1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄專心-專注-專業(yè)引言本次設(shè)計的課題內(nèi)容為電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及降損措施的分析，是電氣工程及其自動化專業(yè)學生學習完該專業(yè)的相關(guān)課程后，在畢業(yè)前夕所做的一次綜合性的設(shè)計。該次畢業(yè)設(shè)計的目的在于：將所過的主要課程進行一次較系統(tǒng)而全面的總結(jié)。將所學過的專業(yè)理論知識,第一次較全面地用于實踐,用它解決實際的問題,而從提高分析能力,并力爭有所創(chuàng)新。初步掌握電力系統(tǒng)(電力網(wǎng))的設(shè)計思路,步驟和方法,同時學會正確運用設(shè)計手冊,設(shè)計規(guī)程,規(guī)范及有關(guān)技術(shù)資料,掌握編寫設(shè)計文件的方法。其意義是對所學知識的進行總的應用，通過這次設(shè)計使自己能更好的掌握專業(yè)知識，并鍛煉自己獨立思考的能力和培養(yǎng)團結(jié)

2、協(xié)作的精神。此外,在計算機CAD繪圖及外文資料的閱讀與翻譯方面也得到較好的鍛煉.。 本設(shè)計是電力系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計，主要設(shè)計發(fā)電廠和變電所之間如何進行科學、合理、靈活的調(diào)度，把安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能送到負荷集中地區(qū)。發(fā)電廠把別種形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變電所和不同電壓等級的輸電線路輸送被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的各種能量。這些生產(chǎn)、輸送、分和消費電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)。本設(shè)計是一門涉及科學、技術(shù)、經(jīng)濟和方針政策等各方面的綜合性的應用技術(shù)科學。設(shè)計的基本任務(wù)是工程建設(shè)中貫徹國家的基本方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，做出切合實際、安全使用、技術(shù)先進、綜合

3、經(jīng)濟效益好的設(shè)計，有效地為國家建設(shè)服務(wù)。從電力系統(tǒng)的特點出發(fā)，根據(jù)電力工業(yè)在國民經(jīng)濟的地位和作用，決定了對電力系統(tǒng)運行要達到以下的技術(shù)要求：保證安全可靠的供電；保證良好的電能質(zhì)量；保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。1 電力系統(tǒng)有功功率平衡及發(fā)電廠裝機容量的確定電力系統(tǒng)運行中，所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率的總和在任何時刻都是與全系統(tǒng)的有功需求相平衡的，系統(tǒng)的有功需求包括用戶的有功負荷、電力系統(tǒng)的有功損耗和發(fā)電廠廠用有功負荷。將區(qū)域內(nèi)各種最大用電負荷相加，再乘以一個小于的同時率，即得系統(tǒng)的最大用電負荷。系統(tǒng)最大供電負荷，就是用電負荷加上為輸送該負荷而產(chǎn)生的功率損耗，在規(guī)劃設(shè)計時，網(wǎng)損率取為10%。為保證安全和

4、優(yōu)質(zhì)供電，電力系統(tǒng)的有功功率平衡必須在額定運行參數(shù)下確定，而且還應具備一定的備用容量。系統(tǒng)電源的裝機容量大于發(fā)電負荷（即發(fā)電容量）的部分，稱為系統(tǒng)的備用容量。系統(tǒng)綜合最大用電負荷P max =K0Pi max = 0.9*(180+120+200+150) = 585MW式中：K0同時率，K01；Pi max -各用戶最大負荷的總和。系統(tǒng)最大供電負荷 系統(tǒng)綜合最大供電負荷Ps max = P max / (1-KL) = 585/ (1-0.1) = 650MW式中：KL網(wǎng)損率。系統(tǒng)綜合最大發(fā)電負荷Pg max = Ps max / (1-Kp) = (650+20+10) / (1-0.06

5、) = 723.404MW式中：Kp廠用電率。系統(tǒng)有功備用容量國民經(jīng)濟備用：考慮到工業(yè)用戶超計劃生產(chǎn)、新用戶的出現(xiàn)而設(shè)立。一般為最大發(fā)電負荷的5%。暫不考慮。負荷備用：為滿足系統(tǒng)中短時的負荷波動和一天中計劃外的負荷增加留有的備用。由系統(tǒng)總負荷的大小及運行經(jīng)驗，并考慮系統(tǒng)各類用戶的比重確定。一般取最大負荷的（25）%。大系統(tǒng)取小值，小系統(tǒng)取大值。5%PR=36.17MW事故備用：為防止系統(tǒng)中某些發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然事故留有的備用。由系統(tǒng)中機組的臺數(shù)、機組容量的大小、機組的故障率及系統(tǒng)可靠性指標確定。一般為最大發(fā)電負荷的10%，且不小于系統(tǒng)中一臺最大機組的容量。暫不考慮。檢修備用：為保證系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備

6、進行定期檢修時留有的備用。如在一年中最小負荷季節(jié)（大修）和節(jié)假日（小修）能夠完全分期分批地安排所有機組的檢修，則不需設(shè)置。不能低于最大的單機容量，本設(shè)計為100MW。 電廠裝機容量計算水電廠：P水=5*15=75MWP(火發(fā))=Pgmax+5%PR+100=723.404+36.17+100=859.574MW P(火裝)=P（火發(fā)）-P水=859.57-75=784.574MW發(fā)電廠裝機容量的確定：由計算書得選取火電廠裝機容量為（7*100+2*50）MW查詢設(shè)計手冊選擇火電廠的機組型號為：7*QFN1002及 2*QFQ502。 2 確定電力網(wǎng)的最佳接線方案 2.1 方案初選考慮可能的網(wǎng)絡(luò)

7、連接方式，對于顯然不合理的方案予以淘汰。其首要依據(jù)為電力系統(tǒng)的供電可靠性；其次可通過滿足備用情況的線路長度、高壓斷路器的數(shù)量及調(diào)度靈活性等指標來取舍，最后只保留兩個個方案進行下一步的經(jīng)濟比較。表2.1 方案設(shè)計比較方案設(shè)計經(jīng)濟性（線路長度Km）可靠性靈活性取舍1920好中舍2966好好舍31016好好取4850好中舍51118好好舍61536好好舍7508差好舍8918好好舍91016好好舍10904好中取初選方案3與方案10。2.2 方案比較由上述表格的初選可知，方案1和方案2可作為最佳初選方案。因此，需要從這兩個最佳初選方案中確定出一個最佳方案，作為本次設(shè)計的論證方案。2.2.1 方案一1

8、234圖2.2.1 方案一接線設(shè)計圖（1）功率分布及電壓等級確定在此初步潮流計算中，忽略線路和變壓器的損耗，因此，各變電所的負荷近似等于運算負荷。將環(huán)網(wǎng)打開，按照均一網(wǎng)計算。同時，雙回線路的傳輸功率按重要負荷和最大負荷的70%來選擇，取二者中的較大值。各段傳輸功率：P=180*70%=126MW60MW PI MAX=126MWP=120*70%=84MW25MW P MAX=84MWP=200*70%=140MW25MW P MAX=140MW對于線路：豐水期P1=(200+150)-(5*15*98%-10)*70%=200.55MWP2=(70+80)-(5*15*98%-10)*70%

9、=60.55MW枯水期P3=(200+150)-30*98%*70%=224.42MWP4=(70+80)-30*98%*70%=84.42MWP MAX=224.42MW對于線路：豐水期P1=150-(5*15*98%-10)*70%=60.55MWP2=80-(5*15*98%-10)*70%=11.55MW枯水期P3=(150-30*98%)*70%=84.42MWP4=(80-30*98%)*70%=35.42MWP MAX=84.42MW電壓等級的選擇原則：輸電電壓及合理的電壓等級的選擇是一個涉及面很廣的綜合性問題，除考慮送電容量、距離、運行方式等多種因素外，還應根據(jù)動力資源的分布及

10、工業(yè)布局等遠景發(fā)展情況，進行全面的技術(shù)經(jīng)濟比較。選定的電壓等級應是國家電壓標準3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV。根據(jù)我國工業(yè)發(fā)展快的特點，電壓等級不宜過多，以減少變電重復容量，同一地區(qū)、同一電力網(wǎng)內(nèi)，應盡可能簡化電壓等級。根據(jù)孟祥萍、高嬿編著的電力系統(tǒng)分析一書第8頁，表1-2各級電壓架空線路與輸送容量、輸送距離的關(guān)系，查得本方案所有線路段電壓等級均為220kv。表2.2.1（1） 根據(jù)線路距離與功率確定電壓等級線路距離（Km）功率(MW)額定電壓（KV）16512622012184220102224.422206384.4222057140220（2）按經(jīng)濟

11、電流密度選擇導線截面積及型號對導線的主要求是有良好的導電性能、足夠的機械強度和抗腐蝕性能。導線的常用材料有銅、鋁和鋼，在特殊情況下也使用鋁合金。1)銅。導電性能好、耐腐蝕、抗拉強度高，是理想的導電材料。產(chǎn)量少，價格高。2)鋁。導電性能較好，比重小，價格低。機械強度差，抗腐蝕能力較差。3)鋼。導電性能差，機械強度大。為了充分利用各種材料導線的優(yōu)點，我們把鋁和鋼融合起來，采用鋼芯鋁絞線LGJ。當LGJ導線還不能滿足要求時，可以使用分裂導線、擴徑導線，或者輕型、加強型LGJ導線，即LGJQ和LGJJ。架空線路導線截面面積一般情況下按經(jīng)濟電流密度來選擇。按經(jīng)濟電流密度來選擇導線截面用的輸送容量，應考慮

12、線路投入運行后年的發(fā)展。在計算中必須采用正常運行方式下經(jīng)常重復出現(xiàn)的最高負荷，但在系統(tǒng)發(fā)展還不明確的情況下，應注意勿使導線截面定的過小。S=PMAX3UNcosJ(J=1.15 cos=0.85)SI= 126*1033*220*0.85*1.15 =338.275 mm2S= 84*1033*220*0.85*1.15 =225.517 mm2S=224.42*1033*220*0.85*1.15 =592.506 mm2S= 84.42*1033*220*0.85*1.15 =226.645mm2S= 140*1033*220*0.85*1.15 =375.862 mm2表2.2.1（2）

13、按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面積及型號線路 橫截面積（mm2） 導線型號338.275 LGJQ-400225.517 LGJ-240592.506 LGJ-2*300226.645 LGJ-300375.862 LGJQ-400表2.2.1(3) 導線參數(shù)與價格型號電阻()電抗()電導()價格（萬元/km）LGJ-2400.1320.4322.63*10-637.93LGJ-3000.1070.4272.68*10-641.03LGJQ-4000.080.4172.73*10-660.41LGJ-2*3000.0530.3123.4*10-668.45（3）導線校驗按發(fā)熱條件校驗導線截面積 I=

14、SJ=PMAX3UNcosI= PMAX3UNcos=126*1033*220*0.85 = 389.016A836AI= PMAX3UNcos = 84*1033*220*0.85 = 259.345A613AI= PMAX3UNcos = 224.42*1033*220*0.85 =692.882A1187AI= PMAX3UNcos = 84.42*1033*220*0.85 = 260.641A735AI= PMAX3UNcos = 140*1033*220*0.85 =432.240A25MW PMAX=140MWP=150*70%=105MW5MW PMAX=105MW對于線路：豐

15、水期P1=(200+150)-(5*15*98%-10)*70%=200.55MWP2=(70+80)-(5*15*98%-10)*70%=60.55MW枯水期P3=(200+150)-30*98%*70%=224.42MWP4=(70+80)-30*98%*70%=84.42MWPMAX=224.42MW將環(huán)網(wǎng)打開，按照均一網(wǎng)計算 1 2 P1 P2圖2.2.3 均一網(wǎng)等效圖P火1=P1MAXL12+L2火+P2MAXL2火L火1+L12+L2火P火1(1)=180*72+121+120*=137.598 MW P火1(2)=180*72+121+66*=119.346MW P火1(3)=1

16、00*72+121+120*=94.469 MW P火1(4)=100*72+121+66*=76.218 MW P火1MAX=137.598 MWP火2(1)=120*72+165+180*=162.402 MW P火2(2)=120*72+165+100*=125.531MW P火2(3)=66*72+165+180*=126.654MW P火2(4)=66*72+165+100*=89.782MW P火2MAX=162.402MW P12=P火2MAX-P火1MAX=24.804MW 變電所1為功率分點P火2MAXP火1MAX設(shè)火-2段故障那么：P12 = 120*70% = 84MW

17、P火1MAX= (84+180)*70% =184.8MW設(shè)火-1段故障P12 = 180*70% = 126MW P火2MAX= (126+120)*70% =172.2MW設(shè)1-2段故障 P火1MAX= 180*70% =126MW P火2MAX= 120*70% =84MW由上可知：線路在發(fā)生故障時所承擔的功率將比正常時高。為保證供電可靠性，選用故障時最大傳輸功率為線路電壓等級選取依據(jù)。表2.2.2（1）根據(jù)距離與功率設(shè)定電壓等級線路距離（Km）功率(MW)額定電壓（KV）72126220165184.8220121172.2220153224.422206314022057105220

18、（2）按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面積及型號S=PMAX3UNcosJ(J=1.15 cos=0.85)SI= 126*1033*220*0.85*1.15 =338.275 mm2S= 184.8*1033*220*0.85*1.15 =496.137 mm2S=172.2*1033*220*0.85*1.15 =462.310mm2S= 224.42*1033*220*0.85*1.15 =592.506mm2S= 140*1033*220*0.85*1.15 =375.862mm2S= 105*1033*220*0.85*1.15 =281.896mm2表2.2.2（2）按經(jīng)濟電流密度選擇導

19、線截面積及型號線路橫截面積（mm2）導線型號338.275LGJQ-400496.137LGJ-2*300462.310LGJ-2*240592.506LGJ-2*300375.862LGJQ-400281.896LGJ-300表2.2.2（3）線路價格及參數(shù)型號電阻()電抗()價格（萬元/km）LGJ-3000.1070.42741.03LGJQ-4000.080.41760.41LGJ-2*2400.0660.31555.5LGJ-2*3000.0530.31268.45（3）導線校驗按發(fā)熱條件校驗導線截面積 I=SJ=PMAX3UNcosI= PMAX3UNcos=126*1033*22

20、0*0.85 = 389.016A898AI= PMAX3UNcos = 184.8*1033*220*0.85 = 570.558A1281AI= PMAX3UNcos = 172.2*1033*220*0.85 =531.657A1025AI= PMAX3UNcos = 224.42*1033*220*0.85 = 692.882A1187AI= PMAX3UNcos = 140*1033*220*0.85 = 432.241A1281AI= PMAX3UNcos = 105*1033*220*0.85 = 324.180A1s 時，可以不計及非周期分量，而設(shè)計任務(wù)書要求計算t=0s、t=

21、2s和t=4s時的值，因此，只計及周期分量，且采用采用三相短路的實用計算計算曲線法。各元件的電抗標幺值: 發(fā)電機Xd*=Xd%100SBSN=XdSBSN 變壓器X*d=US%100SBSN 線路X*l=XlSBUB2 取SB=100 MVA,UB=UAV=230 kV 限流電抗器標幺值的計算計算公式： X*=XR%UN1003INSBUB2表5-5 電抗器電抗標么值型號(kV)(A)額定電抗率短時4S電流（kA）峰值電流（kA） 標么值Xkk-10-2500-1010250010%501280.209 火電廠發(fā)電機X1=0.183*.85=0.156=X2=X3=X4=X5=X6=X7X8=

22、0.195*.85=0.332=X9 火電廠變壓器XT1=13100*=0.108=XT2=XT3=XT4=XT5=XT6=XT7XT8=13100*10050=0.240=XT9 水電廠發(fā)電機X10=0.205*.85=1.162=X11=X12=X13=X14水電廠變壓器XT10=12100*10040=0.300=XT11=XT12=XT13=XT14 線路 XL1=12*0.416*165*=0.065 XL2=12*0.432*121*=0.049XL3=12*0.312*102*=0.030XL4=12*0.425*63*=0.025XL5=12*0.416*57*=0.0224.

23、2.4 f-1點短路圖4.2.4 f-1點短路接線圖 圖4.2.4（1） f-1點短路接線圖圖4.2.4（2） f-1點短路接線圖計算結(jié)果: XA=X1+XT1/X2+XT2/X3+XT3/X4+XT4/X5+XT5/X6+XT6/X7+XT7=0.038 XB=X8+X9/XT8+XT9=0.286 Xc=XL3+XL4=0.055 XD=X10+XT10/X11+XT11/X12+XT12/X13+XT13/X14+XT14=0.038 XE=XA/XB=0.034 XF=XC+XD=0.352計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjsE=0.034*7*100+2*5

24、00.85*100=0.32XjsF=0.352*5*150.85*100=0.31查計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值IE0=3.368 IE2=2.306 IE4=2.316IF0=3.611 IF2=2.933 IF4=2.968IB=S3UB=1003*230=0.251 kA短路點起始次暫態(tài)電流I火=EX火f=10.034=29.412 I火=7.38KAI水=EX水f=10.352=2.841 I水=0.713KA短路沖擊電流取發(fā)電機沖擊系數(shù)為1.85 I=29.412+2.841=32.253Iim=2*32.253*1.85*0.251=21.180 kA 4.2.5 f-

25、2點短路圖4.2.5 f-2點短路接線圖 圖4.2.5（1） f-2點短路接線圖對XA,XB,XC支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f2的轉(zhuǎn)移電抗XAC=XA*XC*1XA+1XB+1XC=0.188XBC=XB*XC*1XA+1XB+1XC=1.414 XE=XAC/XBC=0.166計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjsE=0.166*7*100+2*500.85*100=1.56XjsD=0.297*5*150.85*100=0.26查計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值IE0=0.659 IE2=0.682 IE4=0.682ID0=4.290 ID2=3.

26、133 ID4=3.098IB=S3UB=1003*230=0.251 kA短路點起始次暫態(tài)電流I火=EX火f=10.166=6.026 I火=1.513KAI水=EX水f=10.297=3.367 I水=0.845KA短路沖擊電流取發(fā)電機沖擊系數(shù)為1.85 iim=2*3.367+6.026*1.85*0.251=6.168 kA4.2.6 f-3點短路圖4.2.6 f-3點短路接線圖圖4.2.6（1） f-3點短路接線圖 XE=XC+XD=0.352對XL1,XA,XB,XE支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f3的轉(zhuǎn)移電抗XAf=0.065*0.038*10.065+10.038+10.

27、352+10.286=0.119XBf=0.065*0.286*10.065+10.038+10.352+10.286=0.893XEf=0.065*0.352*10.065+10.038+10.352+10.286=1.099 X火f=XAf/XBf=0.105計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjs火=0.105*7*100+2*500.85*100=0.99XjsE=0.97查詢計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值I火0=1.046 I火2=1.143 I火0=1.143IE0=1.095 IE2=1.275 IE4=1.275IB=S3UB=1003*230=0

28、.251 kA短路點起始次暫態(tài)電流I火=EX火f=10.105=9.523 I火=8.666KAI水=EX水f=11.099=0.910 I水=0.228KA短路沖擊電流取發(fā)電機沖擊系數(shù)為1.80 Iim=2*9.523+0.910*1.80*0.251=6.67 kA4.2.7 f-4點短路圖4.2.7 f-4點短路接線圖圖4.2.7（1）f-4點短路接線圖對XL2,XA,XB,XE支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f4的轉(zhuǎn)移電抗XAf=0.049*0.038*10.049+10.038+10.352+10.286=0.099XBf=0.049*0.286*10.049+10.038+10

29、.352+10.286=0.744XEf=0.049*0.352*10.049+10.038+10.352+10.286=0.915 X火f=XAf/XBf=0.087計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjs火=0.82XjsE=0.81查詢計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值I火0=1.269 I火2=1.398 I火0=1.432IE0=1.320 IE2=1.597 IE4=1.616短路點起始次暫態(tài)電流I火=EX火f=1.145 I火=0.287KAI水=EX水f=1.093 I水=0.274KA短路沖擊電流取發(fā)電機沖擊系數(shù)為1.80 iim=2*1.145+1

30、.093*1.80*0.251=1.430 kA4.2.8 f-5點短路圖4.2.8 f-5點短路接線圖圖4.2.8（1） f-5點短路接線圖對XL3,XA,XB支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f5的轉(zhuǎn)移電抗 XE=0.064 XE=XL4+XD=0.322計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjs火=0.60XjsE=0.28查詢計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值I火0=1.748 I火2=1.699 I火0=1.884IE0=3.993 IE2=3.049 IE4=3.043短路點起始次暫態(tài)電流I火=EX火f=15.100 I火=3.79KAI水=EX水f=1.

31、435 I水=0.360KA短路沖擊電流取發(fā)電機沖擊系數(shù)為1.80 iim=2*15.100+1.435*1.80*0.251=10.565 kA4.2.9 f-6點短路圖4.2.9 f-6點短路接線圖圖4.2.9（1） f-6點短路接線圖對XA,XB,XC支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f6的轉(zhuǎn)移電抗 XAf=0.065 XBf=0.491 XEf=0.605 X火f=XAf/XBf =0.057計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjsE=0.53Xjs火=0.54查詢計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值I火0=1.953 I火2=1.804 I火0=1.968I

32、E0=2.054 IE2=2.216 IE4=2.417短路點起始次暫態(tài)電流I火=EX火f=17.544 I火=4.404KAI水=EX水f=1.653 I水=0.415KA短路沖擊電流取發(fā)電機沖擊系數(shù)為1.80 iim=2*17.544+1.653*1.80*0.251=12.263 kA4.2.10 f-7點短路圖4.2.10 f-7點短路接線圖圖4.2.10（1） f-7點短路接線圖對XT8,XT9,X*支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f7的轉(zhuǎn)移電抗XT89=0.240*0.2400.240+0.240+0.209=0.697XT89=0.209*0.2400.240+0.240+0

33、.209=0.607=XT9*對XA,XE,XT89支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f7的轉(zhuǎn)移電抗X火=0.697*0.038*0.697*0.0380.352=0.810X火=0.697*0.352*0.697*0.3520.038=7.505 X火f=X火/XF =0.435對X火,X水,XT9*,XF支路進行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f7的轉(zhuǎn)移電抗X火f=0.607*0.435*10.607+10.435+17.505=1.077X水f=0.607*7.505*10.607+10.435+17.505=18.584計算電抗Xjs=XfUav2SBUB2SN=XfSNSBXjs火=10.14Xjs水=16.40Xjs9=3.13查詢計算曲線0s,2s,4s相應電流標幺值I火0= I火2=