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奥鹏毕业设计辅导材料

作者:叨叨点有用的 | 发布时间:2020-12-20 06:29:43 收藏本文 下载本文

目录 编写说明..................................................1(五)潮流分布计算与调压措施的选择(参考)................2 一、发电厂和变电站电气主接线的选择.......................2 1.发电厂电气主接线的选择:

............................2 2.变电站电气主接线的选择:

............................3 二、主变压器的容量选择和参数计算.........................3 1.发电厂主变压器的选择:

..............................3 2.变电站主变压器的选择:

..............................4 3.主变压器参数计算:

..................................4 三、输电线路参数的计算...................................7 四、电力网变电站运算负荷的计算...........................8 1.冬季最大负荷运行方式................................8 2.冬季最小负荷运行方式................................9 五、设计网络归算到高压侧的等值电路......................11 六、功率分布计算........................................12 1.冬季最大负荷运行方式功率分布计算...................12 2.冬季最小负荷运行方式功率分布计算...................16 七、电压分布和调压计算..................................17 1.确定发电厂发电机母线电压及高压母线电压的原则.......18 2.冬季运行方式下火电厂 5 发电机电压计算...............19 3.冬季运行方式下,各变电站及水电厂 6 电压计算.........23

奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。1 编写说明 本辅导教材在前一部分设计方案已经最后确定的基础上,进一步对所选方案进行潮流分布和调压计算。所选方案为:

所选方案冬季夏季最大最小负荷数据:(MW,MVAR)所选方案各段线路导线型号和长度 注:电气距离为 线路地理距离乘上路径弯曲系数之后的值 在上述数据条件下,即可进行下面计算。

本辅导材料以冬季运行方式为例,设计时要求计算夏季运行方式,计算方法一致。

冬季最大 冬季最小 夏季最大 夏季最小 变电站 Pmax Qmax Pmin Qmin Pmax Qmax Pmin Qmin 1 36.0 17.4 30.0 14.5 33.0 16.0 28.0 13.6 2 线路名称 5-1 5-3 5-4 6-3 6-4 6-2 电气距离 42 55 52 57 43 45 导线型号 2×LGJ-95 LGJ-70 LGJ-70 LGJ-70 LGJ-70 2×LGJ-95

我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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1.发电厂电气主接线的选择:

在地方电力系统设计中,由于设计系统的规模不很大,发电厂高压侧出线数一般不多,故本设计中水电厂6的高压母线可采用双母线接线,但是对于火电厂5,由于它与原有系统有联络线联系,出线较多故高压侧采用双母线分段接线;而发电厂低压侧可根据发电厂机组数量和机端负荷的情况,设计发电机电压母线的接线方式。

设计说明:由于本设计发电厂主接线不是本课题的主要内容,故只须简要说明即可。

火力发电厂 5:装设 4 台容量为 25MW 机组、且有机端负荷,故设置发电机电压母线,按照有关规程规定,应采用双母线分段主接线,但是由于机组数较多,为限制短路电流,故只用两台发电机分别接入两段发电机电压母线,并供给地方负荷;而另外两台发电机则组成扩大单元接线直接通过一台升压变压器接入 110 千伏高压母线。

水力发电厂 6:装设 4 台容量为 18MW 机组、无机端负荷,因此可不设低压母线,但由于机组数目较多,为了简化接线、并节约投资,奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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2.变电站电气主接线的选择:

在方案的初步比较中,由于变电站均为两回出线,在计算断路器数量时已确定所选最优方案的变电站采用桥形接线方式,至于采用外桥型或是内桥型可根据实际情况决定,一般如考虑线路故障机会较多时,不致影响变电站供电,可采用内桥型接线;相反处在环形网络中间的变电站,考虑不致由于变压器故障而影响系统运行,可采用外桥型接线。

二、主变压器的容量选择和参数计算 1.发电厂主变压器的选择:

发电厂 5:有 4 台容量为 25MW 的发电机,功率因数为 0.8,按照前面主接线考虑,两台直接接于发电机母线的发电机用两台同容量变压器接入高压母线,容量分别为:

MVA B B 5.312 1  选择两台容量为 31.5MVA 的 31500/121 型双圈升压变压器。

另外两台发电机采用扩大单元型式合用一台变压器直接接于高压母线,故变压器容量取应为:

MVA B 5.628.025 23 选择一台容量为 63MVA 的 63000/121 型双圈升压变压器。

发电厂 6:有 4 台 18MW 发电机,将其分为两组。每组由两台发电机组成发电机变压器组扩大单元接线,每台变压器容量为:

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2.变电站主变压器的选择:

为保证用户供电的可靠性,本设计的所有变电站均装设两台同容量三相变压器,当一台变压器停运时,另一台变压器的容量能保证满足重要负荷的要求,即设计题目给出的不小于每个负荷点负荷容量的60%。

1)变电站 1:

MVA S N 24 % 60 4.17 362 2    选择两台容量为 25MVA 的 25000/110 型双圈降压变压器。

2)变电站 2:

3)变电站 3:

4)变电站 4:

设计提示:公式根号内数值为各变电站冬季最大有功、无功负荷值。

3.主变压器参数计算:

根据所选择的变压器,查参考资料可得到高低压额定电压、空载损耗(ΔP 0)、短路损耗(ΔP S)、短路电压(U S %)、空载电流(I O %)等数据。然后利用以上参数即可计算得出归算到高压侧的变压器电阻R T、电抗 X T 和激磁损耗ΔS O 等有关数据。

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.发电厂 5:两台 31.5MVA 变压器,由于是升压变压器,故高压侧额定电压为 121KV,查参考资料可知 ΔP 0 = 38.5KW,ΔP S = 140KW,U S %=10.5,I O %=0.8 故两台变压器并联后归算到高压侧的参数为 2 3 2 32 210 140 121 101.03()2 2 31500S NTNP URS        )(4.2431500 210 121 5.10210 %2 2   NN STSU UX)(504.0 077.010)10050000 8.05.38(2 10)100%(23 3 00 0MVA JJS IJ P SN          另一台 63MVA 变压器,由于是升压变压器,故高压侧额定电压为121KV,查参考资料可知 ΔP 0 = 65KW,ΔP S = 260KW,U S %=10.5,I O %=0.6 故变压器归算到高压侧的参数为)(959.06300010 121 65 1023 223 2    NN STSU PR)(4.246300010 121 5.10 10 %2 2   NN STSU UX)(378.0 065.010)10063000 6.065(10)100%(3 3 00 0MVA JJS IJ P SN        发电厂 6:

2)变电站主变压器参数计算(以下计算结果均为两台变压器并联后归算到高压侧的参数)

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110 千伏级升压变压器高压侧额定电压为 121 千伏,而 110 千伏级降压变压器高压侧额定电压为 110 千伏,故两组公式中的电压不能用错。

变电站 2:

变电站 3:

变电站 4:

所有变压器的选择和参数计算结果详见:

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降压变电站的运算负荷等于变电站低压母线负荷,加上变压器绕组中的功率损耗(即串联损耗)与导纳中功率损耗(即并联损耗),再加上变电所高压母线所连的所有线路充电功率的一半,如图 1。

图 1 变电站运算负荷计算图 下面对各种运行方式进行运算负荷计算 设计提示:本次设计只要求计算夏季最大、最小两种运行方式。

1.冬季最大负荷运行方式 1)变电站 1 按电力网的额定电压计算电力网中变压器绕组的功率损耗       MVA j j jX RUSST TNLDT36.3 16.0 41.25 21.111042.17 3622 22        则变电站 1 的运算负荷   MVar JJ J J JQ J S S S ST LD85.19 22.362 /)67.2(40.0 065.0 36.3 16.0 42.17 362 /1 5 01 1 1 1              

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单端供电网的功率分布计算是潮流计算的基础,由于一般是已知各负荷点功率,故应从末端负荷点开始,逐段往电源点计算各段的功率损耗和功率分布,在功率分布计算中,由于还不知道网络中各节点的实际电压,故在计算功率分布时,公式中的电压用网络额定电压代替。

对于两端供电网,首先应按有关公式计算出功率初分布,并找出功率分点,然后在功率分点将两端供电网拆开成两个单端供电网,再按单端供电网的功率分布计算即可。

本次设计只要求计算冬季最大、最小两种运行方式。

1.冬季最大负荷运行方式功率分布计算 1)线路 5-1 段功率分布计算 线路 5-1 段:从线路末端向始端计算功率分布 设计提示:红字为设计说明,实际论文中不必要。

5-1 段冬季最大负荷功率分布计算图 运算负荷 火电厂 变电站 输电线双回并联后的电阻及电抗 输电线双回并联后的充电功率的一半 1 5S"1 5S1 5S"1 5S1 d5 36.22 +J19.85-J1.34 6.97+J 9.01 R 51 +J X 51 1 521 BQ j1S

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1 d5 36.22 +J19.85-J1.34 6.97+J 9.01 R 51 +J X 51 1 521 BQ j1S0.98+J1.27 36.22+J19.85 37.21+J21.12 37.21+J19.78 5-1 段冬季最大负荷功率分布图 6-2 段冬季最大负荷功率分布图

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为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。14 设计说明:对于两端供电网的功率分布计算必须分两步进行,即先通过功率初分布计算找出功率分点,然后在功率分点处将两端供电网打开成为两个单端供电网,于是就可分别按单端供电方式进行功率实际分布计算了。

下面分别对 5-4-6 和 5-3-6 的功率分布进行计算。

两端供电网 5-4-6 的功率分布计算 线路名称 5-1 5-3 5-4 6-3 6-4 6-2 电气距离(KM)42 55 52 57 43 45 3)两端供电网 5-4-6 功率分布计算 两端供电网 5-4-6 功率初分布计算,由于设计方案中对于两端供电网的各段线路均采用同一导线截面,即为均一网络,故功率初分布可按长度成反比例分配,77.6 76.1243 5243)96.14 18.28(4 5 4 64 6 4 "4 4 5JJL LL SS S      19.8 43.1543 5252)96.14 18.28(4 5 4 64 5 4 "4 4 6JJL LL SS S      将两端供电网络在 4 点拆开,则成为两个单端供电网,则可计算功率分布。

a)两端供电网拆开后 5-4 功率分布计算

奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。15 对于拆开后的 5-4 网的初分布功率"4 5"4 4 5    S S S,即为 5-4段的末端功率,于是线路 5-4 段的功率损耗为)(40.0 40.0)93.22 4.23(110)77.6 76.12()()(22 222 24 5MVA J J JX RUQ PSN      线路 5-4 始端功率)(17.7 16.13 40.0 40.0 10.6 76.124 5"4 5"4 5MVA J J J S S S            从发电厂 5 高压母线流入线路 5-4 的实际功率为)(35.6 16.13)63.12117.7(16.13)21(4 5"4 5 4 5MVA J J Q S S            从而可得如图所示的 5-4 段功率分布 b)两端供电网拆开后 6-4 功率分布计算 对于拆开后的 6-4 网的初分布功率"4 6"4 4 6    S S S,即为 6-4段的末端功率,于是线路 6-4 段的功率损耗为)(48.0 49.0)96.18 35.19(110)19.8 43.15()()(22 222 24 6MVA J J JX RUQ PSN      线路 6-4 始端功率)(67.8 91.15 48.0 49.0 19.8 43.154 6"4 6"4 6MVA J J J S S S            从发电厂 6 高压母线流入线路 6-4 的实际功率为)(99.7 91.15)35.12167.8(91.15)21(4 6"4 6 4 6MVA J J Q S S            从而可得如图所示的 6-4 段功率分布 5-4 段冬季最大负荷功率分布图

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奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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元件上电压降落的纵分量,即电压损耗为)(kVVX Q R PVii i  计算步骤是从发电厂高压母线电压为起点,逐段计算各段线路上的电压损耗,(注意:这时计算电压损耗要用已求得的实际电压进行计算)求得各变电站高压母线电压,再从变电站高压母线计算变压器

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本次设计只要求计算夏季最大、最小两种运行方式。

1.确定发电厂发电机母线电压及高压母线电压的原则 设计说明:由于火电厂发电机带有地方负荷,其电压应该按调压要求决定,因此要先决定其电压。

而发电厂因处于线路首端,一般来说高压母线应保持较高的数值,可对于最大、最小负荷分别先选一个高于网络额定电压的数值,再分别加上最大、最小负荷时升压变压器的电压损耗(一般可以用电压降纵分量代替),即得到最大、最小负荷时发电机低压母线电压归算到高压侧的电压值,再通过选择发电厂升压变压器的分接头,使低压母线电压满足相应要求。而发电机母线电压要求根据发电机母线负荷(即所谓机端负荷)对电压的要求而定。

而网络其余节点电压则根据前面所选择的发电厂高压母线电压逐段逐点往各负荷点计算,并根据各负荷点对调压的要求,选出各变电站变压器的分接头,使能满足最大、最小负荷各节点对调压的要求。

由上可知,发电厂高压母线电压一般是先假定的,如果经过计算上述假定的数值不满足要求,则必须反复调整其假设值。

在本设计中经过初步计算,先暂时给定发电厂高压母线的电压

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冬季最大和最小运行方式下火电厂高压母线的电压分别为116.3kV 和 111.5kV,而水电厂电压则由计算决定。

2.冬季运行方式下火电厂 5 发电机电压计算 1)冬季最大运行方式下,火电厂 5 发电机母线电压计算应按前面假设,其高压母线电压为 116.3kV,发电厂 5 变压器高压侧功率为高压母线流入四条线路,即双回 5-1、5-3、5-4 功率之和,即)(00.32 06.63)35.6 87.5 78.19()16.13 69.12 21.37(4 5 3 5 1 5 5MVA JJ S S S SH            按照前面选择的发电厂 5 的主接线方式,四台发电机分为两组,其中两台因为要供给地方负荷,所以设置发电机母线,而两外两台发电机则用扩大单元接线直接经过一台变压器与高压母线相连。按照这种接线方式,将高压母线的功率分别分配一半给两种不同接线的发电机,于是,具有发电机母线的两台发电机变压器高压侧流入母线的功率为:

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按照发电机机端负荷为逆调压的要求,在最大负荷时发电机母线电压要求为NV 05.1 即 kV Vl d3.6)2 1(5,则升压变压器分接头电压为 火电厂 5 4 1 2 3 原有系统 地方负荷 双回出线 5-1 出线 5-3 出线 5-4 1 2 3 3

奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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最大负荷时为:)(24.6 3.612194.119max 5kV VL   最小负荷时为:)(96.5 3.612138.114min 5kV VL   与要求电压很接近,故基本满足发电机机端负荷对于逆调压的要求。

设计说明:本设计各点电压计算的步骤按照网络图在给定火电厂 5 该压母线电压的基础上,分以下步骤进行:

a)第一步:从给定发电厂 5 该压母线开始,计算双回线直馈线路 5-1 段电压损耗和变电站 1 高低压母线电压(注意:这时已知的是 5-1 段的始端电压,故要用线路 5-1 段的始端功率); b)第二步:从给定发电厂 5 该压母线开始,计算线路 5-3 段电压损耗和变电站 3 高低压母线电压(注意:这时已知的是 5-3段的始端电压,故要用线路 5-3 段的始端功率); c)第三步:从给定发电厂 5 该压母线开始,计算线路 5-4 段电压损耗和变电站 4 高低压母线电压; d)第四步:从求出的变电站 3 高压母线电压计算线路 6-3 段电压损耗,(注意:这时已知的是 6-3 段的末端电压,故要用线路 6-3 段的末端功率)从而求得水电厂 6 高压母线电压,奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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3.冬季运行方式下,各变电站及水电厂 6 电压计算 设计说明:在上面发电厂电压决定的基础上,就可进行各变电站电压分布计算,计算办法为:利用前面已经计算设计网络的功率分布和发电厂 5 高压母线电压给定的基础上,由发电厂 5 高压母线开始,计算各段线路的电压损耗,求得各1 5 2 3 4 6 电压分布计算步骤图 火电厂 5 水电厂 6第一步 第二步 第三步 第四步(或)第四步 第五步 注:虚线剪头代表计算方向

我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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关于调压要求,通常有三种调压方式(要求):

第一种是逆调压,要求最大负荷时,母线电压为网络额定电压的 1.05 倍,最小负荷时,母线电压保持为与网络额定电压相等,这种调压方式的调压要求最高; 第二种是常调压,要求最大负荷、最小负荷时,母线电压在网络额定电压的(1.025~1.05)倍之间,这种调压方式的调压要求次之; 第三种是顺调压,要求最大负荷时,母线电压不超过网络额定电压的 1.075 倍,最小负荷时,母线电压不低于网络额定电压的 1.025 倍,这种调压方式的调压要求最低。

1)变电站 1 a)冬季最大负荷时 双回线路 5-1 并联后线路始端功率为(注意:这里要用线路始端功率,而不是母线流入线路的功率))(12.21 21.37"1 5MVA J S   双回线路 5-1 段电压损耗为)(87.33.11601.9 12.21 97.6 21.3751kVVX Q R PVii i    变电站 1 高压侧电压为

奥鹏.毕业设计.辅导教材(二)我 们 深 入 开 展 了 以 我 们 深 入 开 展 了 以 “ 服 务 群 众 服 务 群 众 ” 为 基 本 目 标 的 活 动,紧 急 的 事 加 快 办,今 天 的 事 今 天 办,棘 手 的 事 耐 心 办,群 众 和 企 事 业 单 位 不 方 便 的 事 上 门 办,进 一 步 提 升 服 务 效 能,服 务 水平不 断 提 高。

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