 发电厂、变电所地理负荷分布 发电厂 A、 电所（ 1）（ 5）都有本地负荷且发电厂、变电所都 有一、二类负荷。 （ 3）校验负荷合理性（ m a x m a x m i n 8760P T P） 发电厂 A： 14 5000 7000017 8760=148920 变电所（ 2） :18 5500=9900010 8760=87600 变电所（ 3） :26 5000=13000014 8760=122640 变电所（ 5） :18 5000=900008 8760=70080 所以，以上负荷都合理。 第 3 章 电力电量的平衡 统功率平衡 （ 1）有功功率平衡 西南科技大学本科毕业论文（设计） 4 4 5 i=1 95 （ 14 33+18+26+22） P P装 综 合 25 4+50 1 . 9 1 5 1 0 0 2 71 1 8 . 0 8 5综 合 备用充足，满足（ 10 15）的要求 （ 2）无功功率平衡 1 m a x 211i e K Q Q综 合 因发电厂 对应 m a xm a xm a i n 0 . 5 7 9 . 7 v a rc o s 0 . 8 2 同样：变电所（ 1） : 对应 m a x 33 0 . 5 4 2 1 . 2 v a 8 4 2 m a x 18 0 . 5 4 1 1 . 6 v a 8 4 3 m a x 26 0 . 5 7 1 8 . 1 v a 8 2 4 m a x 22 0 . 5 4 1 4 . 1 v a 8 3 （ 3）视在功率 14 1 7 . 10 . 8 2 V A 12 1 5 . 10 . 8 2 V A 1 33 8 4S M V A 2 18 2 1 . 40 . 8 4S M V A 西南科技大学本科毕业论文（设计） 5 5 3 26 3 1 . 70 . 8 2S M V A 4 22 2 6 . 20 . 8 4S M V A 5 22 2 6 . 20 . 8 4S M V A 发电机 25 1 25 0 . 6 4 7 5 v a 8 50 2 50 0 . 5 2 3 0 . 5 9 v a 8 5 1 25 4 1 2 50 . 8S M V A 2 50 5 8 . 80 . 8 5S M V A 0 . 9 5M v a 综 合 （ + 125+ 75+ 4 . 3 8 5 M v a r 0装 综 合 （ 4）结论 系统的有功功率、无功功率都能平衡，且有功功率备用充足。 表格法进行电力电量平衡 统最大供电负荷计算 系统最大供电负荷等于全系统统计及同时率后的用电负荷的总和。用下面的公式，按月求出系统最大供电负荷 5。 系统最大供电负荷 1年 最 大 负 荷 网 损 率 经计算可得下表： 月份 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一十二西南科技大学本科毕业论文（设计） 6 6 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 系统最大供电负荷 50 7 5 56 作容量计算 工作容量计算包括水电厂工作容量（也称水电厂工作出力）及火电厂工作容量（出力）计算 (1)水电厂工作容量计算 先求出夏季以及冬季最小负荷系数 ，将夏季和冬 季各变电站最大有功负荷及最小有功负荷分别相加 6，求出夏季及冬季变电站总的最大有功负荷及总的最小有功负荷，按下面的公式计算夏季及冬季的最小负荷系数： 最小负荷系数 变 电 站 总 的 最 小 有 功 负 荷变 电 站 总 的 最 大 有 功 负 荷 关于水电厂的工作容量的计算，采用公式法近似计算。 先按下面公式计算水电厂的可调日保证电量 ( ) 2 4tj tj s h y p P P 计算出 水电厂的可调日保证电量 ，用其与日峰负荷电量 m a x ( ) 2 4P 比较，这时，可以有以下两种情况： a， 水电厂的可调日保证电量 于或等于系统日峰负荷电量时，即 m a x ( ) 2 4P 时 水电厂的工作容量按下式计算： m a x( ) (1 )s h g t j s h y p q P P P P b， 当 5%12 综上所述，方案 3达不到故障损耗时的技术指标。综合考虑方案 1， 3，本可从技术上排除方案 3，但考虑到可能实施的无功补偿提升电压，继续做方案的经济比较，保留方案 3。 济比较 合投资 （均以三相计算） 查表得 S 3W 元 13。 导线型号 合造价 元 /千米 千米 千米 千米 方案 1 K =2 （ 25 5 5 5 +16 3 =方案 3 K=2 （ 25 5 +35 5 5 4 3=元 运行费用 由最大负荷损耗时间法来计算能量损耗 A 。 由最大负荷利用小时数 查表得 14: 1 4020h 2 4020h 3 3560h 4 4020h 方案 1 ： 241()i 西南科技大学本科毕业论文（设计） 18 18 =2 2 2 223 9 . 3 3 . 3 7 5 2 1 . 4 1 4 . 6 2 5 3 1 . 7 5 . 7 7 5 3 5 6 0 2 6 . 2 1 0 . 1 2 5 4 0 2 0110 =h=10 度 N N N A 线 开 关 = 460 . 2 1 0 7 . 9 7 3 8 1 0 0 . 0 8 7 0 9 . 9 5 方案 3: 241()i 15 2 2 2 223 9 . 3 3 . 3 7 5 2 1 . 4 1 4 . 6 2 5 3 1 . 7 5 . 7 7 5 3 5 6 0 2 6 . 2 1 0 . 1 2 5 4 0 2 0110 h 10 度 计算费用 （取投资回收年限 8年） 方案 1 ： 1 8 元 方案 3 ： 1 8 元 故经济比较排除方案 3。 合技术比较 经济比较，排除方案 3，剩下方案 1为最优。其技术可行，满足电压损耗要求，年计算费用最小 。 方案 1为放射式网络， 1L 为双回线 2L ， 4L ：双回线 3L 为 6。 网接线方案的确定 电厂 （ 1）主接线 西南科技大学本科毕业论文（设计） 19 19 考虑到整个电力系统中，一类、二类负荷各占到（ 25，为保证供电可靠性，高压侧母线采用双母 线主接线形式；同时发电厂当地负荷及厂用电负荷较重，一类、二类负荷占到 55，故发电厂低压侧母线为保证供电可靠性，再考虑到发电机出口处电压有两种电压等级，电压侧母线采用 4台 25电机出口处结成双母线形式17。 （ 2）升压变的确定 4台 25去就近负荷的最小值，用 2台升压变，则每台（ 100（ ） 择 2台 63000 21 11； 1 台 50S 50/择一台 63000 21 1118。 电所 （ 1）主接线 考虑因双回线输电，变电所设置桥形接线，必须考察变压器的经济运行而决定是内桥还是外桥接线。 （ 2）降压变压器的确定 按负荷的 70确定，即允许过载 30运行 变电所（ 1）： 33/选择 31500型号 变电所（ 2）： 15/选择 16000型号 变电所（ 3）： 18/选择 16000型号 变电所（ 4）： 21/选择 20000型号 因采用桥形接线，以上型号变压器各需 2台。 应用变压器组经济运行判定公式 ： a，对变电所（ 1）： 查表得 22 135( 1 ) 2 0 2 * 1 * 2 2 / 1 3 5 1 1 . 4sc r N k k M V P 实际负荷最大容量 23/27 最小容量 11/ 所以负荷容量 S将 2台变 压器投入并联运行，即变电所主接线采用内桥接线； 西南科技大学本科毕业论文（设计） 20 20 b，对变电所（ 2）： 1 6 2 * 1 * 1 8 . 5 / 1 1 0 9 . 3 M V A； 7/用内桥接线 d，对变电所（ 4）： 2 0 2 * 1 * 2 2 / 1 3 5 1 1 . 4 M V A； 10/用内桥接线 e，对变电所（ 5）： 1 6 2 * 1 * 1 8 . 5 / 1 1 0 9 . 3 M V A； 7/用外桥接线 第六章 潮流分布与调压措施的选择 相调压计算 等值图 数计算 a，升压变 1台 31500和 3 台并联的 63000： 2 2 2 21 1 0 0 0 * 1 0 0 0 * 2 9 7 * / 0 . 9 0 51 1 0 6 3 0 0 0 西南科技大学本科毕业论文（设计） 21 21 221 1 0 * % 1 0 * 1 0 . 5 * / 2 0 . 1 71 1 0 6 3 0 0 0T s N 001 0 % / 1 0 0T O Nj j 60/1000 3/100221( 1 / 3 ) * 1 0 0 0 ( 1 / 3 ) * 0 . 3 0 2T s R 3* b，线路参数， 回 95 *25 17.1+ c，降压变， 变电所（ 1）：两台 31500并联： 2 2 2 2 1 ( 1 / 2 ) * 1 0 0 0 ( 1 / 2 ) 1 0 0 0 * 1 9 0 * 1 . 1 5 81 1 0 3 1 5 0 0 22 1 ( 1 / 2 ) % * 1 0 ( 1 / 2 ) 1 0 * 1 0 . 5 * 2 0 . 1 6 71 1 0 3 1 5 0 0T s N 空载时励磁损耗： 001 2 ( % / 1 0 0 ) 2 * ( 0 . 0 3 1 1 3 1 . 5 * 1 . 7 / 1 0 0 ) 0 . 0 6 2 2 0 . 4 4 1TN j I j j M V 变电所（ 2、 3），两台 16000并联： 2,3 000*110*110*110/（ 16000*16000） 2,3 0*10*110/16000 02,3 2（ 00） 电所（ 4），两台 20000并联： 4 000*135*110*110/（ 20000*20000） 4 0*10*110/20000 西南科技大学本科毕业论文（设计） 22 22 04 2（ 00） 8 最大负荷时的潮流计算（额定电压计算） a，降压变上的功率损耗为 ： 222 1 m a x 1 11 m a x 1 m a x( ) * ( ) 0 . 1 2 4 1 . 9 2 5j j M V X 2 2 2333 m a x 3 m a x * ( ) 4 b，传输线末端流过的潮流为： 1 1 0 1 1 m a x 2 3 . 1 6 8 1 6 . 5 4 5TT j M V S S 2S 15.1+3S 4S c，传输线上的损耗： 221111 * ( ) 0 . 2 5 4 0 . 3 2j j M V 2 . 3 2 5 4 0 . 3 5 0 9 0 . 7 1 6 0 . 9 2 6P M W 总 19 变压器一次侧电压应为： 1 1 1 6 . 5 1 1 4 1 1 5 . 2 52t a V 选择最接近的分接头 +5%档即 验： 1 m a x 111 1 8 3 . 7 9 4 . 0 3 1 0 . 51 1 5 . 5V K V （重负荷时） 1 m i n 11 1 1 2 1 . 9 6 2 . 2 6 1 0 . 31 1 5 . 5V K V （轻负荷时） 满足调压要求。 西南科技大学本科毕业论文（设计） 23 23 变电所（ 3）要求逆调压，即最小负荷时保证 10大负荷时，V 最大负荷时 m a x 1 8 . 4 0 7 6 . 7 5 1 3 . 2 2 6 6 . 4 8 1 . 7 8118 V m a x 1 8 . 1 3 2 . 6 1 2 . 9 6 3 9 . 7 4 . 8 31 1 8 1 . 7 8 V 1 m a x 111 1 8 1 . 7 8 4 . 8 3 1 1 6 . 71 0 . 5 V 最小负荷时 m i n 8 . 1 1 9 6 . 7 5 6 . 6 7 4 6 . 4 8 0 . 8 8112 V m i n 8 . 0 5 8 5 2 . 6 6 . 6 1 6 3 9 . 7 2 . 5 51 1 8 0 . 8 8 V 1 m i n 11 1 1 2 0 . 8 8 2 . 5 5 1 1 9 . 410 V 变压器一次 侧电压， 1 1 1 6 . 7 1 1 9 . 4 1182t a V 选择最接近分接头 5%即 验 1 m a x 111 1 8 1 . 7 8 4 . 8 3 1 0 . 61 1 5 . 5V K V 1 m i n 11 1 1 2 0 . 8 8 2 . 5 5 1 0 . 3 41 1 5 . 5 V 基本满足调压要求。 变电所（ 4）要求顺调压，即任何情况下低压侧保持在 大负荷时 m a x 2 1 . 6 7 9 . 4 5 1 5 . 4 3 2 9 . 1 2 . 9 2118 V m a x 2 1 . 1 3 2 . 0 4 1 4 . 9 6 3 1 . 7 4 . 4 91 1 8 2 . 9 2 V 1 m a x 111 1 8 3 . 3 4 4 . 8 9 1 1 6 . 9 71 0 . 4V K V 最小负荷时 m i n 1 0 . 0 2 9 . 4 5 8 . 3 7 4 9 . 1 1 . 5 4112 V m i n 1 0 . 0 7 3 2 . 0 4 8 . 2 3 3 1 . 7 2 . 5 51 1 8 0 . 1 . 5 4 V 1 m i n 11 1 1 2 1 . 5 4 2 . 5 5 1 1 4 . 11 0 . 4V K V 西南科技大学本科毕业论文（设计） 24 24 变压器一次侧平均电压为， 1 1 1 6 . 9 7 1 1 4 . 1 1 1 5 . 62t a V 选择最接近的分接头 5%即 验： 1 m a x 11 1 1 8 2 . 9 2 4 . 4 9 1 0 . 5 1 0 . 2 51 1 5 . 5V K V K V 1 m i n 11 1 1 8 1 . 5 4 2 . 2 5 1 0 . 3 1 0 . 7 51 1 5 . 5V K V K V 基本满足调压要求。 c，升压变的抽头选择 对 50m a x 3 4 . 2 0 . 9 0 5 2 9 . 1 2 0 . 1 7 5 . 5 1 7 5 . 2 3 61 1 8 1 1 2V K V 对应的 若发电机保持逆调压，即负荷重时 V 负荷时（还未切除时）为 1 m a x 1 1 8 5 . 2 3 6 1 0 . 5 1 1 7 . 3 7 1 2 3 . 2 41 0 . 5 1 1 . 0 2 5 V 1 m i 2 5 . 5 1 7 1 0 . 5 1 1 1 . 9 2 1 1 7 . 5 21 0 . 5 1 1 . 0 2 5 V 取 1 1 1 7 . 3 7 1 1 7 . 5 2 1 1 7 . 42t a V。选择最接近的分接头 121 同理对两台 25台 台升压变 m a . 6 1 4 2 0 . 9 5 1 7 9 . 7 2 2 0 . 1 744 5 . 2 4 5 5 . 5 2 61 1 8 1 1 2V K V m i . 7 8 8 2 0 . 9 5 1 3 . 9 2 5 . 7 9 2 2 0 . 1 744 4 . 4 7 5 4 . 7 1 51 1 8 1 1 2V K V 1 m a 8 5 . 2 4 5 6 . 3 1 1 7 . 3 7 6 1 2 3 . 2 4 56 . 3 1 . 0 5 6 . 3 V 1 m i 2 4 . 7 1 5 6 . 3 1 1 1 . 1 5 7 1 1 6 . 7 1 56 . 3 1 . 0 5 6 . 3 V 西南科技大学本科毕业论文（设计） 25 25 故 1 1 1 7 . 3 7 6 1 1 6 . 7 1 5 1 1 7 . 0 4 62t a V。选最接近的分接 头 121七章 物资统计和运行特性计算 资统计 a. 一次投资 导线成本： D 元）；断路器成本： Y 486（万元）；变压器成本： B 78 6+65 2+6+4 1238万元； 总成本： Z D+Y+B b. 年行运费 电能损耗电费： A 元）；折旧费： B 287（万元）； 总年运费： A+B 元） 20 行特性计算 损 0T T P P 总 a，最大负荷时 0 0 1 0 2 0 1 0 2 0 3 0 42 2 2 2 20 . 0 6 2 0 . 1 2 2 0 . 0 3 7 2 0 . 0 6 6 2 2 0 . 0 4 40 . 3 8 5 4T T T T T T P P P P P 1 2 1 2 3 42 2 2 2 20 . 1 3 6 2 0 . 1 3 2 0 . 0 8 6 7 2 0 . 1 5 2 7 2 0 . 1 1 5 40 . 9 9 2 6T T T T T T P P P P P 1 2 3 420 . 4 7 1 0 . 6 1 5 0 . 5 2 7 0 . 6 5 43 . 6 2 4L L L L P P P 0 . 3 8 5 4 0 . 9 9 2 6 2 . 2 4 6 3 . 6 2 4P M W 总 b，最小负荷时 西南科技大学本科毕业论文（设计） 26 26 0 0 . 3 8 5 4 0 . 0 6 0 . 3 2 5 4 W 0 . 0 4 2 0 . 0 3 5 0 . 0 4 7 7 0 . 0 3 7 9 0 . 3 5 0 9 . 1 3 2 2 0 . 2 1 7 2 0 . 1 6 2 3 0 . 2 0 4 3 0 . 7 1 6 W 0 . 3 2 5 4 0 . 3 5 0 9 0 . 7 1 6 0 . 9 2 6P M W 总 电效率 最大负荷时 3 3 1 8 2 6 2 2 1 0 0 % 9 6 . 5 %3 4 . 2 4 2 0 . 6 1 4 最小负荷时 1 7 1 0 1 4 1 2 1 0 0 % 9 6 . 1 5 %4 1 5 . 8 8 电成本 输电成本输电总费用输送电量 432 2 5 . 3 9 2 1 0 0 . 0 0 4 23 3 1 8 2 2 5 5 0 0 2 6 5 0 0 0 1 0 元 / 度 电总费用 0 . 0 80 . 0 80 . 0 8 4 7 1 . 6 6 4 . 7 5 1 2 6 9 0 . 51 7 6 . 2 A 开线万 元 结 (1)原始资料分析 校验负荷的合理性时，修正发电厂（ A）本地负荷最大负荷利用小时数 21。 (2)系统的功率平衡，有功功率达到了 27%的备用，较为充足。无功功率接近平衡，依靠变压器分接头调压。 (3)网络电压等级和主接线的确定。 输电线路选 110压等级。主接线方式经初步比较和深入比较选定方案 1，辐射形开式网。其经济数据如下： 综合投资 年运行费用 年计算费用 技术比较： 正常时， m a x 3 . 5 % 1 0 %U ；故障时， m a x 7 % 1 5 %U 西南科技大学本科毕业论文（设计） 27 27 (4)发电厂、变电所主接线的确定。 发电厂高压侧双母线接线，变电所内桥接线。升压变 3台 63000 (5)调相调压计算 变电所（ 1） 选 5档 电所（ 2） 选 头 电所（ 3） 选 5抽头 电所（ 4） 选 5分接头 结 论 这次区域电力网的毕业设计，计算书中的主要内容包括：电力系统的功率平衡，电力网的接线方案的技术论证及经济比较，又包括电压等级的选择，电力网接线方案的初步选择，电力网接线方案的最优选择，发电厂及变电所主接线的选择，发电厂电气主接线的选择及电