电力系统分析课程设计

1 1 1 原始资料 原始资料 1 1 发电厂及变电所的地理位置图 1 2 电源情况 水电厂 TS900 135 56 额定容量 45MW 台数 3 9 0 cos n 系统 与 3 变电所由 2 LGJ 150 相连 系统母线电压最大最小负荷时均维 持 115KV 最大负荷时提供功率 50MW 最小负荷时为 30MW 9 0 cos n 9 0 cos n 1 3 说明 1 变电所 3 时 原有变电所 主接线为双母线结构 2 为开发利用水资源 在距离变电所 3 约 100km 处新建一水利发电厂 发 电能力在春夏秋三季满发 冬季最大出力为最大容量的 3 4 3 发电厂国际厂用电率 2 机压负荷 2MW 4 区域气温最高为 40 年平均温度为 25 最热月平均最高气温为 32 1 4 各变电所负荷情况 编号 1234 变压器额定容 量 225 2 5 31 2 5 31 225 最大负荷 30455025 最小负荷 25273020 max 小时 T6000500050006500 cos 0 9 0 90 90 9 负荷性质工业城市城市工矿 2 2 电力网接线的初步选择 电力网接线的初步选择 水电 站 63km m 1 44km 2 26km 3 24km 4 92km 99km 系统 2 根据变电所符合情况选择电压等级为 110KV 2 1 初步接线方案 12 24 注 为单接线 为双接线 2 2 进行方案初步选择 2 2 12 2 1 技术方面 技术方面 2 2 1 1 进行有功功率平衡计算 n i iLD PKP 1 max1 80 2 84 1 1 2 LDG P K P 87 1 1 3 YGF PP K P 所以 满足有功功率平衡 F G PP2 1 2 2 1 2 计算出无功功率 按负荷的最大值计算 Mvar 53 14 9 0tan arccos30tan 111 PQ Mvar 78 21 9 0tan arccos45tan 222 PQ Mvar 2 24 9 0tan arccos50tan 333 PQ Mvar 1 12 9 0tan arccos25tan 444 PQ 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 3 MVAjS53 1430 1 MVAjS75 2145 2 MVAjS2 2450 3 MVAjS 1 1225 4 由于 3 由系统供电 因此在这里取MVAS0 3 2 2 1 3 方案 1 按负荷最大值计算 9926244463 44242699 262499 99 124 SSS SaMVAj31 2848 58 MVAj SSS Sb 1 2052 41 9924264463 26244463 4463 63 421 算出各段无功功率得 MVarQo31 28 1 MVarQ78 1353 1431 28 12 MVarQo 1 20 4 MVarQ8 1 12 1 20 42 从而可知 2 为无功功率分点 所以正常工作时变电所的最大电压损耗 0 0 0 0 0 0 2 0 0 2 0 0 0 1068 8 1001 14 0 110 8 2426 1 2099 100 NU LQX U 当 3 4 断开时 此时变电所的最大电压损耗 0 0 0 0 0 0 2 0 0 2 0 0 0 1568 8 1001 14 0 110 78 134431 2863 100 NU LQX U 所以方案 1 在技术上是合理的 2 2 1 4 方案 2 按负荷最大值计算 0 O O 1 S 2 S 3 S 4 S O 2 S 3 S 1 S 4 A AA 21 9226 922644 36 3620 09 63442692 a SS Sj 各段无功功率得 Q01 20 09 Mvar Q12 7 99 Mvar QO2 13 71 Mvar 由上可知 2 点为无功功率分点 正常工作时 此环网的电压损耗为 2 92 13 71 1102 0 4 1 1 100 5 88 10 nuQxolU A 当 2 3 断路时 此环网的电压损耗 2 63 20 09 44 7 99 1102 0 4 1 1 100 5 88 15 nuQxolU A 所以 方案 2 在技术上合理 2 2 1 52 2 1 5 方案 3 按最大负荷值计算 A AA 2190 9044 40 9619 82 634490 a SS Sj A AA 1263 6344 34 0416 48 634490 b SS Sj 再计算各段的无功功率 Q01 19 82 Mvar Q12 5 32 Mvar QO2 16 48 Mvar 所以 2 点为无功功率分点 O O 1 S 2 S O A AA 63 1 63 44 2 23 6413 71 63 44 26 92 b SS Sj 5 正常工作时 此环网的电压损耗为 2 16 48 90 1102 0 4 1 1 100 5 39 10 nuQxolU A 当 1 2 断路时 该环网电压损耗为 2 63 19 82 1102 0 4 1 1 100 4 54 15 nuQxolU A 所以 方案 3 在技术上合理 2 2 1 62 2 1 6 方案 4 按最大负荷值计算 由于该方案环网与方案 2 相同 则此方案在技术上同样满足要求 2 2 22 2 2 经济方面 经济方面 线路长度 km 所需高压开关个数 个 方案 1 41614 方案 2 43316 方案 3 45718 方案 4 58316 考虑上述技术与经济方面 因 3 4 方案经济消耗过大 不予考虑 将其舍弃 选 1 2 方案进行详细技术经济计算 以选取最优方案 3 3 进行详细经济技术比较 确定电网最优方案进行详细经济技术比较 确定电网最优方案 3 1 方案 1 3 1 1 导线截面的选择 不计线路损耗 功率分布初步计算 MVAjSa31 2848 58 MVAjSb 1 2052 41 MVAjSSS a 78 1348 28 112 MVAjSSS b 852 16 442 3 1 2 由无功分点分开进行初步选择 hT5400 4530 500045600030 max AIo03 341 3110 10 31 28 48 58 322 1 6 A Io 5 170 2 1 AI06 166 3110 1078 1348 28 322 12 由附表 B 5 可知 5400h 得经济电流密度为 0 9A max T 2 mm 2 1 45 189 9 0 5 170 mmSo 2 12 5 184 9 0 06 166 mmS 由附表 B 6 可知 0 1 1 2 段选择 LGJ 240 导线 hT5500 2550 650025500050 max AIo 9 231 3110 10 1 2052 41 322 4 AI 4 96 3110 10852 16 322 42 由附表 B 5 可知 5500h 得经济电流密度为 0 9A max T 2 mm 2 4 8 268 9 0 9 241 mmSo 2 42 1 107 9 0 4 96 mmS 由附表 B 6 可知 0 4 选择 LGJ 300 4 2 段选择 LGJ 120 导线 查表得 04 5 6308 0 11 lrR oo 247 2363369 0 11 lxX oo 8 544132 0 1212 lrR 2 1644369 0 1212 lxX 92 7 44 lrR oo 9 39 4o X 5 135027 0 42 R 7 25 1850365 0 42 X 3 1 3 对导线截面积的校验 MVAj j jjjjjj Sa 67 2866 57 6 10478 35 4 8174 30 53 1430 157 5842 22 78 2145 9 3992 7 1 1225 MVAj j jjjjjj Sb 57 1932 42 6 10478 35 84 6486 26 1 1225 59 4636 13 78 2145 247 2304 5 53 1430 MVAJSSS a 14 1466 27 112 MVAjSSS b 47 7 32 17 442 AIo99 337 3110 10 67 28 66 57 322 1 AI163 3110 1014 1466 27 322 12 AIo 7 244 3110 1057 1932 42 322 4 AI99 3110 1047 7 32 17 322 42 这些值均小于各自导线的载流量 故障时时 3 4 被切断时的电流 AIo 8 145 3110 10 1 1225 322 4 AIo99 337 3110 10 67 28 66 57 322 1 AI163 3110 1014 1466 27 322 12 这些值均小于各自导线的载流量 所以所选的导线满足方案要求 3 1 4 电压损耗的校验 8 KVUo33 4 110 62 1167 2852 2 66 57 1 KVU54 3 110 2 1614 148 566 27 12 0 0 0 0 0 0 0 0 102 7100 110 54 3 33 4 U 发生故障时 0 1 切断 KVUo67 8 1 KVU08 5 12 所以 0 0 0 0 0 0 0 0 15 5 12100 110 08 5 67 8 U 故此方案能够保证电压质量 3 1 5 电网投资 由附表 B 11 知 LGJ 240 导线 0 98 万元 km LGJ 120 导线 0 49 万元 km 所以万元12 288 2624 49 0 9944632 98 0 L W 变电所投资 由附表 B 12 得 b W 万元47 2673 8 6507 70 b W 电网总投资 Z 万元59 555 bL WW 3 1 6 年运行费用 路线折旧维修费 万元52 114 0 0 LLw WW 变电所折旧维修费 万元32 12 bbw WW 电能损耗费 hT5400 max 9 0cos 1 o 89 0 cos 12 9 0cos 4 o 92 0 cos 42 查表 B 13 得 h3950 max1 h3950 max2 h3750 max3 h3950 max4 电能损耗费 此处取 万元 4 429 maxEmzxEZAZ WPWAW KwhWE 3 0 元 所以年运行费用 万元92 472 4 42953 43 AZbWLW WWWF 9 3 2 方案 2 3 2 1 导线横截面积的选择 不计线路损耗 1 计算功率的初步分布 按最大负荷 A 36 3620 09aSj A 23 6413 71bSj AAA 12111 367 99aSSSj 2 由无功功率点 2 分开 进行初步选择 Tmax 30 6000 45 5000 30 45 5400 h IO1 36 362 20 012 0 5 103 110 30 5 110 09 A I12 11 362 7 992 0 5 103 110 30 5 72 8 A 由表得 max 5400h 其经济电流密度为 0 9A mm2 SO1 110 09 0 9 122 3mm2 S12 72 9 0 9 80 8mm2 由表得 0 1 段选 LGJ 150 1 2 段选 LGJ 120 Tmax 5000h 由表得出经济电流密度为 0 9 mm2 IO2 23 642 13 712 0 5 103 110 30 5 143 44 A SO2 143 44 09 159 38 mm2 由表得 O2 选 LGJ 185 查表得 ro1 0 21 63 13 23 ro1 ro1 2 6 615 xO1 0 401 63 25 83 xO1 XO1 2 12 915 r12 0 27 44 11 88 x12 0 408 44 17 952 rO2 0 17 92 26 20 06 xO2 0 39 92 26 46 492 再进行功率分布计算 52 j23 A 4521 8 20 0646 492 3014 5 31 5464 44 38 5577 35 a jjjj S j 30 j14 A 3014 5 6 61512 915 4521 8 20 0646 492 38 5577 35 b jjjj S j AAA 1221228 5SSSj 10 IO1 522 232 0 5 103 110 30 5 134 A I12 222 8 52 0 5 103 110 30 5 103 A IO2 302 142 0 5 103 110 30 5 173 A SO1 134 09 148 9 mm2 S12 103 09 114 4 mm2 SO2 173 09 182 2 mm2 O 1 1 2 O 2 段分别选 JGL 150 LGJ 120 LGJ 185 故障时 1 2 段切除 IO1 302 14 52 0 5 103 110 30 5 123 A IO2 452 21 82 0 5 103 110 30 5 160 5 A 这都小于各自导线允许载流量 因此最后选 O 1 1 2 O 2 段分别为 JGL 150 LGJ 120 LGJ 185 作一次电压损耗校验 略去电压横分量 因为 2 点为无功功率分点 校验 2 点电压 u01 52 6 615 23 12 915 110 5 82 KV u12 22 11 88 8 5 17 952 110 3 76 KV U2 110 5 82 3 76 110 42 KV 故障时 切除 O 1 段母线 ud 51 13 23 23 25 83 110 11 6 KV U2 110 11 6 3 76 94 64 KV 所以 该网络满足要求 可以保证良好的电能质量 3 2 2 电网投资 LGJ 150 导线0 62 万元 km LGJ