課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)區(qū)域電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

1、 任務(wù)書(shū) 茲發(fā)給2010級(jí)專升本電氣A班學(xué)生電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)，內(nèi)容如下：1. 課程設(shè)計(jì)題目：區(qū)域電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)2.應(yīng)完成的項(xiàng)目：A. 校驗(yàn)系統(tǒng)有功、無(wú)功平衡和各種運(yùn)行方式；B. 通過(guò)方案比較，確定系統(tǒng)接線方案；C. 確定發(fā)電廠、變電所的接線方案和變壓器的型號(hào)、容量及參數(shù)；D. 進(jìn)行系統(tǒng)的潮流計(jì)算；E. 進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)壓計(jì)算，選擇變壓器的分頭；F. 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。3. 參考資料及說(shuō)明一、 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)（摘錄）甘肅省水利電力局 西北電力設(shè)計(jì)院二、 電力系統(tǒng)分析（第三版）（上冊(cè)）華中科技大學(xué)出版社三、 電力系統(tǒng)分析（第三版）（下冊(cè)）華中科技大學(xué)出版社四、 發(fā)電廠

2、電氣部分高等學(xué)校教材4. 本課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)于2012年4月22日發(fā)出，應(yīng)于2012年6月10日前完成，然后提交課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師。 系 主 任 批準(zhǔn) 年 月 日 教員組主任 審核 年 月 日 指導(dǎo) 老師 簽發(fā) 年 月 課程設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)：課程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人簽字 年 月 日目錄 任務(wù)書(shū)1目 錄.3前 言.4第一章 設(shè)計(jì)題目和原始資料51.1 課程設(shè)計(jì)題目. 51.2 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容.51.3 設(shè)計(jì)要求.51.4 原始資料.5第二章 負(fù)荷合理性校驗(yàn)，功率平衡的校驗(yàn)及確定運(yùn)行方式.72.1 電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷合理性校驗(yàn).72.2 電力網(wǎng)絡(luò)功率平衡校驗(yàn).72.3 確定發(fā)電廠運(yùn)行方式8第三章 確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方

3、案和電壓等級(jí)103.1 電力網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)的確定.103.2 電力網(wǎng)絡(luò)接線方案初級(jí)比較.103.3 電力網(wǎng)絡(luò)接線方案精確比較.11第四章 確定發(fā)電廠、變電所的結(jié)線方式204.1 選擇發(fā)電廠主結(jié)線.204.2 確定變電所接線方式214.3 確定變壓器型號(hào)、臺(tái)數(shù)及容量.21第五章 調(diào)壓方式的選擇和計(jì)算.255.1 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算.255.2 潮流計(jì)算.275.3 網(wǎng)絡(luò)電壓損耗計(jì)算和變壓器分接頭的選擇.325.4 調(diào)壓計(jì)算結(jié)果分析37第六章 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)386.1 線損率的計(jì)算386.2 全年平均輸電效率及輸電成本計(jì)算386.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)小結(jié).40參考文獻(xiàn).41前言 本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)給出

4、的數(shù)據(jù)及要求，按國(guó)民經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)一個(gè)供電、變電網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)發(fā)電廠、四個(gè)變電站及輸電線路。該網(wǎng)絡(luò)必須在符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)要求的前提下，保證一定的供電可靠性和穩(wěn)定性，運(yùn)行方式靈活，電能質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，并且有一定的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：分析原始資料，審定運(yùn)算條件；校驗(yàn)系統(tǒng)有功、無(wú)功平衡和各種運(yùn)行方式；通過(guò)方案比較，確定系統(tǒng)接線方案；確定發(fā)電廠、變電所的接線方案和變壓器的型號(hào)、容量及參數(shù)；進(jìn)行系統(tǒng)的潮流計(jì)算；進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)壓計(jì)算，選擇變壓器的分接頭；統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)；繪制系統(tǒng)電氣主接線圖。根據(jù)給出的負(fù)荷情況及輸電距離確定網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)為110KV，再根據(jù)變電站、發(fā)電廠的地理位置，選出46種結(jié)

5、線方案進(jìn)行粗略的比較，比較后從中選出23種方案進(jìn)行精細(xì)的方案比較，最后選出一種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的方案，隨之可以確定發(fā)電廠、變電站的結(jié)線方式和運(yùn)行方式。然后根據(jù)所選的結(jié)線方式和運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計(jì)算和調(diào)壓計(jì)算，直至調(diào)壓方式、范圍合符要求，最后統(tǒng)計(jì)物資用量，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算。最后得出的設(shè)計(jì)方案應(yīng)具有高可靠性，能夠安全、可靠地向用戶提供符合電能質(zhì)量要求地電能，運(yùn)行方式變換靈活，具有一定的經(jīng)濟(jì)性，基本滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的要求。由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò)漏，希望指導(dǎo)老師指正，并感謝指導(dǎo)老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的輔導(dǎo)和幫助。 第一章 設(shè)計(jì)題目和原始資料1.1 課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：區(qū)域電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 1.2

6、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 校驗(yàn)系統(tǒng)有功、無(wú)功平衡和各種運(yùn)行方式； 通過(guò)方案比較，確定系統(tǒng)接線方案； 確定發(fā)電廠、變電所的接線方案和變壓器的型號(hào)、容量及參數(shù)； 進(jìn)行系統(tǒng)的潮流計(jì)算； 進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)壓計(jì)算，選擇變壓器的分接頭； 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。1.3設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。設(shè)計(jì)圖紙三張。 1.4 原始資料1.4.1發(fā)電廠資料 項(xiàng)目 臺(tái)數(shù) 容量（MW）電壓(kV) 功率因素15256.30.8215010.50.851.4.2發(fā)電廠和變電所負(fù)荷資料項(xiàng)目 發(fā)電廠A 變電所1 變電所2 變電所3 變電所4 最大負(fù)荷（MW） 4034263720最小負(fù)荷（MW） 2118141911最大負(fù)荷功率因數(shù) 0.82

7、0.820.830.840.83最小負(fù)荷功率因數(shù) 0.80.810.810.810.78Tmax（小時(shí)） 55005500550050005000二次母線電壓（kV） 10610106一類用戶（%） 3030252525二類用戶（%） 3530353030調(diào)壓方式 常常順逆順注意：(1). 發(fā)電廠的負(fù)荷包括發(fā)電廠的自用電在內(nèi)；(2). 建議采用的電力網(wǎng)額定電壓為110kV。1.4.3發(fā)電廠和變電所的地理位置圖： 第二章 負(fù)荷合理性校驗(yàn)，功率平衡校驗(yàn)及確定運(yùn)行方式2.1 電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷合理性校驗(yàn)根據(jù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的定義，最大負(fù)荷運(yùn)行Tmax小時(shí)所消耗的電量等于全年實(shí)際耗電量，所以應(yīng)大于全年以最

8、小負(fù)荷運(yùn)行所消耗的電量，即： Pmax·TmaxPmin·8760 8760全年小時(shí)數(shù) 發(fā)電廠負(fù)荷（Pmax·Tmax40×5500220000）（Pmin·876021×8760183960） （MWh） 2.1.2 變電所1負(fù)荷（Pmax·Tmax34×5500187000）（Pmin·876018×8760157680） （MWh） 變電所2負(fù)荷（Pmax·Tmax26×5500143000）（Pmin·876014×8760122640） （MWh

9、） 變電所3負(fù)荷（Pmax·Tmax37×5000185000）（Pmin·876019×8760166440） （MWh） 變電所4負(fù)荷（Pmax·Tmax20×5000100000）（Pmin·876011×876096360） （MWh） 結(jié)論：經(jīng)上述校驗(yàn)，所有負(fù)荷均滿足合理性要求。2.2 電力網(wǎng)絡(luò)功率平衡校驗(yàn)2.2.1有功功率平衡校驗(yàn)（在最大負(fù)荷方式下）系統(tǒng)最大有功綜合負(fù)荷：系統(tǒng)最小有功綜合負(fù)荷：K1同時(shí)系數(shù)取0.9K2廠用網(wǎng)損系數(shù)取1.15（其中網(wǎng)損5%，廠用10%） =0.9×1.15

10、5;（40+34+26+37+20）=162.5(MW) =0.9×1.15×（21+18+14+19+11）=86(MW)發(fā)電廠裝機(jī)容量: =25×5+50×1=175(MW)有功備用容量: =-=175-162.5=12.5(MW)備用容量占系統(tǒng)最大有功綜合負(fù)荷的百分比：7.69<102.2.2 無(wú)功功率平衡校驗(yàn)（最大負(fù)荷方式下） 系統(tǒng)最大無(wú)功綜合負(fù)荷：162.5×=113.43（MVar）發(fā)電機(jī)能提供的無(wú)功功率： （50×1）（25×5）=124.74 （MVar） 無(wú)功備用容量：=124.74-113.43=1

11、1.32（MVar）無(wú)功備用容量占系統(tǒng)最大無(wú)功綜合負(fù)荷的百分比：9.98%<(1015)% 2.2.3 功率平衡校驗(yàn)結(jié)論 發(fā)電廠有功儲(chǔ)備為12.5MW，達(dá)到系統(tǒng)最大綜合有功綜合負(fù)荷的7.69，小于10，基本滿足系統(tǒng)有功平衡的要求。發(fā)電廠無(wú)功儲(chǔ)備有11.32MVar，達(dá)到系統(tǒng)最大綜合無(wú)功功率的9.98，不滿足系統(tǒng)無(wú)功平衡要求的1015的儲(chǔ)備要求。綜上所述，該發(fā)電廠裝機(jī)容量不滿足系統(tǒng)功率平衡的要求，需要增加機(jī)組。綜合原始發(fā)電機(jī)資料，現(xiàn)增加一臺(tái)50MW機(jī)組。計(jì)算得發(fā)電機(jī)無(wú)功儲(chǔ)備為42.29 MVar，無(wú)功備用容量占系統(tǒng)最大無(wú)功綜合負(fù)荷的百分比為37.28%，完全滿足系統(tǒng)無(wú)功平衡要求的1015的

12、儲(chǔ)備要求2.3 確定發(fā)電廠運(yùn)行方式當(dāng)系統(tǒng)以最大負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，該系統(tǒng)最大有功綜合負(fù)荷為162.5MW，而發(fā)電廠最大出力為175MW，因有功備用容量12.5 MW不足一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的容量，所以所有機(jī)組都須帶負(fù)荷運(yùn)行。機(jī)組間負(fù)荷分配，可以按機(jī)組容量來(lái)分配。當(dāng)系統(tǒng)以最小負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)有功功率只有86MW，此時(shí)發(fā)電廠以最大方式運(yùn)行時(shí)，平均每臺(tái)機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷僅達(dá)到容量的2550，這顯然是不經(jīng)濟(jì)的，因此要考慮切除機(jī)組；同時(shí)考慮事故時(shí)的備用容量，應(yīng)切除1臺(tái)25MW機(jī)組和1臺(tái)50MW機(jī)組，即一臺(tái)50KW機(jī)組和四臺(tái)25MW機(jī)組帶負(fù)荷，而另一臺(tái)50KW機(jī)組和一臺(tái)25MW機(jī)組作備用，用作輪流檢修和事故備用。第

13、三章 確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方案和電壓等級(jí) 3.1 電力網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)的確定本設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)是區(qū)域電力網(wǎng)，輸送容量2030MVA，輸送距離從3040kM。根據(jù)各級(jí)電壓的合理輸送容量及輸電距離，應(yīng)選擇110KV電壓等級(jí)（其輸送能力為1050MW，50150kM）。故網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)確定為：110kV 3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方案初步比較 方案 結(jié)線圖 線路長(zhǎng)度（kM）高壓開(kāi)關(guān)數(shù)優(yōu)缺點(diǎn) I 288 14 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高。缺點(diǎn)：電廠出線多，倒閘操作麻煩；有環(huán)網(wǎng)，保護(hù)須帶方向。II 231 14 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高。缺點(diǎn)：電廠出線多，倒閘操作麻煩；有環(huán)網(wǎng)，保護(hù)須帶方向。III 216 12 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，電廠出線少，線

14、路短。缺點(diǎn)：有環(huán)網(wǎng)，保護(hù)須帶方向。IV 137 8 優(yōu)點(diǎn)：電廠出線最少，線路最短；開(kāi)關(guān)最少，操作簡(jiǎn)單；電壓損失最少。缺點(diǎn)：供電可靠性最低。 27416優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性最高，保護(hù)設(shè)施簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：電廠出線最多，線路最長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)最多。32716優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性最高，電廠出線少。缺點(diǎn)：有環(huán)網(wǎng)，保護(hù)須帶方向；線路復(fù)雜，開(kāi)關(guān)多。根據(jù)上表比較，從可靠性、操作容易、保護(hù)簡(jiǎn)單等方面選優(yōu)，選出、兩種方案進(jìn)行精確比較。3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方案精確比較確定導(dǎo)線材料和桿塔的類別及導(dǎo)線的幾何均距。目前我國(guó)高壓輸電線主要采用鋼芯鋁絞線。按電力設(shè)計(jì)手冊(cè)，當(dāng)負(fù)荷的年最大利用小時(shí)數(shù)達(dá)到5000小時(shí)以上時(shí)，鋼芯鋁鉸線的經(jīng)濟(jì)電流密度取J=

15、0.9A/mm2，在高壓區(qū)域電力網(wǎng)，用經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇導(dǎo)線載面，用發(fā)熱校驗(yàn)。因本設(shè)計(jì)是110kv及以上電壓等級(jí)，為了避免電暈損耗，導(dǎo)線截面不應(yīng)小于LGJ-70。在LGJ-240以下者，均采用單桿三角形排列，在LGJ-300以上者，均采用型桿塔。有關(guān)數(shù)據(jù)綜合如下：導(dǎo)線截面載流量（A）r(/km)X(/km)導(dǎo)線投資（萬(wàn)元）線路綜合投資（萬(wàn)元）LGJ-702750.450.4320.291.95LGJ-953350.330.4160.42.1LGJ-1203800.270.4090.492.25LGJ-1504450.210.4030.622.45LGJ-1855150.170.3950.762

16、.7LGJ-2406100.1320.1880.982.95LGJ-3007100.1070.3821.463.4LGJ-4008980.0790.38624初選出來(lái)的、方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)精確比較見(jiàn)下表：方案結(jié)線圖潮流（MVA）線路A-1：37.28+j26.02線路A-2：13+j8.74線路A-3：33.72+j21.78線路A-4：10+j6.72線路1-3：0.28+j0.18線路A-1：17+j11.87線路A-2：13+j8.74線路A-3：18.5+j11.95線路A-4：10+j6.72選導(dǎo)線A-1：LGJ-300A-2：2×LGJ-95A-3：LGJ-240A-4：2&

17、#215;LGJ-951-3：LGJ-70A-1：2×LGJ-150A-2：2×LGJ-95A-3：2×LGJ-150A-4：2×LGJ-95線路阻抗()A-1：3.424+j12.224A-2：5.28+j6.656A-3：5.016+j7.144A-4：5.775+j7.281-3：12.15+j11.66A-1：3.36+j6.448A-2：5.28+j6.656A-3：3.99+j7.657A-4：5.775+j7.28正常時(shí)U%A-1：占額定電壓的3.7%A-2：占額定電壓的1%A-3：占額定電壓的2.7%A-4：占額定電壓的0.9%A-1：占

18、額定電壓的1.1%A-2：占額定電壓的1%A-3：占額定電壓的1.4%A-4：占額定電壓的0.9%故障時(shí)最大U%在線路A-4斷開(kāi)時(shí)，11.7%在線路A-3斷開(kāi)時(shí)，2.9%投資（K）線路線路：470.53萬(wàn)元總計(jì)：554.53萬(wàn)元線路：437.08萬(wàn)元總計(jì)：533.08萬(wàn)元斷路器斷路器：84萬(wàn)元斷路器：96萬(wàn)元年運(yùn)行費(fèi)用（N）線路及斷路器折舊折舊費(fèi)44.36萬(wàn)元年運(yùn)行費(fèi)259.99萬(wàn)元折舊費(fèi)43.65萬(wàn)元年運(yùn)行費(fèi)110.89萬(wàn)元線損費(fèi)用線損費(fèi)215.63萬(wàn)元線損費(fèi)68.33萬(wàn)元年計(jì)算費(fèi)用（萬(wàn)元）339.21萬(wàn)元187.04萬(wàn)元由上表的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較可以看出，方案、在技術(shù)上均滿足要求（正常時(shí)5%，

19、故障時(shí)15%），從經(jīng)濟(jì)上，供電可靠性上，方案優(yōu)于方案，故選擇方案為網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方案。表中數(shù)據(jù)算法及算例如下：線路潮流公布計(jì)算的兩個(gè)假定：1、計(jì)算時(shí)不考慮線路功率損失；2、功率大小按導(dǎo)線的長(zhǎng)度平均分布。3.3.1方案3.3.1.1潮流計(jì)算線路A-1： 線路A-2：線路A-3：線路A-4：線路1-3：3.3.1.2網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線L選取線路A-1： 取 故選LGJ-300 線路A-2： 取 故選2×LGJ-95 線路A-3： 取 故選LGJ-240 線路A-4： 取故選2×LGJ-95 線路1-3： 取 故選LGJ-70 3.3.1.3網(wǎng)絡(luò)線路阻抗Z計(jì)算阻抗A-1：A-2：A-3：A-4：

20、1-3：3.3.1.4網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失計(jì)算電壓損失A-1：A-2：A-3：A-4：3.3.1.5網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)最大電壓損失計(jì)算在A-3-1-A網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)A-1斷開(kāi)電壓損失最大：3.3.1.6電力網(wǎng)絡(luò)總投資K計(jì)算（萬(wàn)元）網(wǎng)絡(luò)總投資=線路投資+開(kāi)關(guān)設(shè)備投資線路投資：若線路為雙回路線，則線路計(jì)算長(zhǎng)度為兩線路長(zhǎng)度之和的70%線路：=3.432+2.132×2×0.7+2.9538+2.135×2×0.7+1.9527 =470.53（萬(wàn)元）斷路器：=614=84（萬(wàn)元） 假定每個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備需投資6萬(wàn)元總投資：=470.53+84=554.53（萬(wàn)元）3.3.1

21、.7網(wǎng)絡(luò)年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)用包括折舊費(fèi)和損耗費(fèi)，其中折舊率按每年占總投資的8%來(lái)計(jì)算；電價(jià)取0.4元。折舊費(fèi)=總投資折舊率=8%K=554.538%=44.36（萬(wàn)元）線路年網(wǎng)損費(fèi)用：（查表14-1：最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)與最大負(fù)荷的利用小時(shí)數(shù)的關(guān)系電力系統(tǒng)分析第三版下冊(cè)表14-1 ）線路A-1： =0.85 查表得=4000h線路A-2： =0.85 查表得=4000h線路A-3： =0.85 查表得=3500h線路A-4： =0.85 查表得=3500h線路1-3： =0.85 查表得=4000h電能損耗：=0.584864000+0.107084000+0.679993500+0

22、.069283500+0.00011×4000=5390.645（MWh）總網(wǎng)損成本=5390.645×10-1×0.4=215.63（萬(wàn)元） 年運(yùn)行費(fèi)=折舊費(fèi)+損耗費(fèi) 44.36+215.63=259.99（萬(wàn)元）3.3.1.8網(wǎng)絡(luò)年計(jì)算費(fèi)用N（萬(wàn)元）按7年收回投資計(jì)算，則年計(jì)算費(fèi)用=總投資/7+年運(yùn)行費(fèi)用。N=554.53/7+259.99=339.21（萬(wàn)元）3.3.2方案3.3.2.1潮流計(jì)算線路A-1： 線路A-2：線路A-3：線路A-4：3.3.2.2網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線L選取線路A-1： 取故選2×LGJ-150 線路A-2： 取故選2×LG

23、J-95 線路A-3： 取故選2×LGJ-150 線路A-4： 取故選2×LGJ-95 3.3.2.3網(wǎng)絡(luò)線路阻抗Z計(jì)算A-1：A-2：A-3：A-4：3.3.2.4網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失計(jì)算A-1：A-2：A-3：A-4：3.3.2.5網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)最大電壓損失計(jì)算在A-3網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)A-3斷開(kāi)電壓損失最大：3.3.2.6電力網(wǎng)絡(luò)總投資K計(jì)算（萬(wàn)元）線路： =2.4532×2×0.7+2.132×2×0.7+2.4538×2×0.7+2.135×2×0.7 =437.08萬(wàn)元斷路器： （單價(jià)6萬(wàn)元

24、）總投資：3.3.2.7網(wǎng)絡(luò)年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)用包括折舊費(fèi)和損耗費(fèi)，其中折舊率按每年占總投資的8%來(lái)計(jì)算；電價(jià)取0.4元。折舊費(fèi)=8%K=533.088%=42.65萬(wàn)元（折舊率8%）線路年網(wǎng)損費(fèi)用：（查表：電力系統(tǒng)分析第三版下冊(cè)表14-1 ）線路A-1： =0.85 查表得=4000h線路A-2： =0.85 查表得=4000h線路A-3： =0.85 查表得=3500h線路A-4： =0.85 查表得=3500h電能損耗：=0.119384000+0.107084000+0.159953500+0.069283500=1708.145（MWh）總網(wǎng)損成本=1708.145

25、15;10-1×0.4=68.33萬(wàn)元 （電價(jià)0.4元/kWh）年運(yùn)行費(fèi)：42.56+68.33=110.89萬(wàn)元3.3.2.8網(wǎng)絡(luò)年計(jì)算費(fèi)用N（萬(wàn)元）按7年收回投資計(jì)算，則年計(jì)算費(fèi)用=總投資/7+年運(yùn)行費(fèi)用。N=533.08/7+110.89=187.04（萬(wàn)元）通過(guò)對(duì)、兩種方案的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)精確比較，由方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)精確比較表中可以看出，方案在技術(shù)上滿足要求（正常運(yùn)行時(shí)<5%，故障時(shí)<15%），且經(jīng)濟(jì)上又是最省的，因此選擇方案為電力網(wǎng)絡(luò)接線方案。第四章 確定發(fā)電廠、變電所的結(jié)線方式電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，因此發(fā)電廠、變電

26、所的電氣主接線必須滿足以下基本要求：1、必須保證發(fā)供電的可靠性；2、應(yīng)具有一定的靈活性；3、操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便；4、經(jīng)濟(jì)上應(yīng)合理。4.1 選擇發(fā)電廠主結(jié)線從負(fù)荷情況來(lái)看，各變電所均有一、二類負(fù)荷，而且系統(tǒng)中只有一個(gè)發(fā)電廠，因此保證供電的可靠性成為選擇發(fā)電廠主結(jié)線所要考慮的首要問(wèn)題。雙母線比單母線分段的可靠性和靈活性都要優(yōu)，因此，高壓側(cè)母線采用雙母線結(jié)線。而發(fā)動(dòng)機(jī)和變壓器的連接可以有多種選擇，選擇其中兩種方案進(jìn)行比較： 方案一，五臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)與變壓器采用單母線帶旁路接線，這種方式可以最大限度地保證供電的可靠性。任一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)都能基本保證發(fā)電廠的大部分出力，但缺點(diǎn)是變壓器多，投資大

27、，其接線圖如下：方案二，五臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)與變壓器采用擴(kuò)大單元接線，將五臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)出線并聯(lián)在一起，共用一臺(tái)變壓器。其優(yōu)點(diǎn)是省了一臺(tái)變壓器，減少了投資。但是這種接線方式的缺點(diǎn)是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，五臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)都退出運(yùn)行，這將嚴(yán)重影響發(fā)電廠的出力，因此這種結(jié)線方式供電可靠性低，其結(jié)線圖如下：結(jié)論：如前所述，由于該電力網(wǎng)絡(luò)一、二類負(fù)荷比重較大，而且發(fā)電廠只有一個(gè)，所以選擇發(fā)電廠主結(jié)線首先要考慮到的是供電可靠性，其次才是經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)榉桨敢坏目煽啃愿撸虼吮M管方案二比它經(jīng)濟(jì)上要省，也需選方案一。另外，因有機(jī)端負(fù)荷，所以五臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)采用6kV母線與變壓器連接。即發(fā)電廠主結(jié)線采用高壓側(cè)雙母

28、線，50MW發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元結(jié)線，五臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)采用單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線。如附圖1所示。4.2 確定變電所接線方式由于各變電所均有一、二類負(fù)荷，對(duì)安全可靠供電要求高，需要有兩個(gè)電源互為備用，而且因有兩條高壓進(jìn)線，故采用雙母線和每個(gè)變電所設(shè)置兩臺(tái)變壓器，同時(shí)把兩條進(jìn)線接在不同的母線上。如附圖2所示。4.3 確定變壓器型號(hào)、臺(tái)數(shù)及容量110KV系列低損耗、低噪聲、風(fēng)冷式三相雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器 S9、SF9、SZ9、SFZ9系列6300120000KVA變壓器技術(shù)參數(shù)表額定容量（KVA）電壓組合空載損耗（KW)負(fù)載損耗（KW)空載電流（%）短路阻抗（%）高壓（K

29、V)低壓（KV)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)S9 SF9SZ9 SFZ96300110 ±2×2.5%6.3 6 10.5 11YNd117.58.236.90.6710.580009.09.845.00.631000010.511.853.10.601250012.413.763.00.561600015.016.577.40.532000017.819.596.60.492500021.022.7110.70.463150025.027.5133.20.424000029.932.9156.60.395000035.338.9194.40.356300041.946.4234.00.32

30、9000054.660.3306.00.2712000067.774.8379.80.244.3.1 發(fā)電廠及自用電變壓器容量應(yīng)大于或等于 發(fā)電機(jī)容量，故選2臺(tái)SFZ9-63000/110KVA和1臺(tái)SFZ9-90000/110KVA的升壓變壓器。發(fā)電廠的自用電：=40÷0.82=48.8()=21÷0.8=26.25()每臺(tái)變壓器容量按最大視在功率的70%考慮，則=48.8×70%=34.16()故選2臺(tái)SFZ9-20000/6的降壓變壓器。變壓器參數(shù)：=19.5 =96.6 %=10.5 %=0.49切除功率：<當(dāng)切除功率小于最小功率時(shí)，為減少斷路器的損

31、耗，一般不切除變壓器，以采用內(nèi)橋式接線。4.3.2 變電所1=34÷0.82=41.5()=18÷0.81=22.22()每臺(tái)變壓器容量按最大視在功率的70%考慮，則=41.5×70%=29.05()故選2臺(tái)SFZ9-20000/110的降壓變壓器。變壓器參數(shù)：=19.5 =96.6 %=10.5 %=0.49切除功率：<當(dāng)切除功率小于最小功率時(shí)，為減少斷路器的損耗，一般不切除變壓器，以采用內(nèi)橋式接線。4.3.3 變電所2=26÷0.83=31.33()=14÷0.81=17.28()每臺(tái)變壓器容量按最大視在功率的70%考慮，則=31.3

32、3×70%=21.93()故選2臺(tái)SFZ9-16000/110的降壓變壓器。變壓器參數(shù)：=16.5 =77.4 %=10.5 %=0.53切除功率：<當(dāng)切除功率小于最小功率時(shí)，為減少斷路器的損耗，一般不切除變壓器，以采用內(nèi)橋式接線。4.3.4 變電所3=37÷0.84=44.05()=19÷0.81=23.46()每臺(tái)變壓器容量按最大視在功率的70%考慮，則=44.05×70%=30.84()故選2臺(tái)SFZ9-20000/110的降壓變壓器。變壓器參數(shù)：=19.5 =96.6 %=10.5 %=0.49切除功率：<當(dāng)切除功率小于最小功率時(shí)，為

33、減少斷路器的損耗，一般不切除變壓器，以采用內(nèi)橋式接線。4.3.5 變電所4=20÷0.83=24.1()=11÷0.78=14.1()每臺(tái)變壓器容量按最大視在功率的70%考慮，則=24.1×70%=16.87()故選2臺(tái)SFZ9-16000/110的降壓變壓器。變壓器參數(shù)：=16.5 =77.4 %=10.5 %=0.53切除功率：<當(dāng)切除功率小于最小功率時(shí)，為減少斷路器的損耗，一般不切除變壓器，以采用內(nèi)橋式接線。4.3.6 發(fā)電廠和變電站變壓器明細(xì)表及接線方式變壓器型號(hào)（KW)（KW)%（MVA）接線方式變電所12×SFZ9-2000019.59

34、6.60.4910.512.71內(nèi)橋式變電所22×SFZ9-1600016.577.40.5310.510.45內(nèi)橋式變電所32×SFZ9-2000019.596.60.4910.512.71內(nèi)橋式變電所42×SFZ9-1600016.577.40.5310.510.45內(nèi)橋式電廠用電2×SFZ9-2000019.596.60.4910.512.71內(nèi)橋式發(fā)電廠2×SFZ9-6300046.4234.00.3210.51×SFZ9-9000060.3306.00.2710.5第五章 潮流計(jì)算和確定變壓器分接頭用電設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行時(shí)

35、，效率最高。但實(shí)際上在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，隨著負(fù)荷的變化，系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，網(wǎng)絡(luò)中電壓的損失也會(huì)發(fā)生變化。為了保證用電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性及安全性，應(yīng)采取必要的調(diào)壓措施使電壓偏移限制在某一個(gè)固定的范圍內(nèi)。系統(tǒng)常用的調(diào)壓方式有順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常調(diào)壓，都是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)壓和變送器分接頭配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。5.1 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算5.1.1變壓器參數(shù)計(jì)算變電所 1：變電所 2 :變電所3： 變電所4：發(fā)電廠： 同理，其余變電所的變壓器參數(shù)計(jì)算結(jié)果列表如下所示：地址變壓器型號(hào)及容量變電所 1SFL1-315001.3424.238.8144變電所 2SFL1-250002.1350.826.0255變電所 3SFL1-31

36、5001.3440.330.8283.5變電所 4SFL1-200003.3338.122.0180發(fā)電廠SFPL1-630000.340.918020.1752567384.35.1.2 線路參數(shù)計(jì)算 線路采用鋼筋混凝土桿（塔），導(dǎo)線排列在LGJ-240以下者，均采用三角形排列，在LGJ-300以上者，采用型桿塔。線間距離4米，線路電阻、電抗參數(shù)列表如下所示：（?。?導(dǎo)線型號(hào) 單位阻抗LGJ-150 G-1,2×32kmLGJ-95 G-2,2×32kmLGJ-150 G-3,2×38kmLGJ-95 G-4,2×35km0.210.210.270.3

37、30.4030.4030.4090.4165.2 潮流計(jì)算5.2.1 線路A-1計(jì)算線路等值電路圖如下圖所示：線路A-1的充電無(wú)功功率：最大負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：空載損耗：負(fù)載損耗： A-1 末端的傳輸功率：A-1 的功率損耗：A-1 始端的送出功率：最小負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：A-1未端傳輸功率：A-1的功率損耗： A-1 始端的送出功率5.2.2線路 A-2 計(jì)算線路的充電無(wú)功功率：最大負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：空載損耗：負(fù)載損耗：A-2 末端的傳輸功率：A-2 的功率損耗：A-2 始端的送出功率：最小負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：線路A-2未端傳輸功率：A-2 的功率損耗： A-2 始端的送出

38、功率5.2.3線路 A-3 計(jì)算線路的充電無(wú)功功率：最大負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：空載損耗：負(fù)載損耗：A-3 末端的傳輸功率：A-3 的功率損耗：A-3 始端的送出功率：最小負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：線路A-3未端傳輸功率：A-2 的功率損耗：A-2 始端的送出功率5.2.4線路 A-4 計(jì)算線路的充電無(wú)功功率：最大負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：空載損耗：負(fù)載損耗：A-4 末端的傳輸功率：A-4 的功率損耗： A-4 始端的送出功率：最小負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器的損耗：線路A-4未端傳輸功率：A-4 的功率損耗：A-4 始端的送出功率線路A-1， A-2，A-3，A-4 在最大、最小負(fù)荷時(shí)的情況，計(jì)算結(jié)果列表如

39、下：變電所名稱最大負(fù)荷（Mvar）最小負(fù)荷（Mvar）變電所 1QC1-j1.09-j1.09P B1jQ B10.1723+j2.0070.104+j0.5714S134.172+j22.90418.105+j12.513SLA-10.47+j0.9020.1345+j0.258SA-134.642+j22.71618.240+j11.681變電所 2QC2-j1.09-j1.09P B2jQ B40.138+j2.5700.074+j1.137S226.138+j18.9514.074+j10.183SLA-20.455+j0.5730.084+j0.161SA-226.593+j18.4

40、3314.824+j9.254變電所 3QC3-j1.30-j1.30P B3jQ B30.169+j3.80.092+j1.484S337.169+j26.4419.92+j13.94SLA-30.686+j1.3170.184+j0.354SA-337.855+j26.45719.276+j12.994變電所 4QC4-j1.2-j1.2P B4jQ B40.124+j1.2740.072+j0.673S420.124+j13.51411.072+j8.298SLA-40.276+j0.3480.092+j0.115SA-420.4+j16.66211.164+j7.2135.2.4 發(fā)電

41、廠計(jì)策變壓器的功率分配計(jì)算發(fā)電機(jī)高壓側(cè)流出去的總功率時(shí)，須考慮同時(shí)系數(shù)：Smax=0.9×（34.642+26.59+37.855+20.4）+j(22.716+18.433+26.457+16.662)=104.538+j84.268MVASmin=1.1×（18.240+14.824+19.276+11.164）+j(11.681+9.254+12.994+7.213)=69.854+j45.265MVA變壓器功率分配原則按其容量大小分配，4臺(tái)變壓器容量相同，其功率平均分配： Smax26.135+j21.067MVASmin17.464+j11.316MVA作出網(wǎng)絡(luò)的

42、功率分配圖 下面所作的功率分布圖，是實(shí)際上流過(guò)每個(gè)元件的實(shí)際功率，是作為計(jì)算電壓損耗的依據(jù)。為了計(jì)算方便，把功率分布標(biāo)注在電力系統(tǒng)等值圖，如圖所示：5.3 網(wǎng)絡(luò)電壓損耗計(jì)算和變壓器分接頭的選擇本課程設(shè)計(jì)中調(diào)壓?jiǎn)栴}的解決方法是通過(guò)發(fā)電機(jī)調(diào)壓配以選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩鞣纸宇^，每個(gè)變電所都有不同的調(diào)壓要求。發(fā)電機(jī)高壓側(cè)作為電壓的中樞控制點(diǎn)，可以使系統(tǒng)在滿足調(diào)壓要求下，使調(diào)壓設(shè)備減到最小。在進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算時(shí)，控制發(fā)電機(jī)高壓母線A在最大負(fù)荷時(shí)保持,在最小負(fù)荷時(shí)則可滿足各變電所的調(diào)壓要求。調(diào)壓計(jì)算的主要過(guò)程及工作量集中在根據(jù)各變電所的調(diào)壓要求確定發(fā)電廠高壓母線及驗(yàn)算上?，F(xiàn)在所定的發(fā)電廠母線電壓111kv-117k

43、v是經(jīng)過(guò)多次計(jì)算確定下來(lái)的，這個(gè)電壓變動(dòng)范圍不會(huì)增加系統(tǒng)元件的絕緣負(fù)擔(dān)和能量損耗。電壓損耗計(jì)算公式采用5.3.1 變電所1的變壓器分接頭選擇變電所1采用常調(diào)壓，即在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值6.15kv。在最大負(fù)荷時(shí)： A1 的電壓損耗：變電所1的變壓器損耗： 在最小負(fù)荷時(shí)：A1 的電壓損耗：變電所1的變壓器損耗：變壓器抽頭的選擇： 故選擇Uf=118.25的分接頭.校驗(yàn)：在正常情況下，變電所二次側(cè)的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷的電壓偏移值：故滿足常調(diào)壓的要求。 變電所 2的變壓器抽頭選擇：變電所2采用順調(diào)壓，在最大負(fù)荷時(shí)希望電壓不低于10.25kV，最小負(fù)荷時(shí)希望電壓不高于10.75k

44、V。A2 的電壓損耗：變電所2的變壓器損耗： 在最小負(fù)荷時(shí)：A2的電壓損耗：變電所2的變壓器損耗：變壓器抽頭的選擇： 故選擇Uf=112.75的分接頭.校驗(yàn)：在正常情況下，變電所二次側(cè)的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷的電壓偏移值： 故滿足順調(diào)壓的要求。 變電所3 的變壓器抽頭選擇：變電所3采用順調(diào)壓，在最大負(fù)荷時(shí)希望電壓不低于10kV，最小負(fù)荷時(shí)希望電壓不高于10.5kV。A3 的電壓損耗：變電所3的變壓器損耗： 在最小負(fù)荷時(shí)： A3的電壓損耗：變電所3的變壓器損耗：變壓器抽頭的選擇： 故選擇Uf=115.5的分接頭.校驗(yàn)：在正常情況下，變電所二次側(cè)的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷的電壓偏移值：故滿足逆調(diào)壓的要求。

45、變電所4 的變壓器抽頭選擇：變電所4采用順調(diào)壓，在最大負(fù)荷時(shí)希望電壓不低于6kV，最小負(fù)荷時(shí)希望電壓不高于6.3kV。 A4的電壓損耗：變電所4的變壓器損耗： 在最小負(fù)荷時(shí)：A4的電壓損耗：變電所4的變壓器損耗：變壓器抽頭的選擇： 故選擇Uf=118.25的分接頭. 校驗(yàn)：在正常情況下，變電所二次側(cè)的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷的電壓偏移值：故滿足順調(diào)壓的要求。5.3.5 電廠變壓器抽頭選擇：（4×63000kVA）發(fā)電機(jī)母線的最大及最小負(fù)荷時(shí)，電壓隨負(fù)荷的大小變化，這就要求發(fā)電機(jī) 端電壓也隨著變化。一般情況下，發(fā)電機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)可容許其電壓提高 5%運(yùn)行， 在最小負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓下降所受的限制較寬，因電壓下降不受絕緣的限制， 但也不能太低，這會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定和不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此最小負(fù)荷時(shí)不低于 10kV運(yùn)行。最大負(fù)荷時(shí)：最小負(fù)荷： 故選擇Uf=115.5kV的分接頭。校驗(yàn)：發(fā)電機(jī)在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)的實(shí)際電壓：發(fā)電機(jī)端電壓在最大和最小負(fù)荷時(shí)，其電壓沒(méi)有超出允許變化范圍。故所選的分接頭是合理的。從上面的計(jì)算結(jié)果綜合列出下面的表格：表一線路名稱線路阻抗（）線路通過(guò)功率 P+jQ（MVA）線路電壓損耗（kV）最大負(fù)荷最小負(fù)荷最大負(fù)荷最小負(fù)荷A13.36+j6.44834.64+j22.7218.24+j11.682.251.23A25.28+j6.6