电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选定

摘要根据当前电力网络的现状，从当前电源点地理分布及负荷情况、功率平衡等为基础，在保证输电能力，满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小，制定出与之相适应的电网结构，以实现电力系统在新供求条件下达到合理平衡。为了使电力网络更合理，运行传统的规划方法，并结合优化规划的思想，做出电网接线方式、变压器选择最优方案，制定出在现有网络的情况下电网安全、稳定经济运行的最优规划设计，通过给出潮流分布、运行特性等比较，为工业、生产生活用电做出电力保障，今后十年内提高电力网的现代化设计水平起到了一定的指导作用。关键词：电网结构合理平衡接线方案

目录1前言 32资料理解分析 32.1变电站位置 32.2电源实际情况 32.3说明 42.4变电站负荷 43功率平衡 53.1有功功率平衡计 53.2无功功率平衡 54电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选定 64.1电压等级的选定 64.2初拟方案 64.3方案的初步选定 85电网接线方案比较和确定 85.1技术比较 85.2经济比较 96变压器的选定及分接头的选定 106.1变压器的选定 106.2变压器分接头选定 117潮流分布 128结束语 13后记 14参考文献 错误!未定义书签。1前言根据目前电力网络结构，结合经济发展的情形，规划好电力网络，使之形成完善网络结构，满足N-1安全的规划网络方案，保证电力系统的安全及电压质量，保证供电可靠性，更好地服务社会。一般是单辐射型，单主变比较多。随着经济的发展，新设备的投入，新技术的革新，网络优化，提高运行水平，从而也提高我选择本题，是对我本身已学常识的整理和进一步的理解、熟悉，学习和掌握电网规划的基本要领，培养独立阐发和解决问题的事情能力及现实工程的基本技术。110kV线路网络应从电力系统群体起航，力求电气主接线简化，配置与电子网结构响应的保护系统，接纳紧凑密切，节约资源、安全环保的方案基于此，以节约资源、保护环境、安全的电网为目的，从电源设置、主接线形式确定等方面提出新的方案。根据目前电网的原始资料以《35kV~110kV线路规范》等技术规范、规程为标准，参考《电力工程手册》、《电力系统阐发》、《高电压技术》、《电力系统继电保护原理》、《主网设备的特征与选型》等册本，联合具体学习的独特之处，准确的常识资料，路程经过严紧的全面阐发，对电网主接线进行优化，使设计能够达到安全、可靠、经济、环保地对用户供电的目的。通过网络规划，将的电网达到合理、经济运行，确保电网在出现事故的情况下能保证供电。2资料理解分析2.1变电站位置图2-1电网变电站位置图2.2电源实际情况水电资源于径流小水电为主，装机容量10MWA。系统：变电站一般是单线单变为主，为了更好的发展，计划在境内建设一座220kV变电站，为解决生产生活用电。2.3说明某县电源以网供为主，小水电只做补充，去年总供电量9.9262亿千瓦时，其中网供为8.4169亿千瓦时，水电为4.5093亿千瓦时。110kV电网正常运行方式由110kV供110kVa、g、f、h站负荷，110kVc、d、e站负荷；220kV站110kV线通过旁母1853、110kV线旁母1453直通110kVb站用电，110kVg站供35kVi站，110kVh站供35kVj站。县内主网可形成电气环网运行，电网建设进一步完善，供电能力可进一步提高。变电一次设备情况统计如下：35kV及以上等级运行主变共16台，变压器总容量506kVA，其中110kV主变14台，容量486MVA；35kV主变2台，容量20MVA。a.110kV站：单母线分段带旁，主变2台。b.110kV站：单母线，主变2台。c.110kV站：单母线，主变2台。d.110kV站：单母线，主变1台。e.110kV站：单母线，主变2台。f.110kV站：单母线，主变1台。g.110kV站：单母线，主变2台。h.110kV站：单母线，主变1台。i.35kV站：单母线，主变1台。j.35kV站：单母线，主变1台。220kV联和站还连接几个110kV变电站。2.4变电站负荷变电站都有一、二类负荷电力负荷根据对供电可靠性的要求几及中断供电在经济上所造成损失程度进行分级，并应符合下列规定：a.一级负荷一级负荷是非常重要的负荷。对这类负荷的供电中断将发生下列一种或几种严重后果：（1）造成人身伤亡；（2）造成环境污染；（3）造成重要设备损坏，连续生产过程长期不能恢复或大量产品的报废；（4）在政治上或军事上造成重大影响；（5）造成重要公共场所秩序混乱。对于一级负荷，必须由两个或两个以上的独立电源供电。所谓独立电源，就是不因其他电源停电而影响本身供电的电源。b.二级负荷二级负荷是比较重要的负荷。对此类负荷中断供电，将造成工厂大量减产、工人窝工、城市中大量居民的正常生活受到影响等后果。对于二级负荷，可由两个电源供电或专用线路供电。c.三级负荷不属于一级、二级负荷，受停电影响不大的其他负荷都属于三级负荷。d.各变电站负荷情况一览表：表2-1各变电站负荷一览表编号abcdefghij变压器额定容量（MW）31.5×250×231.5×24020×24040×2401010最大负荷（MW小负荷（MW）25601075510332（小时）55005500550055005500550055005500550055000.80.80.80.80.80.80.80.80.80.8负荷性质工业用电工矿用电乡镇用电乡镇用电工矿用电城市用电城市用电乡镇用电乡镇用电乡镇用电3功率平衡3.1有功功率平衡计为维持功率稳定，满足用户对功率要求，电力系统装设的发电机额定容量须大于当前的最大负荷。因此要对最大负荷有功功率平衡进行计算。（3-2）（3-1）（3-2）（3-1）3.2无功功率平衡电力系统的无功功率平衡是系统电压得到根本，其计算主要目的在于初步估计系统中发电机的容量是否能够满足系统负荷时的需求，是否加装无功功率补偿设备。根据《电力系统电压和无功电力技术导则》规定：220KV及其以下电压等级变电所，在主变压器最大时，其二次侧的功率因数或电网供给的无功功率之比应满足规定；不满足规定的，需做无功补偿，使其全部满足规定值。（3-3（3-3）4电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选定4.1电压等级的选定电压等级的选择是一个综合性问题，除了考虑输电容量和距离等，还应该根据动力资源的分布电源及工业布局等远景发展情况，通过技术比较，才能确定电力网选择110KV电压等级。表4-1线路额定电压等级的输送容量和距离线路额定电压（KV）输送容量（MW）输送距离（KM）线路额定电压（KV）输送容量（MW）输送距离（KM）0.38〈0.1〈0.6352.0-10100-2030.1-1.03-1605.0-20100-2060.1-1.215-411010-50150-50100.2-2300300-1004.2初拟方案对所给的原始资料进行分析，根据用户对供电要求，地理位置及负荷的大小提出各种可能接线方案。接线方案应考虑以下因素：电网投资建设涉及到土地，土地使用涉及到民事工作，应考虑双回架设少使土地，减少民事工作。确定电源处断开一回线的情况下，仍能将所有功率送出去的最少出线数。根据负荷备用的要求及负荷大小确定对变电所的供电方案。所以确定如下二个可能方案：图4-1第一种接线方案方案一：电网环网结构，可靠性高，故障时线路末端电压低，对短期内解决供电负荷。图4-2第二种接线方案方案二：电网结构稳定，可靠性高，新建220kV变电站投资大。4.3方案的初步选定考虑供电质量，建设运行的经济，用电负荷保证，长期规划设计，初选方案二。5电网接线方案比较和确定5.1技术比较在初选方案一和二中，方案二是从长期规划设计考虑，增加220kV电源点，保证供电可靠性，环网能力进一步加强。要求正常运行条件下△U%<10%；故障情况下△U%<15%。（1）方案二a.各变电站负荷已知，各条线路负荷已知。b.用经济电流密度选导线若按经济电流密度都为0.9A/mm2计算，与查表得的Je误差较大，查表得：Tmax=5000h时，Je=1.07A/mm2；Tmax=5500h时，Je=0.98A/mm2；变电站C：223mm2（5-1）变电站D：=127mm2变电站E：=127mm2、变电站F：=127mm2查表得。变电站C与变电站O之间双回路LC选LGJ-185，Ld选LGJ-240，Le选LGJ-150，变电站F与变电站O之间双回路Lf选LGJ-300。（5-2（5-2）（5-3（5-3）其中，查表得各型号导线持续电流，检验符合发热要求。（2）方案二变电站A与变电站F是相同的，只是I与J不同，此设计是为了保证供电可靠性，起到联结的作用便于转供。5.2经济比较5.2.1计算网络建设投资费用K计算投资费用是进行方案比较，计算其不同部分的投资费用。它由线路、高压断路器的投资构成。5.2.2.1线路投资KL所选导线均为LGJ-120,单价为：20.5万元/km，所选导线均为LGJ-185,单价为：35.9万元/km，所选导线均为LGJ-300，单价为：89.8万元/km，双回路第二回投资取第一回路的90%。表5-1方案二线路投资一览表线路名称导线长度（公里）线路造价（万元）o-c（双回）5.8×1.911.02×35.9=395.6o-f（双回）46.73×1.988.78×89.8=7973.1线路总投资费用：∑KL=8368.7表5-2方案三线路投资一览表线路名称导线长度（公里）线路造价（万元）o-c（双回）5.8×1.911.02×35.9=395.6o-f（双回）46.73×1.988.78×89.8=7973.1o-a（双回）25.2×1.947.88×89.8=4299.6i-j（单回）14.6299.3线路总投资费用：∑KL=12967.65.2.2.2高压断路器投资KS方案二电网线路有4条，需要8台高压断路器；方案三电网线路有8条，需要16台高压断路器。所有线路采用相同型号的断路器，这里选用110kV高压断路器，型号为SF6瓷式。SF6瓷式110kV高压断路器单价：110.4万SF6型35kV高压断路器单价：65.8万两种方案在高压断路器的投资KS：方案（2）为：∑KS2=8×110.4=883.2（万元）方案（3）为：∑KS3=12×110.4+2×65.8=1456.4（万元）总投资费用：K=KL+KS方案（2）为：K=KL+KS=8368.7+883.2=9251.9（万元）方案（3）为：K=KL+KS=12967.6+1456.4=14424（万元）5.2.2设备折旧维护费NZ设备维护费NZ=K×a（万元）式中：K为设备投资费a为设备维护率，其值可取为：线路2.2%；断路器4.2%方案（2）设备维护费：NZ=K×a=8368.7×2.2%+883.2×4.2%=221.2058方案（3）设备维护费：NZ=K×a=12967.6×2.2%+1456.4×4.2%=346.456采用抵偿年限法对方案作经济比较投资费用K（万元）方案2为9251.9（万元），方案3为14424（万元）。设备费用N（万元）方案2为221.2058（万元），方案3为346.456（万元）。这里因方案2的投资费用K2>方案3的投资费用K3，而方案3的费用N3<方案2的资费用N2，所以用下式计算抵偿年限T：T=（K2-K3）/（N3-N2）（年）T=（9251.9-14424）/（346.456-221.2058）=41（年）因T>>标准抵偿年限Tb(Tb=5-7年)所以，在经过详细的技术和经济比较后，可以看出方案3在投资虽大于方案2，但其在经济方面却占优，因此最终确定选择方案3作为在技术上和经济上综合最优的电网接线。最终方案确定为方案二，能达到这样的设计，电网结构相对较为完善，紫金电网的8个110kV变电站分为1片区供电，正常方式下由220kV站（O）供110kVc站（C）、a站（A）、b站（B）g站（F）、e站（E）、d站（D）、供g站（G）、h站（H），而220kV站、110kV站、110kV站作为备用电源。35kVi站（I）由g站（G）供，35kVj站（J）由h站（H）供，I与J可作为检修备用线路。6变压器的选定及分接头的选定变压器在电力系统中非常重要、由于它的出现，使得高电压大容量电力系统成为可能；也由于它的出现，使得电力系统变成为一个多电压级的复杂系统。变压器是由一种静止感应电器，它有一个共同的磁路和与其铰链的几个绕组，绕组间的相互不变，当某一绕组从电流接受交流电能时，通过电磁感应作用在其余绕组中以同频率传递电能，其电压和电流的大小可由绕组砸改变。电力系统中大量应用变压器实现高压传输电能个低压使用，以增加传输能力，减少功率损耗。6.1变压器的选定变电站变压器容量和台数的选择根据SDJ161《电力系统设计技术规程》规定和审批的电力系统规划设计决定。凡装有两台（组）变压器的变电站，其中一台事故停运后，其余压器的容量应保证该站全部负荷的80%，考虑下一电压等级网络的支持，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证对所有用户的供电。凡装三台及以上变压器的变电站，其中一台事故停运后，其余变压器的容量应保证对该站正常供电。6.1.1110kV变电站主变压器的配置a.具有两种电压等级的110kV变电站，主变压器各侧绕组容量达到额定容量的15%以上时，选用两绕组变压器,其低压侧除装设无功补偿设备和站用变压器，亦可向附近地区供电。b.负荷密度大的重要110kV变电站，根据其供电范围内的负荷情况，装设3-4台主变压器，但最终规模不多于4台；负荷密度一般的变电站宜装设2-3台变压器，最终不多于4台；终端变电站或用户变电站可装设2-3台变压器，并根据具体情况，可简化变压器层次，装设双绕组变压器。6.1.2变压器选择a.应选有载调压变压器，调压范围：110±8×1.5%/10.5kV或110±8×1.5%/11kV。b.阻抗电压百分比及允许偏差：普通变压器10±5%；高阻抗变压器14±5%～17±5%。c.冷却方式：优先选用自然冷却方式（ONAN）风冷却方式（ONAF），当变压器输出容量受温升可采用强油风冷循环冷却方式（OFAF）。6.2变压器分接头选定根据对降压站变压所调压方式的要求现对各降压变压站变电所主要的电压分接头进行选定。选择的原则：在逆调压方式下最大负荷U=1.05UN,最小负荷时U=UN;常调压方式在任何负荷时保持U=1.02～1.05UN;顺调压方式最大负荷的电压U=1.025UN最小负荷时U=1.075UN按上述原则标出在最大，最小负荷电压，选定合适分接头，电压偏移小于1.25%。变压器选择分接头的公式：（6-1）（6-2）电压偏移%=（6-3）式中：，→最大负荷，最小负荷时应选电压绕组分接头电压。→高压绕组应取，的平均值。，→最大负荷，最小负荷时高压母线电压。→变压器低压损耗。→低压额定电压。,最大最小负荷低压侧要求的实际电压。表5-1变压器分接头选择结果编号调压方式电压分接头电压偏移（%）最大负荷最小负荷a逆110±8×1.5%0.710.35b逆110±8×1.5%0.900.60c逆110±8×1.5%0.420.14d逆110±8×1.5%0.500.17e逆110±8×1.5%0.50.12f逆110±8×1.5%0.250.12g逆110±8×1.5%0.50.25h逆110±8×1.5%0.250.07i逆35±10×2.1%0.50.2j逆35±10×2.1%0.60.3常调压是指无论负荷如何变化，系统电压中枢点电压基本保持不变的电压调整方式，一般保持中枢点电压在102%～105%倍额定电压。顺调压是指在最大负荷时适当降低中枢点电压，但不低于102.5%倍额定电压，最小负荷时适当加大中枢点电压的电压调整方式，但不高于107.5%倍额定电压。逆调压是指在最大负荷时，提高系统电压中枢点电压至105%倍额定电压以补偿线路上增加的电压损失，最小负荷时降低中枢点电压至额定电压以防止受端电压过高的电压调整方式。表5-2主变型号选择结果编号连接组别主编型号台数aDyn-11SFSL-40000/1102bDyn-11SFSL-50000/1102cDyn-11SFB-31500/1102dDyn-11SSZ9-40000/1101eDyn-11SZ9-20000/1102fDyn-11SZ10-40000/1101gYNyn0d11SSZ11-40000/1102hYNyn0d11SZ10-40000/1101iYNd11SZ10-10000/351jYNd11SZ10-10000/3517潮流分布最大负荷时潮流计算降压变上功率损耗为：（7-1（7-1）（7-2（7-2）8结束语输电网络规划是一个含约束的最优化，其特性表现为离散性、非线性、大规模，传统的方法无能为力，算法对目标函数的要求很宽松，不需要导数等辅助信息，这使得电网规划的非线性、多约束、多目标的求解困难降低。目前的输电网络优化规划，对规划方案经济性的研究较为充分，但是由于事故不断出现，电网的安全稳定运行越来越受到重视，必须加强对规划方案可靠性、安全性的考虑；我国的电力市场改革已经启动，而针对电力