110KV高壓配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)

工程學(xué)院電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題目:專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：K0312416學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：2015年4月5日

信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名林博學(xué)號(hào)K081241138成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)題目高壓配電網(wǎng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容1）根據(jù)地負(fù)荷資料、待設(shè)計(jì)變電所地理位置和已有電廠的供電情況，作出功率平衡。（2）通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定配電網(wǎng)供電電壓、電網(wǎng)接線(xiàn)方式及導(dǎo)線(xiàn)截面。（3）進(jìn)行電網(wǎng)功率分布及電壓計(jì)算，評(píng)定調(diào)壓要求，選定調(diào)壓方案。（4）評(píng)定電網(wǎng)接線(xiàn)方案。設(shè)計(jì)要求①功率初步平衡，廠用電率為7%,線(xiàn)損率為6%；②各負(fù)荷最大同時(shí)系數(shù)取1.0;③本高壓配電網(wǎng)多余功率送回系統(tǒng)，功率缺額由系統(tǒng)供給；④除特別說(shuō)明之外，高壓側(cè)均按屋外布置考慮配電裝置；⑤待設(shè)計(jì)各變電所低壓出線(xiàn)回路數(shù)。電壓為10kV時(shí)，每回出線(xiàn)按1500?2000KW考慮；⑥已有發(fā)電廠和變電所均留有間隔，以備發(fā)展；⑦區(qū)域氣溫最高為40°C，年平均溫度為25C，最熱月均最高氣溫32Co時(shí)間安排第四周到第五周參考資料陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京:中國(guó)電力出版社,1985:132-133.李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M].北京:中國(guó)電力出版社，1985:39-42.范明天.配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2000:50-53.目錄目錄摘要TOC\o"1-5"\h\zABSTRACT-2-第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)-3-高壓配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容-3-設(shè)計(jì)文件及圖紙要求-3-原始資料-3-第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-5-高壓配電網(wǎng)的電壓等級(jí)和接線(xiàn)方式-5-技術(shù)指標(biāo)比較-5-經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較-6-第三部分計(jì)算書(shū)-8-有功功率平衡-8-高壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇-8-變電所主變?nèi)萘康倪x擇-8-選擇導(dǎo)線(xiàn)截面-9-導(dǎo)線(xiàn)截面的計(jì)算-9-導(dǎo)線(xiàn)截面校驗(yàn)-11-正常和故障情況下的電壓損耗-13-通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案-15-3.7選定方案的潮流計(jì)算-.15.-3.8調(diào)壓計(jì)算-20-3.9聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上的潮流計(jì)算3.9聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上的潮流計(jì)算-20-致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)-22#-到溫度修正系數(shù)取0.916。GA：雙回路斷開(kāi)一回，流過(guò)另一回的最大電流為2X139.93=279.86A，小于0.916X515A。LGJ-185導(dǎo)線(xiàn)滿(mǎn)足要求。AB:雙回線(xiàn)斷開(kāi)一回，流過(guò)另一回的最大電流為2X57.44=114.88A,小于0.916X380A。LGJ-120導(dǎo)線(xiàn)滿(mǎn)足要求。GC：GD斷開(kāi)，由C變電所通過(guò)路線(xiàn)CD給D變電所供電，流過(guò)GC的最大電流為186.62+128.30=314.92A，小于0.916X515A。LGJ-185導(dǎo)線(xiàn)滿(mǎn)足要求。GD：GC斷開(kāi)，由D變電所通過(guò)路線(xiàn)CD給C變電所供電，流過(guò)GD的最大電流為186.62+128.30=314.92A，小于0.916X380A。LGJ-120導(dǎo)線(xiàn)滿(mǎn)足要求。3.5正常和故障情況下的電壓損耗3.5正常和故障情況下的電壓損耗Umax線(xiàn)路參數(shù)如下：LGJ-120/25：r1=0.263Q/km,x1=0.421Q/km,QCL=3.572Mvar/100km。LGJ-185/30：r1=0.170Q/km,x1=0.410Q/km,QCL=3.675Mvar/100kmoLGJ-300/40：r1=0.105Q/km,x1=0.395Q/km,QC,L=3.820Mvar/100km。分別計(jì)算變電所A、B、C、D的運(yùn)算負(fù)荷，再計(jì)算發(fā)電廠的運(yùn)算功率。應(yīng)用潮流計(jì)算程序可以得到的結(jié)果見(jiàn)表3-5、表3-6。表3-5方案1在正常情況下的節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行情況節(jié)點(diǎn)電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-B最大負(fù)荷111.65110.52111.73112.00113.98115.504.5-最小負(fù)荷108.60107.81108.34108.96109.93110.00-2.0

表3-6方案1在故障情況下的節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行方式節(jié)點(diǎn)電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-C斷開(kāi)GA-回路109.08107.91111.62111.89113.88115.504.5-斷開(kāi)GC,連接CD111.54110.40106.49109.45113.87115.50-8.2應(yīng)用潮流計(jì)算程序得到的結(jié)果見(jiàn)表3-7和表3-8。表3-7方案2在正常情況下的節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行情況節(jié)點(diǎn)電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-B最大負(fù)荷111.31110.32111.72112.00114.00115.504.7-最小負(fù)荷108.63107.36108.34108.94109.93110.00-2.4表3-8方案2在故障情況下的節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行方式節(jié)點(diǎn)電壓(KV)最大電壓損耗(%)ABCDGSS-BS-C斷開(kāi)GA-回路98.69103.27112.42112.70114.66115.5014.5-斷開(kāi)GC,連接CD110.86109.87106.13109.10113.43115.50-8.2

3.6通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案方案1：GA:△P=0.65MW,tmax=4500hAB:△P=0.14MW,tmax=6250hGC:△P=0.28MW,tmax=6250hGD:△P=0.27MW,tmax=3682h(2)計(jì)算年費(fèi)用和抵償年限。其中1)(2)計(jì)算年費(fèi)用和抵償年限。其中1)線(xiàn)路的電能損耗：A=650X4500KW?h=292.5X104(KW?h)A=140X6250KW?h=87.5X104(KW?h)△A=280X6250KW?h=175X104(KW?h)△A=270X6250KW?h=99.41X104(KW?h)△A1=292.5+87.5+175+99.41=654.41X104(KW?h)方案2：GA:△P=0.54MW,tmax=3682h；^A=540X3682KW?h=198.83X104(KW?h)GB:△P=0.46MW,tmax=6250h；^A=460X6250KW?h=287.5X104(KW?h)GC,GD：與方案1相同?！鰽2=198+287.5+175+99.41=760.74X104(KW?h)方案2與方案1的線(xiàn)損之差為760.74-654.41=106.33X104(KW?h)2)線(xiàn)路投資：方案1：變電所A、B的接線(xiàn)：LGJ-185雙回路23km；LGJ-120雙回路25km。X23X1.8+14.75X25X1.8=1399.84(萬(wàn)元)變電所C、D的接線(xiàn)：LGJ-185線(xiàn)路25km；LGJ-120線(xiàn)路45km。X25+14.75X45=1152.5(萬(wàn)元)線(xiàn)路投資=1399.84+1152.5=2552.34(萬(wàn)元)方案2：變電所A、B的接線(xiàn)：LGJ-185線(xiàn)路23km；LGJ-150雙回路75km。X23X1.8+14.75X25X1.8=1399.84(萬(wàn)元)變電所C、D的接線(xiàn)：LGJ-185線(xiàn)路25km；LGJ-120線(xiàn)路45km。X25+14.75X45=1152.5(萬(wàn)元)線(xiàn)路投資=1399.84+1152.5=2552.34(萬(wàn)元)方案2與方案1的線(xiàn)路投資之差為2693.94-2552.34=141.60（萬(wàn)元）3）變電所投資：方案1：變電所A高壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段，變電所B高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線(xiàn)。變電所A、B、C、D投資之和為（1686+58.1X4）+1216+1404+1216=5754.4（萬(wàn)元）。其中變電所A比典型接線(xiàn)多出4個(gè)間隔的費(fèi)用為58.1X4=232.4（萬(wàn)元）。110KV新建變電所（2X16MVA）的單元造價(jià)取380元/KVA,則其造價(jià)為380X2X16X103=1216X104元=1216（萬(wàn)元）。方案2：變電所A、B、C、D均采用內(nèi)橋接線(xiàn)。變電所A、B、C、D投資之和為1686+1216+1404+1216=5522（萬(wàn)元）。4）工程總投資：方案1的工程總投資為Z1=2552.34+5754.4=8306.74（萬(wàn)元）方案2的工程總投資為Z2=2693.94+5522=8215.94（萬(wàn)元）方案1和方案2的工程投資之差為Z1-Z28306.74-8215.94=90.8（萬(wàn)元）5）年運(yùn)行費(fèi)：維修電力網(wǎng)正常運(yùn)行每年所指出的費(fèi)用，成為電力網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)。年運(yùn)行費(fèi)包括電能損耗費(fèi)，折舊費(fèi)，小修費(fèi)，維修管理費(fèi)。電力網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)可以計(jì)算為PzzPx乙pwzu=aAA+100+100+100PzPxPw=aA+（100+100+100）Z（8-1）式中a——計(jì)算電價(jià)，元/KW?h；AA——每年電能損耗，KW?h；Z――電力網(wǎng)工程投資，元；PZ――折舊費(fèi)百分?jǐn)?shù)；PX——小修費(fèi)百分?jǐn)?shù)；PW——維護(hù)管理費(fèi)百分?jǐn)?shù)；電力網(wǎng)的折舊、小修和維護(hù)管理費(fèi)占總投資的百分?jǐn)?shù)由主管部門(mén)制定，表3-9可以作為參考。表3-9電力網(wǎng)的折舊、小修和維護(hù)管理費(fèi)占總投資的百分?jǐn)?shù)設(shè)備名稱(chēng)折舊費(fèi)(%)小修費(fèi)(%)維護(hù)管理費(fèi)(%)總計(jì)(%)木桿架空線(xiàn)81413鐵桿架空線(xiàn)4.50.527鋼筋混凝土架空線(xiàn)4.50.527電纜線(xiàn)路3.50.52615MVA以下的變電所6171415?40MVA的變電所6161340?80MVA的變電所6151280?150MVA的變電所614.511.5本設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土架空線(xiàn)，變電所容量在15?40MVA之間。方案2與方案2的年運(yùn)行費(fèi)之差為u-u=0.35X(486.33-380)+141.60X7%-232.4X13%=16.92(萬(wàn)元)21計(jì)算年費(fèi)用或抵償年限。又分：方法一：年費(fèi)用最小法。年費(fèi)用的計(jì)算公式為]AC=Z(1+r)n6+r\一Lur000式中AC年費(fèi)用，平均分布在m+1到m+n期間的n年內(nèi)；Z——工程總投資；r0――年利率，取r0=6.6%;u年運(yùn)行費(fèi)。方案1：AC1=8306.74X0.066(1+0.066)15[(1+0.066)15-1]+0.35X654.41+2552.34X7%+5754.4X13%=889.15+229.04+178.66+748.07=2044.92(萬(wàn)元)方案2：AC2=8215.94X0.066(1+0.066)15[(1+0.066)15-1]+0.35X760.74+2693.94X7%+5522X13%=879.43+266.26+188.58+717.86=2052.13(萬(wàn)元)方案1的年費(fèi)用比方案2小，選取方案1。因?yàn)閮蓚€(gè)方案的年費(fèi)用相差不大，所以再用抵償年限法進(jìn)行判斷。方法二：抵償年限法。在電力網(wǎng)設(shè)計(jì)方案選擇時(shí)，如果兩個(gè)方案的其中一個(gè)工程投資大而年運(yùn)行費(fèi)用??；另一個(gè)方案工程投資小而年運(yùn)行費(fèi)用大時(shí)，那么用抵償年限法來(lái)判斷。抵償年限法的含義是：若方案1的工程投資大于方案2，而方案1的年運(yùn)行費(fèi)小于方案2，則由于方案1的年運(yùn)行費(fèi)的減少，在多少年內(nèi)能夠抵償所增加的投資，用公式表示T二(Z-Z)(u-u)12'12式中Z、Z——方案1、方案2的工程投資；12u、u——方案1、方案2的年運(yùn)行費(fèi)；12一般標(biāo)準(zhǔn)抵償年限為6?8年。負(fù)荷密度大的地區(qū)取較小值；負(fù)荷密度小的地區(qū)取較大值。按照抵償年限法進(jìn)行設(shè)計(jì)方案比較時(shí)，當(dāng)T小于標(biāo)準(zhǔn)抵償年限時(shí)，選取投資大年費(fèi)用小的方案；當(dāng)T大于抵償年限時(shí)，選擇投資小運(yùn)行費(fèi)用大的方案。本設(shè)計(jì)方案的抵償年限為T(mén)二(Z-Z)(u-u)=90.8/16.92=5.37(年)1212因此，選取投資大，年運(yùn)行費(fèi)小的方案1。3.7選定方案的潮流計(jì)算各種選定方案的潮流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-10?表3-14。表3-10各節(jié)點(diǎn)分別采用的計(jì)算負(fù)荷(SB=100MVA)運(yùn)行狀況變電所A變電所B變電所C變電所D發(fā)電廠GP1Q1P2Q2P3Q3P4Q4P5Q5最大負(fù)荷0.300.20110.180.11310.320.14150.220.1262-0.5914-0.4436最小負(fù)荷0.150.09390.1260.07580.160.09480.110.0582-0.5457-0.3383表3-11在最大負(fù)荷運(yùn)行方式下節(jié)點(diǎn)電壓(KV)平衡節(jié)點(diǎn)S發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)G變電所A變電所B變電所C變電所D115.5113.98111.65110.52111.73112

表3-12在最大負(fù)荷運(yùn)行方式下線(xiàn)路功率(MVA)節(jié)占八、、123456120.14+j11.54-56.14-j31.652-20-jll.313-25-j14.154-22-j12.62556.79+j33.3225.28+j14.8322.27+j13.05-45.2-j16.74645.49+j17.80表3-13在最小負(fù)荷運(yùn)行方式下節(jié)點(diǎn)電壓(KV)平衡節(jié)點(diǎn)S發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)G變電所A變電所B變電所c變電所D110109.93108.60107.81108.34108.96表3-14在最小負(fù)荷運(yùn)行方式下線(xiàn)路功率(MVA)節(jié)點(diǎn)123456114.07+j7.69-32.07-j17.082-14-j7.583-17.5-j9.484-11-j5.82532.29+j17.6117.64+j9.8311.07+j5.93-6.43+j0.6466.44-j0.44

3.8調(diào)壓計(jì)算根據(jù)調(diào)壓要求選定的分接頭和變電所低壓側(cè)的電壓見(jiàn)表3-15。表3-15根據(jù)調(diào)壓要求選定的分接頭和變電所低壓側(cè)的電壓運(yùn)行狀況變電所A（順調(diào)壓）變電所B（逆調(diào)壓）變電所C（順調(diào)壓）變電所D（逆調(diào)壓）分接頭電壓(KV)分接頭電壓(KV)分接頭電壓(KV)分接頭電壓(KV)最大負(fù)荷-4X10.30-4X10.4-4X1.25%10.2-4X10.21.25%1.25%361.25%4最小負(fù)荷-4X10.62-4X10.0-4X1.25%10.6-4X10.61.25%1.25%231.25%13.9聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上的潮流計(jì)算應(yīng)用第七章潮流計(jì)算程序計(jì)算在最大負(fù)荷的多種運(yùn)行方式下的潮流分布，結(jié)果見(jiàn)表3-16。表3-16通過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的潮流和變電所節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行方式聯(lián)絡(luò)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)電壓（KV）電流（A）功率因數(shù)ABCD聯(lián)絡(luò)線(xiàn)斷開(kāi)一回260.430.9237110108.86110.01110.365萬(wàn)KV；機(jī)組檢修；雙回聯(lián)絡(luò)線(xiàn)兩臺(tái)2.5萬(wàn)KV機(jī)組按最大出力，額定功率因數(shù)發(fā)電299.13（單回線(xiàn)）0.85108.78107.61108.85109.13兩臺(tái)2.5萬(wàn)KV機(jī)組按最大出力，功率因數(shù)為0.77發(fā)電293.38（單回線(xiàn)）0.87109.00107.83109.10109.35這次設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)下圓滿(mǎn)完成了，老師不但在過(guò)程中為我提出了寶貴的意見(jiàn)，還帶領(lǐng)小組參觀了學(xué)校的配電房，在大學(xué)期間的我們很榮幸的能有這樣一次機(jī)會(huì)接觸到實(shí)際的電力系統(tǒng)。在聽(tīng)?zhēng)煾抵v解學(xué)校的供電設(shè)備和輸電系統(tǒng)是如何工作的過(guò)程時(shí)，我們雖是新手上路，但也在認(rèn)真的討論過(guò)程中，慢慢理解并思考系統(tǒng)與我