SDJ 161-1985 电力系统设计技术规程.pdf
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1、SDJ 161-85中华人民共和国水利电力部关于颁发电力系统设计技术规程SDJ 161-85(试行)的通知(85)水电电规字第63号电力系统设计是在国家计划经济指导下,在审议后的中期、长期电力规划的基础上,从电力系统整体出发,进一步研究并提出电力系统具体发展方案。批准的电力系统设计,为编制和审批工程设计任务书、工程初步设计、近期计划及下一轮电力规划提供依据。为了加强宏观决策工作,使电力系统设计的编制和审批有章可循,我部电力规划设计院组织东北、华东和西北电力设计院编制电力系统设计(一次部分)技术规程。经过多年的努力,编写组进行了大量调查研究工作,电力规划设计院和科技司组织征求科研、计划、规划、生
2、产运行和设计等有关单位的意见,以及多次讨论,并与电力系统技术导则(试行)等进行了协调,于一九八五年七月至九月期间召开审查会,进行了审查。现正式颁发试行。编号:SDJ161-85。各单位在试行中如发现问题请告我部科技司和电力规划设计院。一九八五年九月二十四日中华人民共和国水利电力部部标准SDJ 161-85电力系统设计技术规程第一章总则第1.0门条本规程适用于220 kV及以上电压的电力系统一次部分设计(以下简称“系统设什”),包括龟厂接人系统设计,电力系统专题设计,发、输、变电工程可行性研究及初步设计的系统部分。第1.0.2条系统设计应在国家计划经济指导下,在审议后的中期、长期电力规划的基姗上
3、,从电力系统整体出发,进一步研究并提出系统的具体发展方案;应合理利用能源,节约能旅,合理布局电稼和网络,使发、输、变电及无功建设配套协调,并为系统继电保护设计、系统安全自动装f设计及下一级电压的系统设计等创造条件;设计方案应技术先进,过渡方便,运行灵活,切实可行,以经济、可靠、质量合格和充足的电能满足国民经济各部门与人民生活不断增长的需要。第1.0.3条批准的系统设计应为编制和审批工程设计任务书,工程初步设计,近期计划及下一轮电力规划提供依据。第1.0.4条系统设计必须执行国家经济建设方针和各项技术经济政策,从系统实际出发考虑远景发展,远近结合,进行多方案技术经济论证,求得最优方案。第1.0.
4、5条系统设计的具体任务是:一、分析并核算电力负荷和电量的水平、分布、组成及其特性,必要时分析某些负荷可能变化的幅度;二、进行电力、电量平衡,进一步论证系统的合理供电范围和相应的联网方案、电撅建设方案及系统调峰方案;三、论证网络建设方案,包括电压等级、网络结构及过渡措施;四、进行无功平衡和电气计算,提出保证电压质量、系统安全稳定的技术措施,包括无功补偿设备、调压装a及提高稳定的设施等;五、计算各类电厂的燃料需要量,对新增火电的嫩料来源提出建议;六、安排发、输、变电工程及无功补偿项目的投产时间,提出主要设备数量及主要规范,估算总投资和发、供电成本;七、提出远景年所需发电工程的可行性研究,现有网络改
5、造,以及其它需进一步研究的任务。上述任务可根据具体情况,在统筹全局的基础上有针对性地分阶段进行。第1.0.6条系统设计的设计水平年可为今后第5至第10年的某一年,并应对过渡年进行研究c5年内应逐年研究),远景水平年可为今后第10至第15年的某一年,且宜与国民经济计划(及规划)的年份相一致。系统设计经审查后2-3年宜再行编制,但有重大变化时应及时修改。第二章电源方案设计第一节一般规定第2.1.1条电源方案设计应对水电厂、火电厂、核电厂各类组合方案及其规模和单机容t进行论sDd 161-85证。论证应包括具有以下内容的技术经济比较:一、电厂和网络的投资及年运行费用的差别,包括厂用电、煤矿投资、交通
6、运输费用、无功补偿及网损等方面;二、水电调峰、水电综合利用效益及系统经济运行等差别;三、嫌料、三材、有色金属消耗量、土石方量,占用或淹没上地和迁移人口等方面的差别。第2门.2条论证火电厂规模和单机容量应考虑系统可调度的容量、电力负荷增长速度、网络结构(包括联络线容量)、降低投资与成本、厂址条件以及设备供货情况等因素,并应积极创造条件进行可靠性分析,计算系统电源的电力不足概率。第2.1.3条在安排扩建电厂的同时,应安排新建区域型电厂,设计水平年前的在建规模应使远景年逐年有投产容量。新建区域型电厂宜按规划容量一次或分两期建成。第2.1.4条设计年投产的发电厂应有审查过的可行性研究报告,远景年投产的
7、发电厂应有审查过的初步可行性研究报告(或流域规划报告)。第2.1.5条应优先推荐建设条件优越、经济指标好的水电厂。对调节性能差、季节性电能大的水电厂,必须研究可利用电能和季节性电能的合理利用问题。第2门.6条对燃料来源和运输条件应进一步调查,电源方案的电量输送方向宜与发电始料运输方向一致。各电源方案技术经济指标相差不大时,宜优先推荐系统安全稳定水平较高的电源方案,如在负荷中心建设火电厂。第2.1.7条在经济基础较好,但能源比较缺乏,交通运输负荷过重,且具有核电厂址的地区,可考虑建设核电厂。第2.1.8条对中小型机组的改造,用户自备电厂、地方自筹电厂及热电厂等的建设,可根据已审查的可行性研究报告
8、或设计任务书研究安排。第二节电力电量平衡第2.2.1条通过电力电量平衡,明确系统需要的装机容量、调峰容量、电源的送电方向,为拟定电源方案、调峰方案、网络方案及计算燃料需要量等提供依据。第2.2.2条有水电的系统一般应编制枯水年的电力平衡和平水年的电量平衡。必要时还应编制丰水年和特枯水年的电力电量平衡。枯水年的电力平衡应根据系统情况按设计年逐年控制月份的最大负荷和水电厂设计枯水年的月平均出力编制,或按月按旬编制;远景水平年可编制概略的电力平衡。第2.2.3条电力平衡中计算水电厂的工作容量,应计及预想出力变化的影响。第2.2.4条水电厂的设计保证率可按水力发电厂水能设计规程选用,见附录一。第2.2
9、.5条系统的总备用容量不得低于系统最大发电负荷的20 %,并应满足下列要求:一、负荷备用为20o-5%,低值适用于大系统,高值适用于小系统;二、事故备用为10%左右,但不小于系统一台最大的单机容量;兰、计划检修备用应按有关规程要求及系统情况安排的年检修计划确定。初步计算时可取8%一15%,具体数值应根据系统情况确定。第2.2.6条水火电厂担任系统事故备用容量的大小可按水、火电厂所担负系统工作容量的比例求得,但应考虑以下几点:一、水电厂担任系统事故备用的容量应有专用的备用库容作保证,其大小宜满足事故备用连续工作10天,当所需备用库容小于水库有效库容的5%时,可不设专用的备用库容;二、水电厂的空闲
10、容量不应作为系统的事故备用,但可作为该水电厂的事故备用或检修备用;三、火电厂担任系统事故备用容量的大小还应满足以下条件:1.宜使担任事故备用的火电机组长期在经济出力范围内运行;120SDJ 161-852.在事故消除后的10天内,保证恢复水电厂所消落的备用库容。第三节系统调峰第2.3.1条应研究系统调峰方案,使系统调峰容量满足设计年不同季节系统调峰的需要,提出期型日的调峰方式,并对不同的系统调峰方案(新建水电厂,扩大现有水电厂的装机容量,新增火电调峰机组,与调峰能力有余的系统联网,建设抽水蓄能电厂等)进行论证,并明确调峰电厂及其担任调峰的能力。火电厂的调峰容量应为机组的可调节容量(指在额定参数
11、下运行的可变化容量、滑参数运行的变化容量及利用机组起停调峰的容量之和)扣除其所担任的负荷备用及旋转事故备用容量。第2.3.2条应优先安排调节性能好的水电厂担任系统调峰,研究其增加装机容量及预留扩建的可行性;对远距离的水电厂,应论证其担任系统调峰容量的经济性。第2.3.3条各水电厂间的调峰容量应合理分配,需综合考虑的因素有:一、充分利用水电装机容量:二、系统经济运行和降低网损;三、因调峰要求加强网络的经济合理性。第三章网络方案设计第一节一般规定第3.1门条网络方案设计应从全网出发,合理布局,消除薄弱环节,加强受端主千网络,增强抗事故干扰的能力,贯彻“分层分区,原则,简化网络结构,降低网损,并满足
12、以下基本要求:一、网络发展应与电源发展配套,与下一级电压网络相协调,适应各地区电力负荷发展的需要,并对电薄和负荷的变化有一定的适应能力;二、电压质量应符合标准;三、系统运行应安全稳定,调度灵活;四、网络的过电压水平应不超过允许值;五、不超过允许的短路电流水平;六、节省投资和年运行费用,使年计算费用最小,并考虑分期建设和过渡的方便。第3.1.2条网络的输电容量必须满足各种正常和事故运行方式的输电需要。发电机组计划检修及水电厂因水文变化引起的出力变化均属于正常运行方式;事故运行方式是在正常运行方式的墓础上,考虑线路、变压器或发电机组单一故障。确定线路的输电容量至少应考虑线路投人运行后510年的发展
13、,对线路走廊十分困难的地区应考虑更远的发展,留有较大的裕度,必要时可提前按双回线同塔建设或高一级电压建设初期降压运行。水电厂的输电线路容量应满足水电满发的需要,但为利用季节性电能而专门架设长距离的线路应进行论证。第3.1.3条网络应满足以下供电安全的要求:一、同级电压网络内任一元件(变压器、线路、母线)事故时;其他元件不应超过事故过负荷的规定;二、向无电源或电源很小的终端地区供电的同级电压网络二回及以上线路中任一回线路事故停运后,应分别保证地区负荷的70%及80 / ;三、电厂送出线路有二回及以上时,任一回线路事故停运后,若事故后静稳定能力小于正常输电容t,应按事故后静稳定能力输电。否则,应按
14、正常输电容量输电;四、核电厂的送出线路中任一回检修停运,另一回又突然故障,应按维持机组安全运行的出力SDJ 161-85物电五、受端主干网络(已形成多回路结构)中任一回线路事故停运后,应保持正常供电;有多座变电所供电的地区,在一台(组)变压器事故停运后应保证正常供电,但初期地区内只有1-2座变电所,每座变电所只有一台(组)变压器时,允许损失部分负荷;六、装有二台(组)及以上变压器的变电所,其中一台(组)事故停运后,其余主变压器的容,应保证该所全部负荷的70纬。第3.1.4条220 kV及以上网络的电压质量应符合以下标准:一、枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及网络的电
15、压降而定,可为网络倾定电压的1-1.1倍,在日最大、最小负荷情况下其运行电压控制水平的波动范围应不超过10%,事故后不应低于网络额定电压的0. 95倍。二、网络任一点的运行电压,在任何情况下严禁超过网络最高运行电压;变电所一次侧母线的运行电压正褚情况下不应低于网络额定电压的。.95-1.0倍,处于网络受电终端的变电所取低值。第3.1.5条网络结构必须满足电力系统安全稳定导则中保持稳定运行的标准。对核电厂送出线路出口还应满足发生三相短路不重合时保持稳定运行和网络正常供电。对受端主干网络应满足发生三相短路不重合时保持系统稳定运行和网络正常供电,但初期受端主干网络尚未形成多回路网络结构时允许采取切机
16、措施和损失部分负荷。系统间有多回联络线时,交流一回线或直流单极故障,应保持稳定运行并不损失负荷。第3.1.6条对网络中的不平衡电流、谐波电流应按照电力工业技术管理法规、电力系统谐波管理暂行规定(SD 126-84)及城市电力网规划设计导则有关规定执行。第二节电压等级及网络结构第3.2.1条选择电压等级应符合国家电压标准。我国已确定的220 kV及以上的网络撅定电压标准为:220, 330, 500, 750 kV.第3.2.2条选择电压等级应根据网络现状,今后1015年的输电容量,愉电距离的发展进行论证。各方案应既能满足远景发展的需要,又能适应近期过渡的可能性,在技术经济指标相差不大的情况下,
17、应优先推荐电压等级较高的方案,必要时可考虑初期降压运行过渡。第3.2.3条在主干网络上不应有“丁”接的变电所,不得设置由用户管辖的变电所,不宜有短线成串、成环等使系统继电保护困难的网络结构。佑3.2.4条发电厂的接人系统方式、出线电压等级及回路数的选定,应考虑以下因素:一、发电厂的规划容量,单机容量,输电方向、容量和距离及其在系统中的地位与作用;二、简化网络结构及电厂主接线,减少电压等级及出线回路数,降低网损,调度运行及事故处理灵活不三、断路器的断流容虽对限制系统短路水平的要求;四、对系统安全稳定水平的影响;五、对各种因素变化的适应性。第3.2.5条发电厂接入系统的电压不宜超过两种。容t为10
18、0-125 MW的机组,当系统有稳定要求时应直接升压至220 kV电压;容量为500 MW及以上的机组宜直接升压至330 kV或500 k V电压;其他容量的机组直接升压至哪一级电压应进行论证。第3.2.6条每一组送电回路的最大输送功率占其受端总负荷的比例不宜过大,具体比例可结合受端系统真体条件确定。送端电厂之间及向同一方向轴电的几组送电回路之间连接与否应进行论证,在技术经济指标相差122SDJ 161-85不大的情况下,应优先推荐不连接的方案。核电厂送出线仅向一个受端系统送电时,受端不得仅接于一座变电所。,容易同时故隆跳开的几回输电线路(如同一走廊)称为一组送电回路。第3.2.7条对区域型电
19、厂应研究不设高压母线而采用发电机一变压器一线路单元侧接入附近枢纽变电所或开关站的方案。若大型电厂处于网络结构比较紧密的负荷中心,出二级电压时,厂内是否设联络变压器应进行论证。在技术经济指标相差不大的情况下,应优先推荐不设联络变压器的方案。第3.2.8条系统需要解环、解列运行时应对有关的发电厂、变电所主接线方式提出要求。第三节系统互联第3.3.1条系统间互联应进行可行性研究,必须明确联络线的作用和技术经济效益。分析互联的技术经济效益必须考虑以下方面:一、错峰与调峰效益;减少系统总备用容量;引起电源布局,电厂规模及单机容量等变化的效益;、提高系统经济运行效益,包括跨流域水电厂间补偿调节、水火电厂间
20、配合运行及火电大机组经三四济运行等;五、互联及其引起现有网络改造所需的输变电工程以及有关设施(如通信、调度自动化等)的投资和年运行费用。第3.3.2条系统间联络线的输电容量、输电方式(交流、直流或混合)、电压等级及回路数,应按联络载的性质、作用及安全稳定的要求论证确定。两大网的主干联络线的电压等级宜采用主网最高一级,如采用更高一级电压时应进行详细论证。第3.3.3条在以下情况时可考虑直流输电方案:一、输电距离和容量超过交直流输电的经济分界点;二、系统调度管理方便的需要;三、系统稳度的需要,四、较长距离的跨海联网或输电。第四节变电设备及导线截面选择第3.4.1条降压变电所变压器的容量、台数、相数
21、、绕组数及阻抗等主要规范的选择,应根据电力负荷发展及潮流变化,结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的危险影响、调相调压、设备制造及运输等具体条件进行。在上述条件允许时优先采用自藕变压器。论证500 kV降压变电所的变压器相数(包括备用相)时,应考虑一台变压器突然故障时或停电检修时对供电安全性及系统工频过电压的影响。22。或330 kV降压变电所若不受运输限制应采用三相变压器,其总台数不宜超过三台。500 kV降压变电所采用单相变压器组时,其总组数不宜超过三组;采用三相变压器时,其总台数应论证。第3.4.2条同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发,推行系列化、标
22、准化。第3.4.3条中性点直接接地的网络,变压器中性点接地台数和地点的选择应根据系统内过电压的倍数,系统继电保护及对通信线路危险影响等要求进行。在编制远景水平年的系统单相接地短路电流计算阻抗图时,可按下列原则考虑:一、设备绝缘水平要求中性点接地的变压器,其中性点必需接地;123SDJ 161-85二、中低压侧有电源的变电所或枢纽变电所应有一台变压器中性点接地,当描要限制系统单相接地短路电流,且系统继电保护允许时,则该变电所的变压器中性点可不接地,但网络中任一点的绘合零序电抗不得大于综合正序电抗的三倍;三、发电厂有多台升压变压器时,应有1-2台变压器中性点接地。第3.4.4条超高压网络中选择高压
23、并联电抗器的容量、台数及装设地点(包括中性点小电抗)等,应考虑限制工频过电压、限制潜供电流、防止自励磁、系统并列及无功补偿等多方面的要求,进行缘合技术经济论证。第3.4.5条架空线路的导线截面可按下列条件进行初步选择:一、正常运行方式下的最大输电容量符合经济电流密度要求,经济电流密度可参考附录二;二、导线(包括大跨越段)的长期允许载流量应大于事故运行方式下的最大输电容量;三、同级电压网络的导线型号不宜太多,各级电压的导线截面(短距离大容量线路及具有串联电容补偿的线路例外)可参考附录三;四、对海拔超过1 000 m的地区的超高压线路,技术经济论证时应计及电晕损耗;五、导线直径应大于按电晕要求的最
24、小直径,海拔小于1 000 m的地区电晕要求的最小直径如附录四所示。第四章潮流计算及无功补偿第一节潮流计算第4.1.1条潮流计算的目的是为检验网络结构,选择导线截面和变电设备的主要规范,选择调压装置、无功补偿设备及其配置等提供依据。第4门.2条应对设计水平年有代表性的正常最大、最小运行方式,检修运行方式,以及事故运行方式进行潮流计算。若调峰引起网络潮流变化较大时,还应计算调峰后的运行方式。对过渡年应进行潮流计算。有水电的系统应对各种水文年的运行方式进行分析,选择有代表性的季节进行潮流计算。第4.1.3条潮流计算中系统备用容量的分配应体现合理利用能源和系统安全经济运行。第4门.4条发电机运行的最
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