長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I目 錄引言 .11 電力系統(tǒng)有功功率平衡及發(fā)電廠裝機(jī)容量的確定 .22 確定電力網(wǎng)的最佳接線方案 .42.1 方案初選 .42.2 方案比較 .52.3 最終方案的確定 .183 發(fā)電廠及變電所電氣主接線的確定 .183.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 .183.2 發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計(jì)原則及選擇 .193.3 變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 .193.4 主接線方案確定 .204 選擇發(fā)電廠及變電所的主變和高壓斷路器 .204.1 發(fā)電廠及變電所主變壓器的確定 .204.2 短路電流計(jì)算 .234.3 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn) .375 各種運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算 .425.1 潮流計(jì)算的目的和意義 .425.2 豐水期最大負(fù)荷的潮流計(jì)算 .435.3 豐水期最小負(fù)荷的潮流計(jì)算 .506 電力系統(tǒng)無功功率平衡及調(diào)壓計(jì)算 .566.1 電力系統(tǒng)無功功率平衡 .566.2 調(diào)壓計(jì)算 .577 淺談電力網(wǎng)損耗及降損節(jié)能措施 .617.1 損耗計(jì)算 .617.2 電網(wǎng)電能損耗形成的主要原因 .637.3 降損節(jié)能的措施 .65參考文獻(xiàn) .69謝 辭 .70附錄一 計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算程序： .72長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1引言本次設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容為電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及降損措施的分析，是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)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(jì)。該次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于：將所過的主要課程進(jìn)行一次較系統(tǒng)而全面的總結(jié)。將所學(xué)過的專業(yè)理論知識(shí),第一次較全面地用于實(shí)踐,用它解決實(shí)際的問題,而從提高分析能力,并力爭(zhēng)有所創(chuàng)新。初步掌握電力系統(tǒng)(電力網(wǎng) )的設(shè)計(jì)思路,步驟和方法,同時(shí)學(xué)會(huì)正確運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè) ,設(shè)計(jì)規(guī)程,規(guī)范及有關(guān)技術(shù)資料,掌握編寫設(shè)計(jì)文件的方法。其意義是對(duì)所學(xué)知識(shí)的進(jìn)行總的應(yīng)用，通過這次設(shè)計(jì)使自己能更好的掌握專業(yè)知識(shí)，并鍛煉自己獨(dú)立思考的能力和培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。此外,在計(jì)算機(jī) 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(jì)是電力系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)發(fā)電廠和變電所之間如何進(jìn)行科學(xué)、合理、靈活的調(diào)度，把安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能送到負(fù)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(jí)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(fèi)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(jì)是一門涉及科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和方針政策等各方面的綜合性的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是工程建設(shè)中貫徹國(guó)家的基本方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做出切合實(shí)際、安全使用、技術(shù)先進(jìn)、綜合經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計(jì)，有效地為國(guó)家建設(shè)服務(wù)。從電力系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的地位和作用，決定了對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行要達(dá)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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1 電力系統(tǒng)有功功率平衡及發(fā)電廠裝機(jī)容量的確定長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2電力系統(tǒng)運(yùn)行中，所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率的總和在任何時(shí)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(fù)荷、電力系統(tǒng)的有功損耗和發(fā)電廠廠用有功負(fù)荷。將區(qū)域內(nèi)各種最大用電負(fù)荷相加，再乘以一個(gè)小于的同時(shí)率 ，即得系統(tǒng)的最大用電負(fù)荷。系統(tǒng)最大供電負(fù)荷，就是用電負(fù)荷加上為輸送該負(fù)荷而產(chǎn)生的功率損耗，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，網(wǎng)損率取為 10%。為保證安全和優(yōu)質(zhì)供電，電力系統(tǒng)的有功功率平衡必須在額定運(yùn)行參數(shù)下確定，而且還應(yīng)具備一定的備用容量。系統(tǒng)電源的裝機(jī)容量大于發(fā)電負(fù)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(fù)荷P max =K0Pi max= 0.9*(180+120+200+150)= 585MW式中：K 0同時(shí)率，K 01；Pi max -各用戶最大負(fù)荷的總和。系統(tǒng)最大供電負(fù)荷 系統(tǒng)綜合最大供電負(fù)荷Ps max = P max / (1-KL)= 585/ (1-0.1)= 650MW式中：K L網(wǎng)損率。系統(tǒng)綜合最大發(fā)電負(fù)荷Pg max = Ps max / (1-Kp)長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3= (650+20+10) / (1-0.06)= 723.404MW式中：K p廠用電率。系統(tǒng)有功備用容量國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：考慮到工業(yè)用戶超計(jì)劃生產(chǎn)、新用戶的出現(xiàn)而設(shè)立。一般為最大發(fā)電負(fù)荷的 5%。暫不考慮。負(fù)荷備用：為滿足系統(tǒng)中短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)和一天中計(jì)劃外的負(fù)荷增加留有的備用。由系統(tǒng)總負(fù)荷的大小及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并考慮系統(tǒng)各類用戶的比重確定。一般取最大負(fù)荷的（25）%。大系統(tǒng)取小值，小系統(tǒng)取大值。5%P R=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(jī)組的臺(tái)數(shù)、機(jī)組容量的大小、機(jī)組的故障率及系統(tǒng)可靠性指標(biāo)確定。一般為最大發(fā)電負(fù)荷的 10%，且不小于系統(tǒng)中一臺(tái)最大機(jī)組的容量。暫不考慮。檢修備用：為保證系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行定期檢修時(shí)留有的備用。如在一年中最小負(fù)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(jī)組的檢修，則不需設(shè)置。不能低于最大的單機(jī)容量，本設(shè)計(jì)為 100MW。電廠裝機(jī)容量計(jì)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(jī)容量的確定：由計(jì)算書得選取火電廠裝機(jī)容量為（7*100+2*50）MW查詢?cè)O(shè)計(jì)手冊(cè)選擇火電廠的機(jī)組型號(hào)為：7*QFN1002 及 2*QFQ502。 2 確定電力網(wǎng)的最佳接線方案 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）42.1 方案初選考慮可能的網(wǎng)絡(luò)連接方式，對(duì)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(zhǎng)度、高壓斷路器的數(shù)量及調(diào)度靈活性等指標(biāo)來取舍，最后只保留兩個(gè)個(gè)方案進(jìn)行下一步的經(jīng)濟(jì)比較。表 2.1 方案設(shè)計(jì)比較方案設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)性（線路長(zhǎng)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 舍長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）551118 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(gè)最佳長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6初選方案中確定出一個(gè)最佳方案，作為本次設(shè)計(jì)的論證方案。2.2.1 方案一1234圖 2.2.1 方案一接線設(shè)計(jì)圖（1）功率分布及電壓等級(jí)確定在此初步潮流計(jì)算中，忽略線路和變壓器的損耗，因此，各變電所的負(fù)荷近似等于運(yùn)算負(fù)荷。將環(huán)網(wǎng)打開，按照均一網(wǎng)計(jì)算。同時(shí)，雙回線路的傳輸功率按重要負(fù)荷和最大負(fù)荷的 70%來選擇，取二者中的較大值。各段傳輸功率：P =180*70%=126MW60MW P I MAX=126MWP =120*70%=84MW25MW P MAX =84MWP =200*70%=140MW25MW P MAX =140MW對(duì)于線路：豐水期 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%=84.42MWP MAX =224.42MW對(duì)于線路：長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7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(jí)的選擇原則：輸電電壓及合理的電壓等級(jí)的選擇是一個(gè)涉及面很廣的綜合性問題，除考慮送電容量、距離、運(yùn)行方式等多種因素外，還應(yīng)根據(jù)動(dòng)力資源的分布及工業(yè)布局等遠(yuǎn)景發(fā)展情況，進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。選定的電壓等級(jí)應(yīng)是國(guó)家電壓標(biāo)準(zhǔn)3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV 。根據(jù)我國(guó)工業(yè)發(fā)展快的特點(diǎn)，電壓等級(jí)不宜過多，以減少變電重復(fù)容量，同一地區(qū)、同一電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化電壓等級(jí)。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(jí)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(jí)均為220kv。表 2.2.1（1） 根據(jù)線路距離與功率確定電壓等級(jí)線路 距離（Km） 功率(MW) 額定電壓（KV） 165 126 220 121 84 220 102 224.42 220 63 84.42 220 57 140 220（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及型號(hào)對(duì)導(dǎo)線的主要求是有良好的導(dǎo)電性能、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性能。導(dǎo)線的常用材料有銅、鋁和鋼，在特殊情況下也使用鋁合金。長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）81)銅。導(dǎo)電性能好、耐腐蝕、抗拉強(qiáng)度高，是理想的導(dǎo)電材料。產(chǎn)量少，價(jià)格高。2)鋁。導(dǎo)電性能較好，比重小，價(jià)格低。機(jī)械強(qiáng)度差，抗腐蝕能力較差。3)鋼。導(dǎo)電性能差，機(jī)械強(qiáng)度大。為了充分利用各種材料導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)，我們把鋁和鋼融合起來，采用鋼芯鋁絞線 LGJ。當(dāng)LGJ 導(dǎo)線還不能滿足要求時(shí)，可以使用分裂導(dǎo)線、擴(kuò)徑導(dǎo)線，或者輕型、加強(qiáng)型 LGJ 導(dǎo)線，即LGJQ 和 LGJJ。架空線路導(dǎo)線截面面積一般情況下按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇。按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇導(dǎo)線截面用的輸送容量，應(yīng)考慮線路投入運(yùn)行后 年的發(fā)展。在計(jì)算中必須采用正常運(yùn)行方式下105經(jīng)常重復(fù)出現(xiàn)的最高負(fù)荷，但在系統(tǒng)發(fā)展還不明確的情況下，應(yīng)注意勿使導(dǎo)線截面定的過小。= 3cos(=1.15 cos=0.85)SI= =338.275 mm2 12610332200.851.15S = =225.517 mm2 8410332200.851.15S = =592.506 mm2224.4210332200.851.15S = =226.645mm2 84.4210332200.851.15S = =375.862 mm2851.15表 2.2.1（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及型號(hào)線路 橫截面積（mm 2） 導(dǎo)線型號(hào) 338.275 LGJQ-400 225.517 LGJ-240 592.506 LGJ-2*300 226.645 LGJ-300長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 375.862 LGJQ-400表 2.2.1(3) 導(dǎo)線參數(shù)與價(jià)格型號(hào) 電阻( )km/電抗( )k/電導(dǎo)( )km/s價(jià)格（萬元/ km）LGJ-240 0.132 0.432 2.63*10-6 37.93LGJ-300 0.107 0.427 2.68*10-6 41.03LGJQ-400 0.08 0.417 2.73*10-6 60.41LGJ-2*300 0.053 0.312 3.4*10-6 68.45（3）導(dǎo)線校驗(yàn)按發(fā)熱條件校驗(yàn)導(dǎo)線截面積 = 3cosI = = 389.016A836A 3cos= 12610332200.85 I = = = 259.345A613A 3cos 8410332200.85 I = = =692