1电力系统课程设计

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1、电力系统课程设计主讲人 刘君2011年2月21日电网设计与发电厂变电站设计电力系统设计与厂站电气系统设计的关系示意图国家计划及能源政策能源规划电力负荷预测电源规划电网规划发电厂、变电站设计电力系统规划设计第一部分设计任务及要求电力系统课程设计的目的n选择高压输电网设计题目n增强工程观念；熟悉电力系统规划设计有关 的技术规程、规定和导则等；掌握电力网初 步设计的基本方法以及相关的基本计算；学 习工程设计说明书的撰写方法。 设计内容n1、电力系统功率平衡 n2、电力网接线方案的技术论证及经济比较； n3、最大和最小运行方式下的潮流计算； n4、调压计算； n5、编写设计说明书，绘图。 设计进度安排

2、序 号设计内容进度1原始资料分析第1天2电力系统功率平衡3电力网接线方案的技术论证及经 济比较第2-4天4网络潮流计算和调压计算第5-7天5编写设计说明书，绘图第8天6答辩第9-10天电气0701-0706 实验电讲课及答辩时间安排时间地点内容2月21日 周一 下午 2：00教5A403布置课程设计任务、要求 上课：电网方案选择主接线设计及主变选择 （刘君） 2月23日 周三 下午 2：30教5A403上课：方案经济比较（刘君）2月25日 周五 下午 1：00教5A403上课：潮流计算和调压 （刘燕华） 3月3日 周四 上午 8:30-下午 16:00教5A403答辩3月4日 周五 上午 8:

3、30-下午 16:00教5A403答辩答辩要求n1、没做自己的题目而做别人的题目，或设计内容 不完整的，都计为不及格。n2、每人必须由指定的指导教师答辩，交报告，并 回答问题。n3、答辩时按照班级和学号的顺序，每人只有一次 答辩机会，在顺序答辩时，没有来的计为缺考。可 以提前答辩。 指导教师分工电电气0702 0703 26+33 李岩松电电气0701 实验电实验电 07 27+40 刘君电电气0704 0705 29+30 张张海波电电气0706 0707 32+29 张张旭电电气0708 0709 28+28 林俐电电气0710 0711 30+23 张东张东 英电电气0712 0713

4、29+32 刘燕华华参考资料n1、曹绳敏，电力系统课程设计及毕业设计参考资料 ，电力出版社，1995年第一版n2、陈跃，电气工程专业毕业设计指南电力系统分 册，中国水利水电出版社，2003年第一版n3、程浩忠，电力系统规划，中国电力出版社，2008 年第一版n4、电力工业部规划设计总院，电力系统设计手册， 1998年第一版第二部分电网设计步骤及主要方法1、原始资料分析 n包括：电网地理位置图；各电厂发电机的型号、单 机容量和台数；各变电站以及电厂发电机直配负荷 的最大与最小值（或以负荷曲线的形式给出）、功 率因数、额定电压、负荷的电压要求、供电可靠性 要求等 。n分析：1）了解电源及负荷的性质

5、和类型，明确各类 负荷的大小和性质，特别是一类和二类负荷所占的 比例，从而确定系统的规模，以及负荷对可靠性的 要求等。2）其次，初步确定电厂与各变电站之间的 距离，为进一步确定供电电压等级提供数据。 2、功率平衡分析n目的：确定系统的有功备用容量是否满足要 求，以及系统的无功平衡情况。n根据规定，要求系统的总有功备用容量不低 于系统最大发电负荷的20%。n如果系统的有功备用不足，则需提出电源扩 建的方案，如在现有的电厂增加机组的台数 和容量等。 系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 1）系统的最大用电负荷计算： Pmax.i-各变电站最大用电负荷 K1 -同时率或同时系数一般应根据实际统计资料

6、确定，当没有实际资料时，可近似取如下参考值：用户较少时0.951.0， 用户较多时0.70.85，地区与系统之间0.90.95 系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 2）系统的供电负荷计算 ：综合用电负荷加上电力网的功率损 耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统供电负荷 K2 -网损率，通常用供电负荷的百分数表示，一般 为5%10% 系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 3）系统的发电负荷计算 ：供电负荷再加上发电厂的厂用电， 以及发电机电压的直配负荷就是发电机应发出的功率，称为电 力系统的发电负荷 K3 -厂用电率通常用本厂发电负荷的百分数表示，一般热电厂为10%15% ，凝汽式电厂为8

7、%10%，小型凝汽式电厂为5%从6%，大中型水电厂0.1%0.5%，小型水电厂1.0%，核电厂4%5%； PZ-发电机电压直配负荷 系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 4）系统有功备用容量计算 系统的装机容量减去发电负荷，即为备用容量。根据规定，系统的总备用容量不得低于系统最大发电负荷的20%，即系统的总装机容量应大于或等于该系统最大发电负荷的1.2倍。 系统最大负荷时的无功功率平衡 q根据电电力系统电压统电压 和无功电电力技术导则术导则 ，在主变压变压 器最大负负荷时时，各级变电级变电 站二次负负荷功率因数应满应满 足：220kV变变电电站0.951.0，35kV110kV变电站0.91.

8、0；对不满足要求的变电站进行无功补偿。q计算系统的无功电源和补偿后的系统无功负荷。计算时，假设发电机为额定运行状态，变压器的工作损耗按每经一次电压变换，无功损耗为负荷视在功率的12%估算，不考虑架空线路的无功损耗和充电功率，以及无功补偿装置的容量。 3、电力网接线方案的选择 n1）拟订电网接线形式，选择相应的电压等级接线线：有备备用、无备备用输电线输电线 路电压电压 等级级：应应根据输输送容量、输电输电 距离等确定。初步拟拟定电电网接线线方案时时，可根据我国各额额定电压电压 等级级的合理的输输送功率和输电输电 距离，来选择选择 各线线路的供电电压电电压 等级级。 我国各级电压输 送能力统计输电

9、电压 (KV)输送容量（MW ）传输 距离（km）0.380.1及以下0.6及以下30.11.01360.11.2415100.22.0620352102050110105050150220100500100300330200100020060050060015004001000v电压等级不宜过多，以减少变电重复容量 v我国现有电网的电压等级的配置大致分为两类，即110220500kV及110 330kV。220kV以下电压等级的配置则为1063220kV及10(6)35110 220kV两种系列。 3、电力网接线方案的选择 n2）确定发电发电 厂、变电变电 站主变压变压 器的台数、容量和 主

10、接线线形式 主接线设计时线设计时 ，应应根据电压电压 等级级、进进出线线回路数、负负荷对对可靠性的要求等实际实际 情况，参照设计规设计规程和典型设计设计 来完成。需要注意的是，发电发电 厂和变电变电 站高压侧压侧 的接线应线应 与电电网接线线方案相一致 ( a )( b )( c )站1站1站1发电厂发电厂发电厂3、电力网接线方案的选择 n3）选择联络线选择联络线 路的导线导线 型号 a.计计算电电网在最大运行方式下的初步潮流分布。针对环针对环 网接 线线，由于线线路参数未知，因此先按均一网进进行计计算，不考 虑线虑线 路和变压变压 器的功率损损耗。b.按经济电经济电 流密度来选择选择 各线线

11、路的导线导线 截面和导线导线 型号。c.按电晕电晕 、允许载许载 流量、机械强度进进行校验验。注意：双回路供电线电线 路在校验发热验发热 条件时时，应应考虑虑一回路故 障切除后，另一回线线路承担全部最大负负荷时时的情况。 3、电力网接线方案的选择 n4）方案的初步比较较 包括：线路长度、导线长度、高压断路器数目、有色金属消耗量 。在说明书中，可通过表格的形式将各电网方案的上述指标列 举出来进行比较分析。a.线路走廊长度一般比地理图上的直线长度长5%10%，导线长度 也要比相应的路径长度长5%10%。b.在比较高压断路器数目时，不需要计及变电站中低压侧的断路 器，有色金属耗量可根据导线的型号和长

12、度查表计算出来。c.经过方案的初步比较，一般留下23个方案进行详细的技术经济 比较。3、电力网接线方案的选择 n5）方案的详细详细 比较较 对对所有保留下来的方案进进行电压损电压损 耗、电电能损损耗、工程总总投资资、年运行费费用计计算，筛筛除不合理的方案等，最后选择选择 一个最优优方案。4、最大和最小运行方式下的潮流计算 针对针对 最优电优电 网接线线，分别计别计 算最大最小方式下的潮流分布。步骤如下：1）元件参数计计算； 2）最大、最小负负荷时时的运算负负荷及电电源运算功率计计算； 3）最大、最小负负荷时时的潮流计计算； 4）计计算最大负负荷情况下，潮流最重的一条线线路故障退出后的系统统潮流

13、分布。 5、调压计 算 1）根据电电力系统电压统电压 和无功电电力技术导则术导则 确定电电力系统统各级电级电 力网电压电压 的允许许偏差范围围。2）一般先选用无激磁调压变压器，不满足要求时选用有载调压 变压器或进行无功补偿。为为保证证用户户受端电压质电压质 量和降低线线损损，220kV及以下的电电网电压电压 宜采用逆调压调压 方式。3）根据潮流计计算结结果，以及各厂、站低压侧的调压要求，分析系统统在最大和最小负负荷时时的各点电压电压 情况，确定各变压变压 器分接开关的位置，并进进行验验算。电力系统各级电力网电压的允许偏差n用户受端的电压允许偏差值n 1） 35kV及以上用户，额定电压的-10%

14、 +10%；n 2） 10kV用户，额定电压的7%；n 3） 380V用户，额定电压的7%；n 4） 220V用户，额定电压的 -10% +5%n发电厂和变电站母线的电压允许偏差值n1)330kV、500kV母线，正常运行时，最高运行电压不得超过 系统额定电压的+10%，最低运行电压不应影响电力系统同步 稳定、电压稳定、厂用电的正常运行以及下一级电压的调节 。n向空载线路充电，在暂态过程衰减后，线路末端不应超过系 统额定电压的1.15倍，持续时间不应大于22min。n2） 发电厂和500kV变电站的220kV母线，正常运行方式下， 电压的允许偏差为系统额定电压的0+10%，事故情况下为系 统额

15、定电压的-5%+10%。n3） 发电厂和220kV变电站的11035kV母线，正常运行方式 下为相应系统额定电压的-3%+7%，事故后为系统额定电压 的10%。4）发电厂和变电站的10（6）kV母线，应使全部高压用户 和经配电变压器供电的低压用户的电压偏差符合规定值。电力系统各级电力网电压的允许偏差6、编写设计说 明书，绘图 设计设计 成品包括设计说设计说 明书书和附图图内容应应主要包括：1）前言；2）目录录；3）第一章 电电力系统课统课程设计设计 任务务介绍绍；4）第二章 电电力系统统功率平衡；5）第三章 电电力系统统接线线方案的选择选择 ；6）第四章 电电力系统统潮流与调压调压计计算；7）第五章 总结总结 ；8）附录录；9）参考文献。附图图包括：电电力系统统接线图线图 、电电力系统统阻抗图图、最大最小运行方式潮流分布图图、严严重事故后系统统潮流分布图图。 第三部分输电线路的选择一、按经济电流密度选择导线截面 nS-导线截面积（mm2）；Pmax-送电容量（kW）；J-经济电 流密度（A/mm2）；UN-线路额定电压（kV）。 导线的经济电流密度可根据导线类型及最大负荷利用小