电力网规划设计方案第一章电力网规划设计方案拟订及初步比较1.1 电力网电压的确定和电网接线的初步选择由于电网电压的高低与电网接线的合理与否有着相互的影响,因此,在这里设计的时候是将两者的选择同时予以考虑。
1.1.1电网接线方式这里所拟订的电网接线方式为全为有备用接线方式,这是从电网供电的可靠性、灵活性与安全性来考虑的。
当网络任何一段线路因发生故障或检修而断开时,不会对用户中断供电。
这里结合所选的电网电压等级,初步拟订了五种电网接线方式,方案(1)、方案(3)为环网,方案(2)中既有环网又有双回线路,方案(4)、方案(5)为双回线路,。
它们均满足负荷的供电的可靠性。
五种方案的电网接线方式如图1-1所示:方案1 方案2方案3 方案4 方案5图1-1 各种电网接线的初步方案1.1.2电网电压等级的选择根据电网中电源和负荷的布局,按输送容量和输送距离,查阅有关设计手册,选择适当的电网电压。
电网电压等级符合国家标准电压等级,所选电网电压,这里是根据网线路输送容量的大小和输电距离来确定的。
电网接线方案(2)的电压等级选择全网为110KV。
电网接线方案(3)的电压等级选择全网为110KV。
电网接线方案(4)的电压等级选择全网为110KV。
电网接线方案(5)的电压等级选择全网为110KV。
1.2方案初步比较的指标1.2.1 线路长度(公里)线路长度反映架设线路的直接费用,对全网建设投资的多少起很大作用。
考虑到架线地区地形起伏等因素,单回线路长度应在架设线路的厂、站间直线距离的基础上增加(5-20)%的弯曲度。
这里对各种方案的架空线路的长度统一增加10%的弯曲度。
方案(1)的全网总线路长度约为157Km。
方案(2)的全网总线路长度约为172Km。
方案(3)的全网总线路长度约为177Km。
方案(4)的全网总线路长度约为209Km。
方案(5)的全网总线路长度约为242Km。
1.2.2 路径长度(公里)它反映架设线路的间接费用,路径长度为架设线路的厂、站间直线距离再增加(5-20)%的弯曲度。
这里对有双回线路的线路统一再增加10%的弯曲度。
当全网均为单回线路时,路径长度与线路长度相等。
方案(1)的全网总线路长度约为157Km。
方案(2)的全网总线路长度约为195Km。
方案(3)的全网总线路长度约为177Km 。
方案(4)的全网总线路长度约为230Km 。
方案(5)的全网总线路长度约为266Km 。
1.2.3 负荷矩(兆瓦*公里)全网负荷矩等于各线段负荷矩之和,即i i l P ∑。
它可部分反映网络的电压损耗和功率损耗。
在方案(1)、方案(2)、方案(3)中有环型网络,这里先按线段长度和负荷功率求出各线段上的功率分布(初分布),再计算其负荷矩。
初步方案并未确定导线截面积,因此先按均一网对其进行初步功率分布的计算。
均一网初步功率分布的计算公式如下:S=∑∑==ni ini ii ZZS 1*1*即:∑∑===ni ini ii LLS S 11。
最大负荷时:方案1的负荷矩计算:方案1的等值网络1111()(1812091201087587154414384420211021)28.7414.52k ki i i ii i S Pl j Q l j j l j j j MVA==∑=+=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=+∑∑Ⅰ方案(1)的电网接线及功率初分布图1114142223234343i iG G G G PLPLP L P L P L P L ----------=++++=∑2245.44(MW.km)方案2:方案2 环网等值电路图1111()(189299210595591526826)11522.9211.58k ki i i ii i S Pl j Q l j j j l j MVA==∑=+=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=+∑∑Ⅰ方案(2)的电网接线及功率初分布图1214234328.7414.52351810.74 5.5214.267.480.740.52G G S S j MVA S j MVA S j MVA S j MVA S j MVA-----==+=+=+=+=+Ⅰ方案(2)的电网接线及功率初分布图11141422333434i i G G G G G GPL P L P L P L P L P L----------=++++=1807.76(MW.km)方案3:等值电路图先算环网G-1-4-G1111()(18588581025525)15.977.2781k ki i i ii iS Pl j Q l j j j MVA l==∑=+=⨯+⨯+⨯+⨯=+∑∑Ⅰ再算环网G-3-2-G'1111()(155485*********)15.378.0280k ki i i ii iS Pl j Q l j j j MVA l==∑=+=⨯+⨯+⨯+⨯=+∑∑Ⅰ131434222.9211.5820.08j10.424.92 2.585.08 2.422010GGGS S j MVAS MVAS j MVAS j MVAS j MVA-----==+=+=+=+=+Ⅰ方案(3)的电网接线及功率初分布图1141412233323244i i G G G G G G G GPL L P L------------=+=∑1559.11(MW.km )方案4的电网接线及功率初分布图1441'323215.97j7.2712.03 6.732.03 1.7315.37j8.0219.639.980.370.02GGGGS S MVAS j MVAS j MVAS S MVAS MVAS j MVA------==+=+=+==+=+=+ⅠⅠ12341892010158105GGGGS j MVAS j MVAS j MVAS j MVA----=+=+=+=+11223344i iG G G G G G G G PL PLP L P L P L --------=+++=∑1474(MW.km)方案5的电网接线及功率初分布图112214142323i iG G G G PL PLP L P L P L --------=+++=∑2204(MW.km)1.2.4高压开关(台数)由于高压开关价格昂贵,在网络投资中占较大比例,所以需应统计在拟订的各设计方案中的高压开关台数,以进行比较。
这里暂以网络接线来统计高压开关台数,暂不考虑发电厂与变电站所需的高压开关。
考虑到一条单回线路的高压断路器需在两端各设置一个,故一条单回线路的高压断路器需2个。
各种接线方案所需的高压开关台数(高压断路器)统计如下: 方案(1)所需的高压开关台数为10个; 方案(2)所需的高压开关台数为12个; 方案(3)所需的高压开关台数为12个;方案(4)所需的高压开关台数为16个; 方案(5)所需的高压开关台数为16个;1.3 方案初步比较及选择 这里将各初选方案的四个指标列表1-2如下:表1-2 方案初步比较的指标方案 线路长度(公里) 路径长度(公里) 负荷矩(兆瓦*公里) 高压开关(台数)11422328141053518158G G S j MVA S j MVA S j MVA S j MVA----=+=+=+=+根据表1-2所列四个指标,注意到方案(1)、方案(2)与方案(3)的各项指标较小;但考虑到方案(1)为单一环网,当环网中的某线路发生故障而断开时,电压降落太大很可能不满足电压质量要求,而且线路可能负荷较重,所以为慎重起见,不予采纳。
方案(2)与方案(3)的各项指标均较小,电压等级为110KV ,因此这里仅对方案(2)与方案(3),再做进一步的详细比较。
第二章 电力网规划设计方案的技术经济比较2.1 架空线路导线截面选择对110KV 及以上电压级的架空线路,其导线截面的选择是从保证安全、电能质量和经济性等来考虑。
一般是按经济电流密度选择,用电压损失、电晕、机械强度及发热等技术条件加以校验。
2.1.1 按经济电流密度选择导线截面按经济密度选择导线截面用的输送容量,应考虑线路投入运行后5~10年的发展。
在计算中必须采用正常运行方式下经常重复的最高负荷,但在系统发展不明确的情况下,应注意勿使导线截面定得过小。
导线截面的计算公式: )cos 3/(J V P S ⋅⋅⋅=φ式中 S 为导线截面(平方毫米)P 为流过线路的有功功率(KW ) V 为电网电压等级(KV )J 为经济电流密度(安培/平方毫米))cos(φ为线路的功率因素我国T均在根据原始资料显示:变电站1、2、3、4的最大负荷利用小时数max5000~6000之间,由于经济性,一般都选用钢芯铝绞线,由此可确定其经济电流密度均为0.9。
方案2、5的导线截面选择:根据地方电网规划课程设计任务要求:为简化计算,所选线路统一采用LGJ-120导线。
2.1.2 按机械强度校验导线截面为保证架空线路的安全,导线截面具备一定的机械强度,对于跨越铁路、河道、公路、居名区的架空线路,其导线截面不得小于35平方毫米。
2.1.3 按发热校验导线截面因LGJ系列导线可负载的最大允许电流比正常或故障时通过的最大电流大得多,所以可不需校验此项。
2.1.4 按电晕校验导线截面电压为110KV及以上的架空线路,会在导线周围产生电晕,按电晕要求的最小导线LGJ型号为LGJ-120,即导线截面不得小于120平方毫米。
2.1.5 最终导线型号方案(2)与方案(3)在经过按机械强度校验、按电晕校验导线截面后,确定的最终导线型号如下:方案(2):线路G-1选择导线为:LGJ-120 导线长度:23KM线路G-2选择导线为:LGJ-120 导线长度:21KM线路G-3选择导线为:LGJ-120 导线长度:26KM线路1-4选择导线为:LGJ-120 导线长度:33KM线路3-4选择导线为:LGJ-120 导线长度:33KM方案(3):线路G-1选择导线为:LGJ-120 导线长度:23KM线路G-2选择导线为:LGJ-120 (双回)导线长度:21KM线路G-3选择导线为:LGJ-120 导线长度:26KM线路G-4选择导线为:LGJ-120 导线长度:25KM线路3-2选择导线为:LGJ-120 导线长度:33KM线路4-1选择导线为:LGJ-120 导线长度:33KM2.2 电压损耗计算2.2.1 线路参数计算LGJ-120型号经查表得:导线单位长度阻抗为 00R jX +=0.22+j0.42(Ω/km ),充电功率Qc=-3.21Mvar/100km阻抗参数计算公式:00()L Z R X l =+ (其中l 为线路长度,单位:km ) 1)方案(2)中各线路的阻抗参数计算如下:111(0.220.42)*23 5.069.66()G G G Z R jX j j ---=+=+=+Ω2 2.31 4.41()G Z j -=+Ω3 5.7210.92()G Z j -=+Ω 147.2613.86()Z j -=+Ω 347.2613.86()Z j -=+Ω2)方案(3)中各线路的阻抗参数计算如下:111(0.220.42)*23 5.069.66()G G G Z R jX j j ---=+=+=+Ω2 4.628.82()G Z j -=+Ω3 5.7210.92()G Z j -=+Ω4 5.510.5()G Z j -=+Ω 417.2613.86()Z j -=+Ω 327.2613.86()Z j -=+Ω2.2.2 线路功率计算1)方案(2)由于方案(2)所选线路的型号都相同,均为LGJ-120,所以该整个电网是一个均一网络,环网的功率分布仅与线路长度成正比,因此其功率的分布与前面所算相同,这里不再重算。