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高压输电网络规划设计 张妍 毕业设计 高压 输电 网络 规划 设计

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高电压输电网络规划设计文献综述一、前言电网规划又称输电系统规划，是指根据一定时期内电力负荷要求确定准备安装的发电厂和输电系统的容量和布局，确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。在用电量需求日益加大的今天，电网规划的地位已经不容忽视，甚至在电力部门起着举足轻重的作用，不仅是电力建设的一个重要环节，而且关系到经济的节约、地理的合理利用以及电网能否正常运行及以后的扩建。二、电网规划设计的主要内容：1.功率平衡的初步分析主要考虑有功备用容量是否足够，系统内的总装机容量应大于发电负荷，即系统内应有足够的备用容量，在总的系统装机中除去电厂厂用电负荷、网损、综合负荷后，系统的总备用容量不得低于系统最大发电负荷的20%，亦即系统的总装机容量应大于或等于系统最大发电负荷的1.2倍。此外，无功功率根据规定，220kV及以下电压等级变电所，在主变压器最大负荷时，其二次侧功率因数应满足以下值：220kV变电所为0.951.0；35110kV变电所为0.91.0。对于不满足的变电所，需作无功补偿，使其功率因数满足要求。然后计算系统的无功电源和补偿后的系统无功负荷，作出无功功率平衡分析。在计算中可作如下假设：各发电机按额定状态运行，变压器的工作损耗，按每经一次电压变换，无功功率损耗为负荷视在功率的12%估算；架空送电线路的无功功率损耗与充电功率暂作相等而相互抵消。2.电压等级的确定电压等级是输配电系统实施标准化和系列化的基础。电力系统的额定电压对于输送容量、输电距离、建设投资、金属消耗量、接线方式以及电气设备的费用等都有直接的影响。因此，正确选择电压等级是电力系统发展规划的一个重要组成部分。我国电力系统的电压配置大致分为两类，即110/220/500 kV 和110/330/750 kV 两个系列。在220 kV 以下又有10/60/220 kV 和10/35/110/220 kV 两个系列。在选择输电系统电压等级时，从电力系统运行观点应考虑的技术因素有输电线路的热容量，电压损耗及系统稳定性等。在经济上除了考虑输电线路杆塔，导线和绝缘子的费用以外，还应计及两端变电设备，补偿设备的费用以及电能损耗费用。一般说来，影响电压等级选择的主要因素是输送容量和输电距离。根据电力系统功率损失与电压损失的关系式可知这两种损失均与电压成反比，而与距离成正比。对于某一选定的输电线，若所取的电压等级越高，则允许输送的功率就越大，而损失则越小。但另一方面，电压等级越高，会因设备绝缘问题使线路总造价上升。同时对输电距离而言，距离越长，其损失也大，尤其是不允许电压损失过大，否则将导致电压质量不满足规程要求。3.导线的选择先计算出最大运行方式下的初步功率分布（即不计变压器和线路上功率损耗的功率分布，环网按均一网考虑）；之后按经济电流密度选择各段导线截面积及对应的型号，然后按电晕、机械强度和允许载流量校验。双回线路按经济电流密度选择导线截面，再按一回线路因故障切除后剩余一回线路承担最大负荷时，导线发热满足进行校验。4.主接线形式1）一次接线种类：变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。2）线路变压器组：变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。3）桥形接线：有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线，联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。 4）单母线：变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用（不同时供电），二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。5）单母线分段：有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段，两路进线分别接到两段母线上，两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供，一路备用（不合闸），母联合上，当主供断电时，备用合上，主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时，备用电源合上后，要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。对于特别重要的负荷，两路进线均为主供，母联开关断开，当一路进线断电时，母联合上，来电后断开母联再合上进线开关。单母线分段也有利于变电站内部检修，检修时可以停掉一段母线，如果是单母线不分段，检修时就要全站停电，利用旁路母线可以不停电，旁路母线只用于电力系统变电站。6）双母线：双母线主要用于发电厂及大型变电站，每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上，这样在母线检修时，就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种，双母线分段再加旁路断路器，接线方式复杂，但检修就非常方便了，停电范围可减少。5. 潮流计算及电压损耗电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算根据电力系统接线方式、参数和运行条件计算电力系统稳态运行状态下的电气量。通常给定的运行条件有电源和负荷节点的功率、枢纽点电压、平衡节点的电压和相位角。待求的运行状态量包括各节点电压及其相位角和各支路（元件）通过的电流（功率）、网络的功率损耗等。在潮流及电压计算时，首先设定电力网中某一点电压值，这一点通常是系统中主力电厂的高压母线或枢纽变电所的高压母线，或已知的功率分点。然后进行潮流与电压计算，得出各支路功率。全网各点电压、各发电机出力及电压等。若对计算结果不满意，则需重新设定电压值，或配以改变各无功补偿的补偿容量，再作几次计算，从而获得合理的潮流分布和较好的电压水平。此时各变压器的分接开关可选择到适当的位置，各发电机运行在正常工作范围，整个系统处于良好的运行状态。此外还应作严重事故后的校验。电压损耗分别计算最大负荷正常和故障两种运行方式下的电压损耗。只对线路部分的电压损耗作初步计算，即按不计功率损耗的初步功率分布，分别求得各段线路的电压损耗，然后求得全网的最大电压损耗，及电源点到网络中最低电压点间的电压损耗。一般若满足正常情况时损耗不大于10%，故障运行方式下不大于15%，则认为此电网的电压损耗为正常。三、总结随着我国电力需求的快速增长, 电网建设规模不断扩大,为了使规模日益壮大的我国电力工业拥有合理的安全和可靠性水平，并使电力安全和可靠性水平得到稳步提高，必须更加注重对电力工业的科学规划和协调发展。由于电力市场在我国并未完全成熟 ,因此相应的符合我国电力市场实际的电网规划制度并未完全建立起来 ,电网规划的投资体制在我国仍处于探索阶段 ,其回报返还机制需要进一步研究 ,成熟而高效的电网规划方法还急需进一步发展。我国人均用电水平远低于发达国家，未来几十年内，电力负荷增长仍会保持较高的速度。从全国联网和西电东送的电网发展趋势来看，我国有发展特高压输电和实现智能电网的必要。国家电网提出加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网，已得到世界范围的普遍认同。四、参考文献【1】发电厂电气部分 -熊信银【2】电力系统课程设计参考资料 -梁志瑞【3】输电网络优化规划研究综述 -翟海保,程浩忠,陈春霖,江峰青,房领峰【4】35110kV输电线路设计 -许建安 2003 【5】电力系统稳态分析 -陈珩 【6】交流电气化铁道牵引供电系统 -谭秀炳编 2006【7】电气化铁道供电系统与设计 -李彦哲等编著 2006 【8】电网规划建设的原则与运用 彭昌勇 詹智红【9】电网扩展规划的可靠性和经济性研究综述 -牛辉, 程浩忠, 张焰, 陈陈【10】电网规划设计中的风险评估应用 -孙