课程设计论文说明书.doc

课程设计(论文)说明书课程设计（论文）任务书 兹发给 级专升本 班学生 课程设计（论文）任务书，内容如下： 程设计题目： 区域电力网规划设计 应完成的项目： . 校验系统有功、无功平衡和各种运行方式； . 通过方案比较，确定系统接线方案 . 确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数； . 进行系统的潮流计算； . 进行系统的调压计算，选择变压器的分接头； . 统计系统设计的主要指标。 参考资料及说明电力系统规划手册摘录甘肃省水利电力局 西北电力设计院电力系统分析（第三版）（上册）华中科技大学出版社 电力系统分析（第三版）（下册）华中科技大学出版 发电厂电气部分 高等学校教材 本课程设计（论文）任务书于 月份授课时提交课程设计指导老师。 - 系 主 任 批准 年 月 日教员组主任 审核 年 月 日指导 老师 签发 年 月 日 课程设计论文评语： 课程设计负责人签字 年 月 日前 言本课程设计的任务是根据给出的数据及要求，按国民经济应用的要求设计一个供电、变电网络。该网络包括一个发电厂、四个变电站及输电线路。该网络必须在符合国民经济要求的前提下，保证一定的供电可靠性和稳定性，运行方式灵活，电能质量符合标准，并且有一定的经济性。设计内容包括：分析原始资料，审定运算条件；校验系统有功、无功平衡和各种运行方式；通过方案比较，确定系统接线方案；确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数；进行系统的潮流计算；进行系统的调压计算，选择变压器的分接头；统计系统设计的主要指标；绘制系统电气主接线图。 根据给出的负荷情况及输电距离确定网络的电压等级为 ，再根据变电站、发电厂的地理位置，选出 种结线方案进行粗略的比较，比较后从中选出 种方案进行精细的方案比较，最后选出一种技术、经济上最优的方案，随之可以确定发电厂、变电站的结线方式和运行方式。然后根据所选的结线方式和运行方式进行潮流计算和调压计算，直至调压方式、范围合符要求，最后统计物资用量，进行经济指标计算。 最后得出的设计方案应具有高可靠性，能够安全、可靠地向用户提供符合电能质量要求地电能，运行方式变换灵活，具有一定的经济性，基本满足国民经济的要求。由于本人的水平有限，设计中难免出现错漏，希望指导老师指正，并感谢指导老师在设计过程中给予的辅导和帮助。32 / 38目 录第一章 设计题目和原始资料 概述一、设计题目： 区域电力网规划设计 二、设计主要内容： . 校验系统有功、无功平衡和各种运行方式； . 通过方案比较，确定系统接线方案； . 确定发电厂、变电所的接线方案和变压器的型号、容量及参数； . 进行系统的潮流计算； . 进行系统的调压计算，选择变压器的分接头； . 统计系统设计的主要指标。三、设计要求： 设计说明书一份。设计图纸一张。 原始资料一、发电厂资料 项目台数容量（）电压（）功率因数二、发电厂和变电所负荷资料项目发电厂（）变电所（）变电所（）变电所（）变电所（）最大负荷（）最小负荷（）最大负荷功率因数最小负荷功率因数最大负荷利用小时二次母线电压（）一类用户的百分数二类用户的百分数调压要求顺逆常常顺注意：()、发电厂的负荷包括发电厂的自用电在内；()、建议采用的电力网额定电压为。三、发电厂、变电所的地理位置图：（：）第二章 负荷合理性校验，功率平衡校验及确定运行方式 负荷合理性校验 根据最大负荷利用小时数的定义，最大负荷运行 小时所消耗的电量等于全年实际耗电量，所以应大于全年以最小负荷运行所消耗的电量，即： 全年小时数、发电厂负荷 （）（） （） 、变电所 负荷 （）（） （） 、变电所 负荷 （）（） （） 、变电所 负荷 （）（） （） 、变电所 负荷 （）（） （） 结论：所以负荷均满足合理性要求。 功率平衡校验 一、有功功率平衡校验（最大方式下） 系统最大有功综合负荷：系统最小有功综合负荷： 同时系数取 厂用网损系数取（其中网损，厂用）()()发电厂装机容量：有功备用容量： 备用容量占系统最大有功综合负荷的百分比：二、无功功率平衡校验（最大方式下）系统最大综合无功负荷：() （） 发电机能提供的无功功率：()（）()（）() 无功备用容量： 无功备用容量占系统最大综合无功功率的三、功率平衡校验结论 发电厂有功储备为 ，达到系统最大综合有功综合负荷的 ，大于，基本满足系统有功平衡的要求。 发电厂无功储备有 ，达到系统最大综合无功功率的 ，已满足系统无功平衡要求的的储备要求。 综上所述，该发电厂装机容量可以满足系统功率平衡的要求，而且不用无功补偿。 确定发电厂运行方式 系统以最大负荷方式运行时，系统最大有功综合负荷为 ，而发电厂最大出力为，因备用容量不足一台发电机组的容量，所以所有机组都须带负荷运行。机组间负荷分配，可以按机组容量来分配。 当系统以最小负荷方式运行时，系统有功功率只有 ，此时发电厂以最大方式运行时，平均每台机组所承担的负荷仅达到容量的 ，这显然是不经济的， 因此要考虑切除机组； 同时考虑事故时的备用容量， 应切除台机组和 台 机组，即一台机组和一台机组带负荷，而另一台机组和一台机组作备用，用作轮流检修和事故备用。第三章 确定网络结线方案和电压等级 网络电压等级的确定 本设计的网络是区域电力网，输送容量，输送距离从 。根据各级电压的合理输送容量及输电距离，应选择 电压等级（其输送能力为，）。 故网络电压等级确定为： 网络结线方案初步比较方案结线图线路长度（）高压开关数优缺点优点：供电可靠性高。缺点：电厂出线多，倒闸操作麻烦；有环网，保护须带方向优点：供电可靠性高，电厂出线少，线路短。缺点：有环网，保护须带方向。优点：供电可靠性高。缺点：电厂出线多，倒闸操作麻烦；有环网，保护须带方向。优点：供电可靠性高，开关较少。缺点：电厂出线多，倒闸操作麻烦；有环网，保护须带方向。 优点：电厂出线最少，操作简单，线路最短，电压损失最少，开关最少。缺点：供电可靠性最低，某一线路故障线路所供变电所要全停电。优点：供电可靠性最高，保护设置简单。缺点：线路最长，电厂出线最多，开关数量最多根据上表比较，从可靠性、操作容易、保护简单等方面选优，选出、三种方案进行精确比较。 网络结线方案精确比较 确定导线材料和杆塔的类别及导线的几何均距。目前我国高压输电线主要采用钢芯铝绞线。 按电力设计手册， 当负荷的年最大利用小时数达 小时以上时，钢芯铝绞线的经济电流密度取 ，在高压区域电力网，用经济电流密度法选择导线截面，用发热校验。因本设计是 电压等级，为了避免电晕损耗，导线截面不得小于。 在以下者， 均采用单杆三角形排列， 在以上者，采用型杆塔。有关数据查参考书电力系统规划设计手册（摘录） ，综合如下：导线截面载流量（）()()导线投资（万元）线路综合投资（万元） 初选出来的、方案技术和经济精确比较见下表：方案结线图 潮流（）线路： 线路： 线路： 线路： 线路： 线路： 线路： 线路： 线路：线路：线路： 线路： 线路：线路： 线路： 选导线： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： 线路阻抗（）： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： 正常时 ：占额定电压的 ：占额定电压的 ：占额定电压的 ：占额定电压的 ：占额定电压的 ：占额定电压的：占额定电压的 ：占额定电压的 ：占额定电压的：占额定电压的 ：占额定电压的：占额定电压的故障时最大 在线路断开时， 在线路断开时， 在线路断开其中一回路时， 投资（） 线路线路：万元总计：万线路：万元总计：万元线路：万元总计：万元断路器断路器：万元断路器：万元断路器：万元年运行费用（） 线路及断路器折旧折旧费万元年运行费万元折旧费万元年运行费万元折旧费万元年运行费万元线损费用线损费万元线损费万元线损费万元年计算费用（万元）由上表的技术及经济比较可以看出，方案在技术上满足要求（正常时，故障时） ，经济上又最省，故选择方案为网络结线方案。 表中数据算法及算例如下（以方案为例，方案、方案类同） ： 线路潮流分布计算的两个假定：、计算时不考虑线路功率损失；、功率大小按导线的长度均匀分布。、潮流计算：线路： ()() 线路： ()() 线路： ()() ()线路： ()() ()线路： () ()() ()、选导线： 线路： 故选 275A线路： 故选 335A线路： 故选 515A线路： 故选 610A线路： 故选 275A、线路阻抗计算 0L0L：（）：（）：（）：（）：（）、正常运行时的电压损失：、故障时最大电压损失：网络中，当断开电压损失最大：、投资（）：线路：（双回路线路投资，线路计算长度为两线路长度之和的） 万元 断路器：万元（单价万元） 总投资：万元、年运行费用（万元）：年运行费用包括折旧费和损耗费 折旧费万元（折旧率）线路年网损费用：（查表：电力系统分析第三版下册表 ）线路： 查表得线路： 查表得线路： 查表得线路： 查表得线路： 查表得电能损耗：（） 总网损成本万元（电价元） 年运行费：万元、年计算费用（万元）：按年收回投资计算 （万元）第四章 确定发电厂、变电所的结线方式 选择发电厂主结线从负荷情况来看，各变电所均有一、二类负荷，而且系统中只有一个发电厂，因此保证供电的可靠性成为选择发电厂主结线所要考虑的首要问题。双母线比单母线分段的可靠性和灵活性都要优，因此，高压侧母线采用双母线结线。而发动机和变压器的连接可以有多种选择，选择其中两种方案进行比较： 方案一：发电机与变压器采用单元结线，这种方式可以最大限度地保证供电的可靠性。任一台变压器发生故障时都能基本保证发电厂的大部分出力，但缺点是变压器多，投资大，其接线图如下：方案二：发电机与变压器采用扩大单元结线，将两台发电机出线并联在一起，共用一台变压器。其优点是省了一台变压器，减少了投资。但是种结线方式有缺点，当变压器发生故障时，两台发电机都退出运行，这将严重影响发电厂的出力，因此这种结线方式供电可靠性低，其结线图如下：结论：如前所述，由于该网络一、二类负荷比重较大，而且发电厂只有一个，所以选择发电厂主结线首先要考虑到的是供电可靠性，其次才是经济性。因为方案一的可靠性高，因此尽管方案二比它经济上要省，也需选方案一。另外，因有机端负荷，所以两台发电机采用母线与变压器连接。即发电厂主结线采用高压侧双母线，两台发电机与变压器采用单元结线，两台发电机采样母线结线。 确定变电所结线方式由于各变电所均有一、二类负荷，对安全可靠供电要求高，需要有两个电源互为备用，而且因有两条高压进线，故采用双母线和每个变电所设置两台变压器，同时把两条进线接在不同的母线上。 确定变压器型号、台数及容量一、发电厂：变压器容量应大于或等于发电机容量，故选 的升压变压器。二、变电所： 每台变压器容量按最大视在功率的考虑，则 故选 降压变压器。变压器参数： 切除功率：当切除功率小于最小功率时，为减少断路器的损耗，一般不切除变压器，所以采用内桥式结线。三、变电所： 故选降压变压器。变压器参数： 切除功率：当切除功率大于最小功率时，可以切除一台变压器，所以采用外桥式结线。四、变电所： 故选降压变压器。变压器参数： 切除功率：切除功率大于最小功率，所以采用外桥式结线方式。五、变电所： 故选降压变压器。变压器参数： 切除功率：切除功率小于最小功率，所以采用内桥式结线方式。六、计算结果明细表及变电所主结线变压器型号()US ()(变电所结线方式变电所 内桥式 变电所内桥式变电所内桥式变电所内桥式发电厂 第五章 调压方式的选择和计算用电设备在额定电压下运行时，效率最高。但实际上在电力系统运行中，随着负荷的变化，系统运行方式的改变，网络中电压的损失也会发生变化。为了保证用电设备的经济性及安全性，应采取必要的调压措施使电压偏移限制在某一个固定的范围内。系统常用的调压方式有顺调压、逆调压、常调压，都是通过发动机调压和变压器分接头配合来实现的。 系统参数计算一、变压器参数的计算：变电所： 同理，其余变压器参数计算结果列表如下：地址变压器容量()()（）()变电所变电所变电所变电所发电厂二、线路的参数计算线路采用钢筋水泥单杆（塔），导线排列采用三角形。线间距离米，线路电阻、电抗参数列表如下：（取）导线型号单位阻抗(68kM)(48kM)(67kM)(50kM)()() 各点的计算负荷和功率损耗计算及结果一、线路计算等值电路图如下：、线路的充电无功功率： 、最大负荷时两台变压器的损耗：、最大负荷时线路末端的传输功率：（）（）、线路的功率损耗：、最大负荷时线路始端的送出功率：、同理，计算出最小负荷时的情况：变压器损耗：线路末端传输功率：（）（）线路损耗：线路始端送出功率：二、计算线路，在最大、最小负荷时的情况，计算结果列表如下：变电所名称最大负荷（）最小负荷（）变电所 变电所 变电所 变电所 三、发电机侧变压器的功率分配：发电机高压侧流出去的总功率，须考虑同时系数，()() () () 变压器功率分配原则按其容量大小分配，台变压器容量相同，其功率平均分配： 作出网络的功率分配图下面所作的功率分布图，是实际上流过每个元件的实际功率，是作为计算电压损耗的依据。为了计算方便，把功率分布标注在电力系统等值图，如图所示：网络电压损耗计算和变压器抽头选择本课程设计中调压问题的解决方法是通过发电机调压配以选择适当的变压器分接头，每个变电所都有不同的调压要求。发电机高压侧作为电压的中枢控制点，可以使系统在满足调压要求下，使调压设备减到最小。在进行调压计算时，控制发电机高压母线在最大负荷时保持 ，在最小负荷时 则可满足各变电所的调压要求。调压计算的主要过程及工作量集中在根据各变电所的调压要求确定发电厂高压母线及验算上。现在所定的发电厂母线电压是经过多次计算确定下来的，这个电压变动范围不会增加系统元件的绝缘负担和能量损耗。电压损耗计算公式采用一、变电所的变压器抽头选择： 变电所采用顺调压。在最大负荷时希望电压不低于 ，最小负荷时希望电压不高于 。在最大负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗： 在最小负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗：变压器抽头的选择： 故选择的分接头。校验：在正常情况下，变电所二次侧的最大负荷和最小负荷的电压偏移值： 故满足顺调压的要求。二、对变电所的变压器抽头选择：变电所采用常调压。在最大和最小负荷时希望电压保持 。在最大负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗： 在最小负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗：变压器抽头的选择： 故选择的分接头。校验：在正常情况下，变电所二次侧的最大负荷和最小负荷的电压偏移值： 故满足常调压的要求。三、对变电所的变压器抽头选择：变电所采用顺调压。在最大负荷时希望电压不低于 ，最小负荷时希望电压不高于 。在最大负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗： 在最小负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗：变压器抽头的选择： 故选择的分接头。校验：在正常情况下，变电所二次侧的最大负荷和最小负荷的电压偏移值： 故满足顺调压的要求。四、对变电所的变压器抽头选择： 变电所采用常调压。在最大和最小负荷时希望电压保持 。在最大负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗： 在最小负荷时：线路的电压损耗：变电所的变压器损耗：变压器抽头的选择： 故选择的分接头。校验：在正常情况下，变电所二次侧的最大负荷和最小负荷的电压偏移值： 故满足常调压的要求。五、电厂变压器抽头选择：（）发电机母线的最大及最小负荷时，电压随负荷的大小变化，这就要求发电机端电压也随着变化。一般情况下，发电机在最大