電力系統(tǒng)分析畢業(yè)設(shè)計

1、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)計原則 183.2 發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計原則及選擇 193.3 變電所電氣主接線的設(shè)計原則 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 短路電流計算 234.3 高壓斷路器的選擇與校驗 375各種運行方式下的潮流計算 425.1 潮流計算的目的和意義 425.2 豐水期最大負(fù)荷的潮流計算 435

2、.3 豐水期最小負(fù)荷的潮流計算 506電力系統(tǒng)無功功率平衡及調(diào)壓計算 566.1 電力系統(tǒng)無功功率平衡 566.2 調(diào)壓計算 577淺談電力網(wǎng)損耗及降損節(jié)能措施 617.1 損耗計算 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附錄一計算機(jī)潮流計算程序： 72引言本次設(shè)計的課題內(nèi)容為電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及降損措施的分析，是電氣工程及其自 動化專業(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。該次畢業(yè)設(shè)計的目的在于：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,第一次較全面地用于實踐,用它解決實際的問題,而

3、從提高 分析能力,并力爭有所創(chuàng)新。初步掌握電力系統(tǒng)（電力網(wǎng)）的設(shè)計思路,步驟和方法，同 時學(xué)會正確運用設(shè)計手冊,設(shè)計規(guī)程,規(guī)范及有關(guān)技術(shù)資料，掌握編寫設(shè)計文件的方法。其意義是對所學(xué)知識的進(jìn)行總的應(yīng)用，通過這次設(shè)計使自己能更好的掌握專業(yè) 知識，并鍛煉自己獨立思考的能力和培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。此外,在計算機(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)計是電力系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計，主要設(shè)計發(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的輸電線路輸送被分配給 用戶，再通過各種用電設(shè)

4、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)計的基本任務(wù)是工程建設(shè)中貫徹國家的基本方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做出切合 實際、安全使用、技術(shù)先進(jìn)、綜合經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計，有效地為國家建設(shè)服務(wù)。從 電力系統(tǒng)的特點出發(fā)，根據(jù)電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的地位和作用，決定了對電力系統(tǒng) 運行要達(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)容量的確定電力系統(tǒng)運行中，所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率的總和在任何時刻

5、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，再乘以一個小于1的同時率Ki,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)計時，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工 max =K 0刀P i max=0.9*(180+120+200+150)=585MW式中：K°

6、;同時率，K0W1;刀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 為 max / (1-K L)=585/ (1-0.1)=650MW式中：Kl 網(wǎng)損率。系統(tǒng)綜合最大發(fā)電負(fù)荷Pg ma x = P s max / (1-K p )=（650+20+10）/（1-0.06）=723.404MW式中：Kp廠用電率。系統(tǒng)有功備用容量 國民經(jīng)濟(jì)備用：考慮到工業(yè)用戶超計劃生產(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)中短時的負(fù)荷波動和一天中計劃外的負(fù)荷增加留有的 備用。由系統(tǒng)總負(fù)荷的大小及運行經(jīng)驗，并考慮系統(tǒng)各

7、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)計為100MW。電廠裝機(jī)容量計算水電廠：P水=5*15=75MWP（火發(fā)）=Pgmax+5%EP r+10

8、0=723.404+36.17+100=859.574MWP（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：由計算書得選取火電廠裝機(jī)容量為（7*100+2*50） MW查詢設(shè)計手冊選擇火電廠的機(jī)組型號為：7*QFN 100 2及2*QFQ 50 2。2 確定電力網(wǎng)的最佳接線方案2.1 方案初選考慮可能的網(wǎng)絡(luò)連接方式，對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，最后只保留兩個個方案進(jìn)行下一步的經(jīng)濟(jì)比較。表2.1方案設(shè)計比較方案設(shè)計經(jīng)濟(jì)性（線路長度Km）靈活

9、性取舍9209661016850初選方案3與方案10。22 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，需要從這兩個最佳初選方案中確定出一個最佳方案，作為本次設(shè)計的論證方案。2.2.1 方案(1)功率分布及電壓等級確定在此初步潮流計算中，忽略線路和變壓器的損耗，因于運算負(fù)荷。將環(huán)網(wǎng)打開，按照均一網(wǎng)計算。同時，雙此，各變電所的負(fù)荷近似等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 I =180*70%=126MW>60MWP n =120*70%=84MW>25MWP v =200*70%=140MW>25MW

10、對于線路川:Pi m ax =126MW I Pn MAX =84MWP v m ax =140MW豐水期 Pm i =(200+150)-(5*15*98%-10)*70%=200.55MWPm 2=(70+80)-(5*15*98%-10)*70%=60.55MW枯水期 Pm 3=(200+150)-30*98%*70%=224.42MWPm 4=(70+80)-30*98%*70%=84.42MW.Pm MAX =224.42MW豐水期 Piv 1 =150-(5*15*98%-10)*70%=60.55MWP v 2=80-(5*15*98%-10)*70%=11.55MW枯水期 Pv

11、 3=(150-30*98%)*70%=84.42MWPv 4=(80-30*98%)*70%=35.42MW二 Pv max =84.42MW電壓等級的選擇原則：輸電電壓及合理的電壓等級的選擇是一個涉及面很廣的綜 合性問題，除考慮送電容量、距離、運行方式等多種因素外，還應(yīng)根據(jù)動力資源的 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。選定的電壓等級應(yīng)是 國家電壓標(biāo)準(zhǔn) 3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV。根據(jù)我國工業(yè)發(fā)展快的特點，電壓等級不宜過多，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)盡可能簡化電壓等級。根據(jù)孟祥萍、高嬿編著的電力系 統(tǒng)分析一書

12、第8頁，表1-2各級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均為220kv。表2.2.1( 1)根據(jù)線路距離與功率確定電壓等級線路距離(Km)功率(MW)額定電壓(KV)I165126220n12184220m102224.42220v6384.42220V57140220(2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及型號對導(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。1）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，價格2）鋁。導(dǎo)電性能較好，比重小，價格低。機(jī)械強(qiáng)度差，抗腐蝕能力較差。3）

13、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，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，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)考慮線路投入運行后510年的發(fā)展。在計算中必 須采用正常運行方式下經(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。=338.275 mm=225.517 mm=592.506 mm=226.645mm=375.862 mm表2.2.1（ 2）按經(jīng)濟(jì)

14、電流密度選擇導(dǎo)線截面積及型號線路橫截面積（mn）導(dǎo)線型號I338.275LGJQ-400n225.517LGJ-240m592.506LGJ-2*300IV226.645LGJ-300v375.862LGJQ-400表221（3） 導(dǎo)線參數(shù)與價格型號電阻（O/km）電抗（0/km）電導(dǎo)（s/km ）價格（萬元/ km）LGJ-2400.1320.4322.63*10-637.93LGJ-3000.1070.427-62.68*1041.03LGJQ-4000.080.4172.73*10-660.41LGJ-2*3000.0530.3123.4*10 -668.45（3）導(dǎo)線校驗 按發(fā)熱條件校

15、驗導(dǎo)線截面積11 = -= 389.016A<836AI n = = = 259.345A<613AI 皿= = =692.882A<1187AI« = = = = 260.641A<735AI v = = =432.240A<836A均滿足要求。 按機(jī)械強(qiáng)度校驗導(dǎo)線截面積線路電壓等級為35kV以上，且最小截面積均大于25 mm2 ,因此，不需要進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度的校驗。說明所選導(dǎo)線都滿足條件。 按電暈校驗導(dǎo)線截面積由電暈校驗的原則知，110kV 電壓等級的輸電線路，其導(dǎo)線最小截面積為50 mm2，220kV 電壓等級的輸電線路，為240 mm2時，可以不進(jìn)行

16、校驗。（4）線路總投資由220kV輸電工程參考造價表格中數(shù)據(jù)計算（取同塔架設(shè)雙回線系數(shù)為1.8）1.8*60.41*（165+57）+37.93*121+41.03*63+68.45*102=51962.202萬 元（5）變壓器總投資Si =148235 KVAS2 =98824 KVAS3 =164706 KVAS4= =123529 KVA經(jīng)查詢電力系統(tǒng)設(shè)計手冊第556頁，得變壓器型號如表2.2.1（ 5）表2.2.1（ 5）變壓器型號變電所容量（KVA）型號價格（萬元）1148235SFP3-150000/220715298824SFP-120000/2206603164706SFP3-

17、180000/2208584123529SFP3-150000/220715變壓器總投資為S = 715*4+660*2+858*2=5896萬元方案一總投資：57858.202 萬元（6）年運行費計算折舊費、小修費、運行維護(hù)管理費：經(jīng)查詢手冊，線路投資近似7% ,變壓器投資近似13%W = 51962.202*7%+5896*13%=4403.834萬 元電能損耗計算（最大負(fù)荷損耗時間法）線路部分：=2622*103 Kwh3=1409*10 Kwh=2104*10 3 KwhIVv變壓器部分：=297*10 3 Kwh3=1496*10 KwhI=2654*103Kwhn=1471*103

18、 Kwhm=4720*103 KwhV=2443*103 Kwh總電能損耗：（電費取0.6元/Kwh ）=1152.96 萬元總結(jié)如表：表2.2.1（ 6）方案一總結(jié)方案號總投資（萬元）年運行費（萬元）方案一57858.2025556.794(1 )功率分布及電壓等級確定各段傳輸功率：Pv =200*70%=140MW>25MW/ Pv max =140MW=150*70%=105MW>5MW/ max=105MW對于線路W ：豐水期 Pw 1 =(200+150)-(5*15*98%-10)*70%=200.55MWPw 2=(70+80)-(5*15*98%-10)*70%=6

19、0.55MW枯水期 Pw 3=(200+150)-30*98%*70%=224.42MWPw 4=(70+80)-30*98%*70%=84.42MW二 Pw m ax =224.42MW將環(huán)網(wǎng)打開，按照均一網(wǎng)計算n 1I 2。I 一 |一。Pip圖223均一網(wǎng)等效圖=137.598 MW=162.402MW變電所1為功率分點設(shè)火-2段故障那么：P12 = 120*70% = 84MW設(shè)火-1段故障P12 = 180*70% = 126MW=(126+120)*70% =172.2MW設(shè)1-2段故障=180*70% =126MW=120*70% =84MW由上可知：線路在發(fā)生故障時所承擔(dān)的功率

20、將比正常時高。為保證供電可靠性，選用故障時最大傳輸功率為線路電壓等級選取依據(jù)。表2.2.2（ 1）根據(jù)距離與功率設(shè)定電壓等級線路距離（Km）功率（MW）額定電壓（KV）I72126220n165184.8220m121172.2220IV153224.42220V6314022057105220（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及型號=338.275 mm=496.137 mm=462.310mm22S r/ =592.506mm=375.862mm2=281.896mm表2.2.2（ 2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及型號線路橫截面積（mm）導(dǎo)線型號I338.275LGJQ-400n496.

21、137LGJ-2*300m462.310LGJ-2*240r592.506LGJ-2*300V375.862LGJQ-400281.896LGJ-300表2.2.2（ 3）線路價格及參數(shù)型號電阻（0/km）電抗（C / km）價格（萬元/ km）LGJ-3000.1070.42741.03LGJQ-4000.080.41760.41LGJ-2*2400.0660.31555.5LGJ-2*3000.0530.31268.45（3）導(dǎo)線校驗 按發(fā)熱條件校驗導(dǎo)線截面積= 570.558A<1281AI iv = =531.657A<1025A=692.882A<1187AI v

22、= = = 432.241A<1281AI 耳= = =324.180A<735A均滿足要求。 按機(jī)械強(qiáng)度校驗導(dǎo)線截面積線路電壓等級為35kV以上，且最小截面積均大于25 mm2，因此，不需要進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度的校驗。說明所選導(dǎo)線都滿足條件。 按電暈校驗導(dǎo)線截面積由電暈校驗的原則知,110kV電壓等級的輸電線路，其導(dǎo)線最小截面積為50 mm2，2220kV電壓等級的輸電線路，為240 mm時，可以不進(jìn)行校驗.（4）線路總投資（72+63）*60.41+57*41.03+1.8*68.45*（165+153）+121*55.5=61762.74萬 元（5）變壓器投資與方案一選擇相同S =

23、715*4+660*2+858*2=5896萬元（6）年運行費計算折舊費、小修費、運行維護(hù)管理費：經(jīng)查詢手冊，線路投資近似7%，變壓器投資近似13%W = 61762.74*7%+5896*13%=5089.872萬元電能損耗計算（最大負(fù)荷損耗時間法）3=9038*10 Kwh線路部分：=29892*103 KwhU=23702*103 Kwh出=7616*10 3KwhIV3V=1220*10 KwhI=3302*10 3 Kwh變壓器部分：I=2654*103 Kwh=1471*103Kwhn=4720*103Kwhm=2443*103 KwhV總電能損耗：（電費取0.6元/Kwh ）總=

24、5163.48 萬元總結(jié)如表：表222（ 6）方案二總結(jié)方案號總投資（萬元）年運行費（萬元）方案二61762.7410253.3522.3 最終方案的確定針對網(wǎng)絡(luò)方案初選結(jié)果的兩個方案，分別計算它們的一次性總投資和年運行費， 采用償還年限法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，最后確定其中之一為最佳接線方案。償還年限法公式：T = （ Z i Z 2） / （ F 2 F i）式中：T 償還年限（年）；zi 方案1的投資（萬元）；Z2方案2的投資（萬元）；Fi 方案1的年運行費（萬元/年）；F2方案2的年運行費（萬元/年）。如TW 10年，選取投資大的方案；如T > 10年，選取投資小的方案。最終選取方案一為最

25、佳方案。3 發(fā)電廠及變電所電氣主接線的確定3.1 電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電 路，成 為傳輸強(qiáng)電流、高 電壓的網(wǎng)絡(luò)。對 電氣主接線的基本要求，概括地說應(yīng)包括 可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。其中可靠性是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，同時是電氣主接線的最基本要求；靈活性包括操作的方便性、調(diào)度的方便性和擴(kuò)建的方便性；而經(jīng)濟(jì)性是指節(jié)約一次性投資、占地面積少、電能損耗少。電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。它 與電力系統(tǒng)、發(fā) 電廠 動力參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對電 氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式

26、等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計， 必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處 理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。3.2 發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計原則及選擇發(fā)電廠電氣主接線的主體結(jié)構(gòu)是電路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分直接影響 運行的可靠性、靈活性、并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控 制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。發(fā)電廠電氣主接線的確定，主要決定于發(fā)電廠的 類型、總?cè)萘?、單機(jī)容量及發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位，同時還要考慮電壓等級、 輸電距離、負(fù)荷類型、電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、開關(guān)電器的形式、是否有擴(kuò)建規(guī)劃 等情況而定。3.3 變電

27、所電氣主接線的設(shè)計原則(1) 變電所的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線形式。 在滿足繼電保護(hù)的情況下，也可在地區(qū)線路上采用分支接線。(2) 在35kV、60kV配電裝置中，當(dāng)線路為三回及以上時，一般采用單母或分 段接線，若連接電源較多，出線較多，負(fù) 荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接 線。(3) 在110kV、220kV 配電裝置中，當(dāng)線路為34回時，一般采用單母分段， 若為樞紐變電所，線路在4回及以上時，一般采用雙母線接線。(4) 當(dāng)采用SF6等性能可靠，檢修周期長的斷路器及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施。(5 )在6kV、10kV配電裝置中，當(dāng)短路電流較大、

28、出線回路多、功率較大等情 況上時，采用雙母線接線，一般不設(shè)旁路母線。3.4 主接線方案確定由上述的設(shè)計原則知，選擇可靠性高、所用斷路器較少的接線形式。由于變電所的電壓等級為220/10.5kV，為了減少電網(wǎng)的安裝容量和線損，應(yīng)盡可能避免二次電壓。為保證供電可靠性，高壓側(cè)均采用雙母線，10kV側(cè)均采用單母分段。為限制 短路電流，分段斷路器取斷開運行方式。220kv 母線處均采用雙母線接線形式。水 電廠及火電廠100MW 發(fā)電機(jī)組采用雙繞組變壓器分別接成發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單 元接線，直接將電能送入系統(tǒng)。而火電廠發(fā)電機(jī)電壓的10KV 母線采用雙母線分段 接線，母線分段斷路器上串接有母線電抗器，出線

29、上串接有線路電抗器，兩個50MW 容量的發(fā)電機(jī)組在滿足機(jī)壓負(fù)荷的前提下將剩余功率送往高壓側(cè)。4選擇發(fā)電廠及變電所的主變和高壓斷路器4.1 發(fā)電廠及變電所主變壓器的確定4.1.1 主變壓器的選擇選擇原則：(1) 單元接線的主變壓器。按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有 10%的裕度。(2) 有機(jī)壓母線的主變壓器。1) 當(dāng)發(fā)電機(jī)全部投入運行時，在滿足發(fā)電機(jī)電壓供電的日最小負(fù)荷，并扣除 廠用負(fù)荷后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線上剩余的功率送入系統(tǒng)。2) 當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺機(jī)組檢修或因供熱機(jī)組負(fù)荷變動需限制本廠出力時，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)

30、荷的需要。3）若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有2臺及以上的主變壓器時，當(dāng)其中容量最大的一 臺因故退出運行時，其它主變壓器應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。4.1.2 主變壓器容量的計算火電廠100MW 采用機(jī)組一變壓器單元接線，變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量 扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定。火電廠100MW主變壓器容量S=若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有2臺及以上的主變壓器時，當(dāng)其中容量最大的一臺因故 退出運行時，其它主變壓器應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上?；痣姀S50MW主變壓器容量S=水電廠采用機(jī)組一變壓器單元接線，變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī) 組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定

31、。水電廠15MW主變壓器容量S=S=水電廠近區(qū)負(fù)荷主變壓容量根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范，#1，#2，#3，#4變電所都有重要負(fù)荷，所以每個變電所都 選擇兩個主變壓器為宜，對具有兩臺主變的變電所，其中一臺主變壓器停運時，其 余變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的70%以上，且不小于重要負(fù)荷。變電所1主變壓器容量S=變電所2主變壓器容量S=變電所3主變壓器容量S=變電所4主變壓器容量S=4.1.3 主變壓器的選擇參照GBT6451-2008 油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求。表4.1.3 主變壓器型號及參數(shù)類型型號額定電壓(KV)空載損耗(KW負(fù)載損耗(KW空載電流(%)阻抗電壓(%)高低水電廠SFP7-40000/2

32、20242+2X 2.5%10.5521751.112火電廠100MWSFP7-120000/220242+2 X 2.5%10.51183850.913火電廠50MWSFP7-40000/220242+2 X 2.5%10.5521751.112變電所1SFP3-150000/220242+2X 2.5%10.51124050.5013變電所2SFP7-120000/220242+2X 2.5%10.51183850.913變電所3SFP3-180000/220242+2X 2.5%10.52008301.214變電所4SFP3-150000/220242+2X 2.5%10.5112405

33、0.50134.2 短路電流計算4.2.1 短路計算的目的(1) 選擇有足夠電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備。(2) 合理地配置繼電保護(hù)及自動裝置，并正確整定其參數(shù)。(3) 比較和評價電氣主接線方案時，可以依據(jù)短路計算的結(jié)果，確定是否采取限制短路電流的措施，并對設(shè)備的造價進(jìn)行評估，選擇最佳的主接線方案。422 短路計算的意義和方法為保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運行，在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、運行分析，以及繼 電保護(hù)規(guī)劃和設(shè)計中，不僅要考慮系統(tǒng)在正常狀態(tài)下的運行情況，還應(yīng)考慮系統(tǒng)發(fā) 生故障時，各種電氣量的變化情況，以及由于故障產(chǎn)生的后果。4.2.3 計算方法一一周期分量計算曲線法對于包含有多臺發(fā)電機(jī)的實際

34、電力系統(tǒng)，短路電流的工程實用計算，一般需要 計算次暫態(tài)電流I ”以及任意時刻該周期分量電流的有效值。前者用于繼電保護(hù)的整 定計算、校驗斷路器等；后者則用于電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性的校驗。由于當(dāng)時間t>1s時，可以不計及非周期分量，而設(shè)計任務(wù)書要求計算t=Os、t=2s和t=4s時的值，因此，只計及周期分量，且采用采用三相短路的實用計算一一計算曲線法。各元件的電抗標(biāo)幺值： 發(fā)電機(jī) 變壓器 線路一取， 限流電抗器標(biāo)幺值的計算計算公式：表5-5電抗器電抗標(biāo)么值型號UN（kV）In（A）額定電抗率短時4S電流（kA）峰值電流（kA）標(biāo)么值Xkk-10-2500-1010250010%501280.209

35、火電廠發(fā)電機(jī)火電廠變壓器水電廠發(fā)電機(jī)水電廠變壓器線路424f-1點短路XL4/0.025XL10-14/0.30010-14/1.162G10G11G12G13G14圖 4.2.4 f-1點短路接線圖XC圖 4.2.4 ( 1 )f-1點短路接線圖flXE 辛 XF ?A圖424 ( 2)f-1點短路接線圖計算結(jié)果：=0.038=0.286計算電抗=0.055=0.034=0.352=0.038查計算曲線IE0=3.368IF0=3.6110s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值IE2=2.306IE4=2.316IF2=2.933IF4=2.968短路點起始次暫態(tài)電流水水短路沖擊電流取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為

36、1.85425f-2點短路XCWr-f2圖 4.2.5f-2點短路接線圖f2XD辛圖 4.2.5 ( 1 )f-2點短路接線圖對XA,XB,XC 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f2的轉(zhuǎn)移電抗=0.166計算電抗查計算曲線0s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值IE0=0.659IE2=0.682IE4=0.682ID0=4.290ID2=3.133ID4=3.098短路點起始次暫態(tài)電流火水短路沖擊電流取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為1.85廠火水水4.2.6f-3點短路XC占XL1XAXBXD圖4.2.6f-3點短路接線圖Tf3XL14XA葉XBr XEf fABC圖4.2.6 ( 1 )f-3點短路接線圖=0

37、.352對XL1,XA,XB,XE 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f3的轉(zhuǎn)移電抗=0.105計算電抗查詢計算曲線0s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值I 火 0=1.046I 火 2=1.143I 火 0=1.143IE0=1.095IE2=1.275IE4=1.275短路點起始次暫態(tài)電流火火火水水水短路沖擊電流取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為1.804.2.7f-4點短路個f4XCAAA.-C XL2-AJXA 宮 $ XBXD 專/K戶4JXAF: *XBf:XEf 卡ABCXL2圖4.2.7 ( 1) f-4點短路接線圖對XL2,XA,XB,XE 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f4的轉(zhuǎn)移電抗=0.

38、087計算電抗查詢計算曲線0s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值I 火 0=1.269I 火 2=1.398I 火 0=1.432IE0=1.320IE2=1.597IE4=1.616短路點起始次暫態(tài)電流水水水短路沖擊電流取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為1.80428f-5點短路個£XL3/ f5XL4XAXBXD圖428f-5點短路接線圖f51XEj%XF$圖428( 1)f-5點短路接線圖對XL3,XA,XB 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f5的轉(zhuǎn)移電抗= 0.064= 0.322計算電抗計算電抗查詢計算曲線0s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值I 火 0=1.748I 火 2=1.699I 火 0=1

39、.884IE0=3.993IE2=3.049IE4=3.043短路點起始次暫態(tài)電流短路沖擊電流 取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為1.804.2.9f-6點短路6XCVA-XL4XA號 XB莘XE 牙圖429f-6點短路接線圖f6*XL4XAf# XBf XEf 蘋ABC圖429 ( 1)f-6點短路接線圖對XA,XB,XC 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f6的轉(zhuǎn)移電抗= 0.065= 0.491= 0.605= 0.057查詢計算曲線0s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值I 火 0=1.953I 火 2=1.804I 火 0=1.968IE0=2.054IE2=2.216IE4=2.417短路點起始次暫態(tài)電流

40、水水短路沖擊電流 取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為1.804.2.10 f-7點短路XL3/0.030W-XL4/0.025W-此 XL10-14/0.30010-14/1.162G14芒<-:.OG12G13G1圖4.2.10f-7點短路接線圖XD圖4210( 1 )f-7點短路接線圖對XT8,XT9,X* 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f7的轉(zhuǎn)移電抗對XA,XE,XT89 支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f7的轉(zhuǎn)移電抗= 0.435對 X 火,X 水,XT9*,XF支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求出各電源對短路點f7的轉(zhuǎn)移電抗查詢計算曲線0s,2s,4s相應(yīng)電流標(biāo)幺值I 火 0= I 火 2= I

41、火 4=0.099I 水 0= I 水 2= I 水 4=0.061I 90= I 92= I 94=0.323短路點起始次暫態(tài)電流火火火水水水短路沖擊電流取發(fā)電機(jī)沖擊系數(shù)為1.904.3 高壓斷路器的選擇與校驗1）變電所1的高壓設(shè)備選擇：變電所1的兩臺變壓器型號均為SFP3-150000/220 ，變壓器參數(shù)可由表4.1.3中獲得變壓器的最大持續(xù)工作電流為由于選擇斷路器是應(yīng)滿足所以經(jīng)查表可選擇斷路器型號為SW6-220/1200短路電流的熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：<55KA經(jīng)校驗SW6-220/1200 型斷路器滿足系統(tǒng)要求。隔離開關(guān)初選：GW4-220/1250熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)

42、定校驗：經(jīng)校驗GW4-220/1250 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。2）變電所2的高壓設(shè)備的選擇變電所1的兩臺變壓器型號均為SFP7-120000/220 ，變壓器參數(shù)可由表4.1.3中獲得變壓器的最大持續(xù)工作電流為由于選擇斷路器是應(yīng)滿足，所以經(jīng)查表可選擇斷路器型號為SW6-220/1200。短路電流的熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗:<55kA動穩(wěn)定校驗:隔離開關(guān)初選：GW4-220/1250熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：經(jīng)校驗GW4-220/1250 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。3）變電所3的高壓設(shè)備的選擇變電所3的兩臺變壓器型號均為SFP3-180000/220 ，變壓器參數(shù)可由表4.1.3中獲得變壓器的最大

43、持續(xù)工作電流為由于選擇斷路器是應(yīng)滿足所以經(jīng)查表可選擇 斷路器型號為SW6-220/1200短路電流的熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：<55KA經(jīng)校驗SW6-220/1200 型斷路器滿足系統(tǒng)要求。隔離開關(guān)初選：GW4-220/1250熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：經(jīng)校驗GW4-220/1250 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。4）變電所4的高壓設(shè)備的選擇變電所1的兩臺變壓器型號均為SFP3-150000/220 ，變壓器參數(shù)可由表4.1.3中獲變壓器的最大持續(xù)工作電流為由于選擇斷路器是應(yīng)滿足，所以經(jīng)查表可選擇斷路器型號為SW6-220/1200。短路電流的熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：<55K

44、A經(jīng)校驗SW6-220/1200 型斷路器滿足系統(tǒng)要求。隔離開關(guān)初選：GW4-220/1250熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：經(jīng)校驗GW4-220/1250 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。5）火電廠高壓母線短路時：a. 100MW 機(jī)組回路中，變壓器的型號為SFP7-120000/220,所以有由于選擇斷路器是應(yīng)滿足，所以經(jīng)查表可選擇斷路器型號為SW6-220/1200。短路電流的熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：<55KA經(jīng)校驗SW6-220/1200 型斷路器滿足系統(tǒng)要求。隔離開關(guān)初選：GW4-220/1250熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：經(jīng)校驗GW4-220/1250 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。b. 50

45、MW 機(jī)組單元接線時，變壓器的型號為SFP7-40000/220,由于選擇斷路器是應(yīng)滿足，所以經(jīng)查表可選擇斷路器型號為ZN12-10/2500。短路電流的熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：<80KA經(jīng)校驗ZN12-10/2500 型斷路器滿足系統(tǒng)要求。隔離開關(guān)初選：GN10-10T/3000熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：經(jīng)校驗ZN12-10/2500 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。6）水電廠高壓母線短路時：水電廠變壓器型號均為SFP3-150000/220，變壓器參數(shù)可由表4.1.3中獲得變壓器的最大持續(xù)工作電流為由于選擇斷路器是應(yīng)滿足，所以經(jīng)查表可選擇斷路器型號為SW6-220/1200。短路電流的

46、熱效應(yīng)：熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：I沛=6. 168kA <55KA經(jīng)校驗SW6-220/1200 型斷路器滿足系統(tǒng)要求。隔離開關(guān)初選：GW4-220/1250熱穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定校驗：經(jīng)校驗GW4-220/1250 型隔離開關(guān)滿足系統(tǒng)要求。5各種運行方式下的潮流計算5.1 潮流計算的目的和意義電力系統(tǒng)潮流分布計算，指的是電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力 網(wǎng)各接點的電壓和功率分布的計算。其主要目的有：（1）檢查電力系統(tǒng)各元件是否過負(fù)荷。（2）檢查電力系統(tǒng)各節(jié)點的電壓是否滿足電壓質(zhì)量的要求。（3 ）根據(jù)對各種運行方式的潮流分布計算，以便正確的選擇系統(tǒng)接線方式，合理調(diào) 整負(fù)荷，以保證電力

47、系統(tǒng)安全、可靠地運行，向用戶供給高質(zhì)量的電能。（4）根據(jù)功率分布，可以選擇電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備和導(dǎo)線截面積，可以為電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)整定計算提供必要的數(shù)據(jù)。（5）為電力系統(tǒng)懂得規(guī)劃和擴(kuò)建提供依據(jù)。（6）為調(diào)壓計算、短路計算、經(jīng)濟(jì)運行計算和穩(wěn)定計算提供必要的數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)的潮流計算是電力系統(tǒng)分析中的一種基本的計算，是研究和分析電力 系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它的任務(wù)是根據(jù)給定的運行條件確定網(wǎng)絡(luò)中的功率分布、功率損耗， 以及各母線的電壓。5.2 豐水期最大負(fù)荷的潮流計算由于火電廠總裝機(jī)容量大，在本設(shè)計的系統(tǒng)中占有重要地位，因此火電廠高壓 母線為電壓中樞點?；痣姀S高壓母線按照調(diào)度要求，在豐水期最大負(fù)荷時其電壓要 求

48、為230kV。521參數(shù)計算線路變電站變壓器5.2.1ASo圖521A-1段潮流計算接線圖變壓器阻抗功率損耗：變壓器勵磁損耗:線路末端充電功率線路阻抗：線路阻抗的功率損耗：522A-2段潮流計算線路阻抗：線路阻抗的功率損耗：X7/Sa2/SAa'SAJS a a SSo圖5.2.2A-2段潮流計算接線圖變壓器阻抗功率損耗：變壓器勵磁損耗:線路末端充電功率523B-4段潮流計算S Bb'Sba'Sb bSo變壓器阻抗功率損耗：變壓器勵磁損耗:線路末端充電功率S b'圖5.2.3B-4段潮流計算接線圖線路阻抗：線路阻抗的功率損耗：5.2 .4B-3-A 段潮 流計算末 水線路末端充電功率線路阻抗：線路阻抗的功率損耗：變壓器阻抗功率損耗:變壓器勵磁損耗:末線路末端充電功率末線路