1、電力系統規劃及發電廠電氣部分設計摘要：本設計通過對原始資料的分析，對電力系統進行電源規劃、電網規劃、電器主接線的設計、主變壓器的選取，并進行了相應的短路計算，選取合理的斷路器、隔離開關、限流電抗器。最后，對所選的最優方案進行了潮流計算，對不合理的電壓采取了相應的無功補償和調壓措施。最終又選取了火電廠的廠用變壓器設計了廠用電的接線形式。關鍵詞：電力系統規劃；電氣主接線；短路計算；潮流計算；電網規劃PowersystemplanningandpowerplantelectricalpartdesignAbstract:Thisdesignthroughtheanalysisoforiginalda

2、ta,powersupplytopowersystemplanningandpowergridplanning,themainelectricalwiringdesign,selectionofthemaintransformer,andthecorrespondingshortcircuitcalculation,selectingreasonablecircuitbreaker,isolatingswitch,currentlimitingreactor.Finally,selectedtheoptimalsolutionfortheflowcalculation,toadopttheco

3、rrespondingunreasonablevoltagereactivepowercompensationandvoltageregulationmeasures.Eventuallytheypickthecoal-firedpowerplantfactorywiththetransformerdesignofauxiliarypowerwiringforms.Keywords:Powersystemplanning;Themainelectricalwiring;Shortcircuitcalculation;PowerPg11-k2Py(2)flowcalculation;Powerg

4、ridplanning.0引言隨著社會的不斷發展，電力工業在國家建設和國民經濟發展中占據的地位越來越大。要滿足國民經濟發展的要求，電力必須超前發展，這是世界電力工業發展的規律。因此，做好電網規劃，加強電網建設，極為重要。本次研究課題為電力系統規劃及發電廠電氣部分設計，其主要內容包括：電源規劃、網絡方案的確定、電氣主接線的確定、電氣設備的選擇、潮流計算及調壓、廠用電設計及防雷保護。原始資料分析：有一個火電廠，一個水電廠，四個變電所和原系統。其中，各變電所均有重要負荷，所以要求系統接線必須保證每個變電所均為雙電源供電。在正常運行時，可靠滿足變電所最大負荷的要求；故障時應保障重要負荷的要求。1電源規

5、劃根據給定的負荷資料確定火電廠新增裝機容量。火電廠新增裝機容量為：4臺100MWJL組和1臺50MWIL組。1.1電力負荷分析電力負荷分析主要是考慮用電負荷、供電負荷及發電負荷。(1)系統的用電負荷：各變電所的最大負荷、水平年發電機機壓母線最大負荷、水電廠近區負荷及系統從新區吸收的最大功率之和。P=iPP，一pp好1y1*1max12max1nmax1機壓+Psl+p近區rk1其中，k1為同時系數。(2)系統的供電負荷：用電負荷和網絡損耗功率之和。其中，k2為網損率。(3)系統的發電負荷：供電負荷加廠用電功率。PfPgPzLk3(3)其中，Pz為發電機電壓直配負荷k3為廠用電率。1.2 系統的

6、備用容量系統備用容量一般考慮負荷備用(負荷和國民經濟備用)、事故備用、國民經濟備用和檢修備用1。負荷備用：通常取最大發電負荷的2%5%,低值用于大系統，高值用于小系統；事故備用：取最大發電負荷的10%左右，但應大于最大一臺發電機容量；檢修備用：通常取最大發電負荷的8%15%左右。火電廠安排在夏季檢修，周期為一年，時長為為30天；水電廠安排在冬季檢修，周期為2年，時長為20天。1.3 負荷的增長本設計中認為水平年末的負荷比年初增加10%,年中負荷比年初減少3%。2網絡方案的確定2.1 電壓等級的確定電壓等級的確定應根據輸送距離、輸送容量及周圍電力網白額定電壓確定2。為了避免發電廠、變電所的設備接

7、線復雜，所以系統中電壓等級不宜過多，一般設2-3中電壓等級。下表展示了我國各級電壓輸送容量和傳輸距離的范圍。表2.1我國各級電壓輸送能力統計輸送容量(kv)(MW)(km)11010-5050150220100150100300原始資料中的系統新區接口電壓為220kv,由以上可知，本次設計中輸電線路電壓等級為220kv。2.2 網絡方案的確定2.2.1 方案的初選依據經驗，初步設計18種系統接線形式，依據可靠性、經濟性、靈活性的原則選擇2種接線形式作為初選方案，接線形式如下：圖1方案一2.2.2 方案的細選(1)導線截面積的選擇按經濟電流密度選擇導線截面積，根據電暈條件、電壓損失、導線長期允許

8、載流量以及機械強度校驗導線截面積3。本設計中，初選出的兩種方案導線均選LGJ-240/40。(2)經濟技術比較在經濟技術比較中，投資費用和年運行費用最小的方案優先選用。若投資而年運行費用小，則可采用抵償年限進行比較，具體方法如下：若投資Z1Z,而年運行費用“1<»2,N=z則令卜2"1。目前，我國采用標準的抵償年PM發為58年，當N小于58時，選用投資費用大的方案；否則選用難免運行費用大的方案。本設計中，最終選擇方案一。3電氣主接線的確定3.1主變壓器的選擇主變壓器的選擇，主要包括變壓器型式、臺數和容量的選擇。對于220Kv電壓等級為大電流接地系統，其古變壓器型式應為

9、三相雙繞組變壓器，且京取YN的聯蓼方式。由于火電廠有機仔重要負荷，為保證可靠供電，所以機壓母線側選取兩臺主變壓器，其余發電機組采取擴大單元接線；由于四個變電所均有重要負荷，所以各個變電所均應有兩臺變壓器；由于水電廠采取擴大單元接線，所以水電廠應有兩生變壓器。根據發電機、單元接線及變電所主變壓器容量選取原則，計算每臺主變壓器的容量。3.2發電廠N變電所主接線的確定確定發電廠變電所主接線的基本原則為：可靠性、經濟性、靈活性圖。依據接線準則,火電廠220kv側有9回進線，10回出線，應采用雙母線四分段的接線方式，其中6臺100MW和1臺50MW發電機采用單元接線直接接到220kv母線上，另2臺50M

10、W機組經10kv機壓母線、主變壓器接到220kv母線上；火電廠10kv機壓母線側采用雙母線三分段的接線形式。水電廠有4臺機組，米用擴大單兀接線、四角形接線,經升壓變壓器接到變電所1母線上。變電所2、3、4均有2回進線，且無穿越功率，故均采用內橋接線；變電所1有4回進線，故采用雙母線接線形式。最終，本設計中主變壓器的選擇結果如卜表，線式接形臺數主變壓器型號50MW機組元線單接6SFP7-150000/220100MW機組雙母線三分段3SFP7-120000/220擴大水電廠單元2SFP7-90000/220接線雙母變電所1線接2SFP7-120000/220線變電所2內橋2SFP7-90000/

11、220變電所3內橋2SFP7-63000/220變電所4內橋2SFP7-50000/2204電氣設備的選擇電氣設備的選取原則為：按正常運行條件下選取額定電壓和額定電流；按短路運行條件下校驗熱穩定和動穩定。主要選取高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器5。4.1短路計算短路電流計算的目的6：(1)選取電氣設備；(2)為繼電保護的設計和整定值提供依據。短路計算的一般步驟(1)繪制等值網絡；(2)進行網絡變換，計算等值發電機到短路點的轉移電抗Xfi;(3)計算各發電機到短路點的計算電抗Xjs.(4)查運算曲線，求出0s、2s、4s的短路電流標幺值；(5)計算短路電流后名值。4.2電氣設備的選擇

12、依據電氣設備選取原則，本設計電氣設斷路器隔離開關電流互感器電壓互感器火廠LW1-LCLWD3-GW4-22TYD220/3220k220/20/630220-4300-0.0075v側000/5火電廠機SN4-GN-10T/LMC-10-410G/45000-30JDZ-10壓母000/50000線側LW1-LCLWD3-水電GW4-22TYD220/3220/2220-4300廠側0000/630/5-0.0075變電LW1-220/2GW4-22LCLWD3-220-4300TYD220/3所10/630-0.0075000/5變電LW1-LCLWD3-220/2GW4-22220-430

13、0TYD220/3所20/630-0.0075000/5變電LW1-GW4-22LCLWD3-TYD220/3220/2220-4300所30000/630/5-0.0075變電LW1-GW4-22LCLWD3-TYD220/3所4220/20/630220-4300-0.0075000/55潮流計算及調壓5.1 手算潮流本設計需進行冬季最大運行方式下的潮流，計算時，將火電廠設為平衡節點，系統、水電廠及各變電所均設為PQ節點。手算潮流基本步驟7:(1)計算各電氣元件的基本參數；(2)畫出網絡等值圖，并進行簡化；(3)計算各支路首末端的功率；(4)計算各節點電壓。5.2 計算機算潮流計算機計算潮

14、流時，將火電廠設為平衡節點，系統和水電廠設為PV節點，各個變電所設為PQ節點8。采用牛頓拉弗遜法，用MATLAB編程計算。冬季最大運行方式下，各個變電所負荷為原來最大負荷的1.1倍；冬季最小運行方式下，各個變電所負荷為冬季最大運行方式下負荷的0.7倍；夏季最大運行方式下，各個變電所負荷為原來最大負荷的0.97倍；夏季最小運行方式下，各個變電所負荷為夏季最大運行方式下負荷的0.7倍。5.3 調壓措施在潮流計算中，各個變電所允許電壓波動范圍為220kv±5%，否則視為不合理,此時需采用調壓措施。常用的調壓措施有：(1)改變發電機機端電壓，優先選取，因為此種方法簡單易操作。(2)改變變壓器

15、分接頭。雙繞組變壓器的高壓側、三繞組的高中壓側通常設有三個或五個分接頭，進行調節變比。(3)改變網絡參數，如串聯電抗器、并聯電容器。6廠用電的計算6.1廠用電壓等級的確定(1)發電機容量在100300MW時，宜采用6Kv作為高壓廠用電壓等級；(2)發電機容量在60MW及以下，發電機電壓為10.5Kv時，可采用3kv作為高壓廠用電壓等級。本設計中，采用6Kv作為高壓廠用電壓等級9。6.2廠用變壓器的選擇原則(1)大型機組一爐兩段，宜選用低壓分裂繞組變壓器，兩個低壓繞組分別向廠用電供電；(2)廠用變壓器的一、二次側分別與引接電源電壓和廠用電電壓等級相等；(3)廠用變壓器的容量選擇：448%cosN

16、其中，.為廠用變壓器的容量。(4)啟動/備用廠用變壓器應按照能滿足最大一臺廠用變壓器故障時來選擇。7防雷保護的設計采用裝設避雷針防范直擊雷，以保護配電裝置，避免雷擊設備，使設備損壞10。本設計中共有9個進線間隔、10個出線間隔、2個電壓互感器和避雷器間隔、2個母聯間隔、1個分段間隔，共有24個間隔。分段間隔長度為15m,其余間隔均為14m,則總的長度為337m,寬為54.5m。本設計中，h=40m,hx=19m,p=0.87，假設安裝8支避雷針，經計算得全部在保護范圍內，故安裝8支避雷器即可。結束語經過三個月的努力，畢業設計終于接近尾聲。本次畢業設計包含發電廠電氣部分、電力系統穩態分析、電力系

17、統暫態分析、高電壓技術、繼電保護等等眾多學科，知識面廣，任務量大。主要內容包括以下內容：(1)電源規劃：通過對系統中原有負荷的分析，計算出火電廠需新增容量和做出了檢修計劃。(2)網絡方案的確定：初步設定18種方案，依據可靠性、經濟性、靈活性的原則從中選出2種，進行經濟技術比較，確定最終方案。(3)電氣主接線確定：首先選取了主變壓器的型式、臺數和容量，然后設計出系統主接線圖。(4)電氣設備的選擇：按正常運行時選取額定電壓和額定電流，故障時進行校驗。(5)潮流計算：根據手算和計算機算出的功率分布來檢查系統運行穩定性和電壓偏差，對電壓偏差較大的點進行了調壓。(6)廠用電設計：首先，依據規程，確定廠用電高壓側為6kv;然后根據機組容量選取廠用電變壓器的容量。(7)防雷保護：裝設避雷針防直擊雷對電氣設備的損壞，并進行了檢驗。最后經經濟技術比較后，本設計具有經濟可行性。參考文獻1張青燕，陳寧，張健.抽水蓄能電站備用效益研究綜述J.水力發電，20072許瑯.發電廠電氣主系統M.北京：機械工業出版社，2006.3謝璐濱