前言本課程設計的任務是根據給出的資料及要求,按國民經濟應用的要求設計乙個供電、變電網路。該網路包括乙個發電廠、四個變電站及輸電線路。該網路必須在符合國民經濟要求的前提下,保證一定的供電可靠性和穩定性,執行方式靈活,電能質量符合標準,並且有一定的經濟性。
設計內容包括:分析原始資料,審定運算條件;校驗系統有功、無功平衡和各種執行方式;通過方案比較,確定系統接線方案;確定發電廠、變電所的接線方案和變壓器的型號、容量及引數;進行系統的潮流計算;進行系統的調壓計算,選擇變壓器的分接頭;統計系統設計的主要指標;繪製系統電氣主接線圖。
根據給出的負荷情況及輸電距離確定網路的電壓等級為 110kv,再根據變電站、發電廠的地理位置,選出 4~6 種結線方案進行粗略的比較,比較後從中選出 2~3 種方案進行精細的方案比較,最後選出一種技術、經濟上最優的方案,隨之可以確定發電廠、變電站的結線方式和執行方式。然後根據所選的結線方式和執行方式進行潮流計算和調壓計算,直至調壓方式、範圍合符要求,最後統計物資用量,進行經濟指標計算。
最後得出的設計方案應具有高可靠性,能夠安全、可靠地向使用者提供符合電能質量要求地電能,執行方式變換靈活,具有一定的經濟性,基本滿足國民經濟的要求。
由於本人的水平有限,設計中難免出現錯漏,希望指導老師指正,並感謝指導老師在設計過程中給予的輔導和幫助。
一、設計題目:
區域電力網規劃設計
二、設計主要內容:
1. 校驗系統有功、無功平衡和各種執行方式;
2. 通過方案比較,確定系統接線方案;
3. 確定發電廠、變電所的接線方案和變壓器的型號、容量及引數;
4. 進行系統的潮流計算;
5. 進行系統的調壓計算,選擇變壓器的分接頭;
6. 統計系統設計的主要指標。
三、設計要求:
1.設計說明書乙份。
2.設計圖紙一張。
一、發電廠資料
二、發電廠和變電所負荷資料
注意:(1)、發電廠的負荷包括發電廠的自用電在內;
(2)、建議採用的電力網額定電壓為110kv。
三、發電廠、變電所的地理位置圖:(1:1000000)
根據最大負荷利用小時數的定義,最大負荷執行tmax 小時所消耗的電量等於全年實際耗電量,所以應大於全年以最小負荷執行所消耗的電量,即:
pmax·tmax>pmin·87608760——全年小時數
1、發電廠負荷
(pmax·tmax=10×5500=55000)>(pmin·8760=3×8760=26280) (mwh)
2、變電所1 負荷
(pmax·tmax=20×5500=110000)>(pmin·8760=8×8760=70080) (mwh)
3、變電所2 負荷
(pmax·tmax=20×5000=100000)>(pmin·8760=10×8760=87600) (mwh)
4、變電所3 負荷
(pmax·tmax=30×5000=150000)>(pmin·8760=10×8760=87600) (mwh)
5、變電所4 負荷
(pmax·tmax=30×5500=150000)>(pmin·8760=12×8760=105120) (mwh)
結論:所以負荷均滿足合理性要求。
一、有功功率平衡校驗(最大方式下)
系統最大有功綜合負荷:
系統最小有功綜合負荷:
k1 ——同時係數取1
k2 ——廠用網損係數取1.15(其中網損7%,廠用8%)
pxmax=1×1.15×(10+20+25+30+30)=132.25mw
pxmin=1×1.15×(10+20+25+30+30)=132.25mw
發電廠裝機容量:pfmax=50×2+25×2=150mw
有功備用容量:pb= pfmax- pxmax=150-132.25=17.75 mw
備用容量佔系統最大有功綜合負荷的百分比:13.4%>10%
二、無功功率平衡校驗(最大方式下)
系統最大綜合無功負荷:qxmax=pxmax.tan(cos-1φ)
qxmax= 132.25×tan(cos-10.85)=81.96 mvar
發電機能提供的無功功率:qfmax=pfmax.tan(cos-1φe)
qfmax=(50×2)tan(cos-10.85)+(25×2)tan(cos-10.8)=99.47 mvar
無功備用容量:qb=qfmax- qxmax=99.47-81.96=17.51 mvar
無功備用容量佔系統最大綜合無功功率的21.14%
三、功率平衡校驗結論
發電廠有功儲備為 17.75mw,達到系統最大綜合有功綜合負荷的 13.4%,大於10%,基本滿足系統有功平衡的要求。
發電廠無功儲備有 17.51mvar,達到系統最大綜合無功功率的 21.14%,已滿足系統無功平衡要求的10~15%的儲備要求。
綜上所述,該發電廠裝機容量可以滿足系統功率平衡的要求,而且不用無功補償。
系統以最大負荷方式執行時,系統最大有功綜合負荷為 132.25mw,而發電廠最大出力為150mw,因備用容量不足一台發電機組的容量,所以所有機組都須帶負荷執行。機組間負荷分配,可以按機組容量來分配。
當系統以最小負荷方式執行時,系統有功功率只有 49.45mw,此時發電廠以最大方式執行時,平均每台機組所承擔的負荷僅達到容量的 25%~50%,這顯然是不經濟的, 因此要考慮切除機組; 同時考慮事故時的備用容量, 應切除1臺25mw
機組和1 臺50mw 機組,即一台50kw機組和一台25mw機組帶負荷,而另一台50kw機組和一台25mw機組作備用,用作輪流檢修和事故備用。
本設計的網路是區域電力網,輸送容量20~30mva,輸送距離從 48~68km。根據各級電壓的合理輸送容量及輸電距離,應選擇 110kv 電壓等級(其輸送能力為10~50mw,50~150km)。
故網路電壓等級確定為:110kv
根據上表比較,從可靠性、操作容易、保護簡單等方面選優,選出ⅱ、ⅲ、ⅵ三種方案進行精確比較。
確定導線材料和桿塔的類別及導線的幾何均距。目前我國高壓輸電線主要採用鋼芯鋁絞線。 按電力設計手冊, 當負荷的年最大利用小時數達 5000 小時以上時,鋼芯鋁絞線的經濟電流密度取 j=0.
9a/mm2,在高壓區域電力網,用經濟電流密度法選擇導線截面,用發熱校驗。因本設計是 110kv電壓等級,為了避免電暈損耗,導線截面不得小於lgj-70。 在lgj-240以下者, 均採用單桿三角形排列, 在lgj-300以上者,採用π型桿塔。
初選出來的ⅱ、ⅲ、ⅵ方案技術和經濟精確比較見下表:
由上表的技術及經濟比較可以看出,方案ⅵ在技術上滿足要求(正常時u<5%,故障時u<15%) ,經濟上又最省,故選擇ⅵ方案為網路結線方案。
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