東南大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)——區(qū)域電網(wǎng)設(shè)計(jì)

1、 東南大學(xué)電氣工程系課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（六） 設(shè)計(jì)任務(wù) 區(qū)域電力網(wǎng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 目錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)4一、原始資料：41.1發(fā)電廠、變電所地理位置圖41.2各變電所負(fù)荷情況41.3發(fā)電廠裝機(jī)51.4其他情況5二、設(shè)計(jì)內(nèi)容5三、設(shè)計(jì)成品5第二章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6一、電力系統(tǒng)功率的初步平衡61.1.目的61.2.計(jì)算方法6二、電網(wǎng)電壓等級(jí)的確定：92.1.原則92.2.結(jié)論10三、電網(wǎng)接線方案的選擇：103.1.網(wǎng)絡(luò)接線方案的初步選擇103.2.方案2和方案4技術(shù)比較133.3.方案2和方案4經(jīng)濟(jì)比較20四、發(fā)電廠和變電所主接線的選擇244.1.發(fā)電廠主接線選擇244.2.變電

2、所主接線的設(shè)計(jì)254.3.變電所主接線的確定26五、潮流計(jì)算275.1.最大功率時(shí)潮流分布圖275.2最大功率時(shí)線路潮流分布表285.3最大功率時(shí)節(jié)點(diǎn)潮流表285.4.最小功率時(shí)潮流分布圖295.5.最小功率時(shí)線路潮流表295.6.最小負(fù)荷時(shí)節(jié)點(diǎn)潮流表29六、調(diào)壓計(jì)算 變壓器分接開(kāi)關(guān)位置的選擇計(jì)算306.1.#1變電所為逆調(diào)壓306.2. #2變電所為順調(diào)壓306.3. #3變電所為逆調(diào)壓31第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)一、原始資料：1.1發(fā)電廠、變電所地理位置圖 圖中， 代表電廠， 代表變電所 2格為1cm，比例 1cm = 10km1.2各變電所負(fù)荷情況變 電 所 編 號(hào)1234最大負(fù)荷（MW）824

3、06658最小負(fù)荷（MW）45234235Tmax （小時(shí)）5000400045004200 功率因數(shù) cos0.850.8 0.850.9低壓側(cè)電壓（kV）10101010 對(duì)備用要求60%50%80%50% 對(duì)調(diào)壓要求逆調(diào)壓順調(diào)壓逆調(diào)壓常調(diào)壓1.3發(fā)電廠裝機(jī) 發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組參數(shù)如下:發(fā)電廠發(fā) 電 機(jī) 型 號(hào)額定容量（MW）臺(tái)數(shù)備注AQFS-50-25010.5 kVBQFS-25-2256.3 kV1.4其他情況 （1）各變電所功率因數(shù)必須補(bǔ)償?shù)?.9。 （2）各發(fā)電廠裝機(jī)臺(tái)數(shù)根據(jù)情況確定。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）電力系統(tǒng)的功率平衡（2）網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)和結(jié)線方式的選擇（3）發(fā)電廠、變電所主結(jié)線的

4、選擇（4）潮流計(jì)算（5）調(diào)壓措施的選擇三、設(shè)計(jì)成品（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2）發(fā)電廠、變電所、電力網(wǎng)電氣主結(jié)線圖（3）潮流分布圖（最大、最小負(fù)荷時(shí)之潮流分別標(biāo)出）第二章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、電力系統(tǒng)功率的初步平衡1.1.目的功率平衡是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的根基。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，對(duì)電力系統(tǒng)的功率初步平衡進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)僅進(jìn)行最大負(fù)荷與最小負(fù)荷的潮流計(jì)算，其他情況均在這兩種情況之中。1.2.計(jì)算方法有功功率的平衡（1）用戶負(fù)荷 （2）供電負(fù)荷系統(tǒng)最大消耗功率除負(fù)荷外還應(yīng)計(jì)入網(wǎng)損和發(fā)電廠的用電。網(wǎng)損包括輸電線路與變壓器損耗，一般可按最大輸送功率的6%-10%來(lái)估計(jì)（當(dāng)有遠(yuǎn)距離輸電時(shí)取大值）

5、。根據(jù)發(fā)電廠變電站地理位置圖判斷題設(shè)應(yīng)為近距離輸電，網(wǎng)損率取6%。 （3）發(fā)電負(fù)荷廠用電隨電廠類型而定。水電站的占發(fā)電出力的1%以下；火電廠約占出力的5%-8%；核電站約占4%-5%。所給發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFS，為汽輪發(fā)電機(jī)，判斷發(fā)電廠為火電廠，廠用電應(yīng)按照占發(fā)電出力的5%8%來(lái)計(jì)算，當(dāng)發(fā)電廠容量大時(shí)取小值，反之取大值。根據(jù)用戶負(fù)荷的大小,選擇7%。 (4)備用容量在電力平衡中還應(yīng)考慮備用容量，通常將備用分為如下四個(gè)部分來(lái)考慮。負(fù)荷備用：這是在負(fù)荷不斷變化時(shí)用于調(diào)整頻率及為滿足預(yù)測(cè)裝機(jī)與負(fù)荷供需平衡之間的誤差而考慮的，一般取系統(tǒng)最大負(fù)荷的2%-5%，大系統(tǒng)取小值，小系統(tǒng)取大值。根據(jù)題設(shè)容量大小取5

6、%。0.05×281.40=14.07MW；事故備用：這是考慮發(fā)電機(jī)因事故退出運(yùn)行時(shí)仍能維持對(duì)用戶供電而考慮。一般取系統(tǒng)最大符合的10%，并且要求事故備用容量不小于系統(tǒng)中最大發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量，由于0.10×281.40=28.14050，現(xiàn)取50MW； 檢修備用：系統(tǒng)檢修備用一般取系統(tǒng)最大負(fù)荷的8%-15%，且一般參照系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量進(jìn)行取值，這里取15%，0.15×281.40=42.21，與50相差不太多，現(xiàn)取50MW。國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)超計(jì)劃增長(zhǎng)引起負(fù)荷增大而設(shè)置的備用。不在本設(shè)計(jì)的考慮范圍之內(nèi)。故三種備用容量之和：14.07+50+501

7、14.07MW(5)裝機(jī)容量：考慮備用容量后的系統(tǒng)應(yīng)有總裝機(jī)容量：281.40+114.07=395.47MW實(shí)際裝機(jī)容量可取A發(fā)電廠6×50MW，B發(fā)電廠4×25MW的方案：6×50+4×25400MW系統(tǒng)備用容量：400-281.40=118.60 MW備用率：118.60÷281.40=0.42 因此，確定A發(fā)電廠采用6×50MW的方案，B發(fā)電廠采用4×25MW的方案。無(wú)功功率的平衡：發(fā) 電 機(jī) 型 號(hào)額定容量（MW）額定功率因數(shù)額定電壓（KV）QFS-50-2500.8010.5 QFS-25-2250.806.3

8、題設(shè)區(qū)域電力網(wǎng)為220kv以下，此類電網(wǎng)無(wú)功電源的安裝總?cè)萘縌G應(yīng)大于電網(wǎng)的最大自然無(wú)功負(fù)荷QD，一般取1.15倍。而最大無(wú)功負(fù)荷QD與其電網(wǎng)最大有功負(fù)荷PD之間存在一定的比例關(guān)系，它們的關(guān)系式為：QG=1.15QD；QD=KPDK電網(wǎng)最大自然無(wú)功負(fù)荷系數(shù)。K值與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓級(jí)數(shù)、負(fù)荷特性等因素有關(guān)，查表取1.1 。電網(wǎng)最大有功負(fù)荷PD為本網(wǎng)發(fā)電機(jī)有功功率與主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的有功功率代數(shù)和的最大值。;系統(tǒng)的無(wú)功平衡：QG=QL+QL+QTQL無(wú)功負(fù)荷總和；QL電力網(wǎng)線路的無(wú)功損耗之和；QT電網(wǎng)中所有變壓器無(wú)功損耗之和。負(fù)荷功率因數(shù)一般只有0.60.9，系統(tǒng)中無(wú)功損耗又大，當(dāng)要求發(fā)電機(jī)在額定功率

9、因數(shù)條件下運(yùn)行時(shí)，必須在負(fù)荷處配置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置，使功率因數(shù)得以提高。由于設(shè)計(jì)資料只給出了各變電所的功率因數(shù)，要求各變電所的功率因數(shù)必須補(bǔ)償?shù)?.9。無(wú)功備用容量一般取最大無(wú)功功率負(fù)荷的7%8%。這里取7%。發(fā)電廠A: QFS-50-2型雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)，功率因數(shù)為0.80，則電機(jī)發(fā)出無(wú)功功率為：發(fā)電廠B: QFS-50-2雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)，功率因數(shù)為0.8，則電機(jī)發(fā)出無(wú)功功率為：無(wú)功功率補(bǔ)償一般采取無(wú)功就地補(bǔ)償?shù)姆绞?，即在各變電所進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償。這樣可以提高線路的功率因數(shù)，減少電壓降落，同時(shí)也增加了發(fā)電廠的功率因數(shù)。給出的四個(gè)變電所的功率因數(shù)中，變電所4的功率因數(shù)為0.9，已經(jīng)達(dá)到

10、要求，只需對(duì)變電所1、變電所2、變電所3實(shí)行無(wú)功補(bǔ)償。電力系統(tǒng)中常用的無(wú)功電源包括有：同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器及靜止無(wú)功補(bǔ)償器、線路充電功率。計(jì)算各變電所承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷：變電所1：變電所2：變電所3：按功率因數(shù)為0.9計(jì)算補(bǔ)償后各變電所提供的無(wú)功功率：變電所1：變電所2：變電所3：計(jì)算各變電所應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率：變電所1：變電所2：變電所3：則補(bǔ)償后的無(wú)功負(fù)荷為：電源發(fā)出的無(wú)功功率為：QG=QG1×6+QG2×4=300MVar減去總損耗后的剩余無(wú)功功率為：QG-QT-QL'=114.321MVar>QR=7%×QG=21MVar經(jīng)計(jì)算，剩余無(wú)功功率

11、大于備用無(wú)功，因此滿足無(wú)功平衡。功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9后各變電所的負(fù)荷如下：變電所最大負(fù)荷最小負(fù)荷#182 + j39.7140 + j19.37#240 + j19.3723 + j11.14#366 + j31.9742 + j20.34#458 + j28.0935+ j16.95二、電網(wǎng)電壓等級(jí)的確定：2.1.原則電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇應(yīng)負(fù)荷國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，我國(guó)現(xiàn)行的電力網(wǎng)額定電壓標(biāo)準(zhǔn)為：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750Kv。此外還有：220、380V。在同一地區(qū)或同一電力系統(tǒng)內(nèi)，電網(wǎng)電壓等級(jí)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。各電壓等級(jí)線路的送電能力，參見(jiàn)表2-1：線路額

12、定電壓(kV)輸送容量(MW)輸送距離(km)線路額定電壓(kV)輸送容量(MW)輸送距離(km)0.38<0.1<0.611010.050.01505030.11.031220100.0300.030010060.11.2154330200.01000.0600200100.22.0206500800.02000.01000400352.010.05020750605.020.010020表2-1 各電壓等級(jí)線路合理輸送容量及輸送距離根據(jù)線路長(zhǎng)度，選擇110kV電壓等級(jí)。2.2.結(jié)論初步分析，正常運(yùn)行時(shí)，新建變電所、發(fā)電廠之間的線路輸送容量不超過(guò)85MW/條，送電距離不超過(guò)150

13、km，根據(jù)資料，確定采用110kV的電壓等級(jí)較為合理。三、電網(wǎng)接線方案的選擇：3.1.網(wǎng)絡(luò)接線方案的初步選擇原則主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)負(fù)載、發(fā)電廠和變電站的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。主接線必須滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性等四方面的要求。網(wǎng)絡(luò)接線方案的初步選擇：常用的有備用接線方式包括：雙回放射式、樹(shù)干式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式及兩端供電網(wǎng)絡(luò)。方案一：方案二：方案三：方案四：從供電可靠性、電能質(zhì)量、檢修、運(yùn)行、操作的靈活性和方便性、線路長(zhǎng)短、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的復(fù)雜程度比較：上述4種接線，都為雙電源，供電可靠性強(qiáng)，但是電能系統(tǒng)必須滿足N-1可靠性

14、檢驗(yàn)，亦即在全部N條支路中任意開(kāi)斷一條后，系統(tǒng)的各項(xiàng)正常指標(biāo)均應(yīng)仍能滿足。環(huán)式接線，供電經(jīng)濟(jì)、可靠，但運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜，線路發(fā)生故障切除后，由于功率重新分配，可能導(dǎo)致線路過(guò)載或電壓質(zhì)量降低，故不考慮A、1#、3#之間有環(huán)網(wǎng)接線的方案1；同時(shí)方案三與方案四比較，易看出線路投資方案、線路損耗、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、電壓損耗均大于方案四。經(jīng)以上比較和分析，初步選定方案二和方案四進(jìn)行進(jìn)一步比較。3.2.方案2和方案4技術(shù)比較技術(shù)比較原則和方法。原則：送電線路的導(dǎo)線截面積一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對(duì)于大跨越線一般按長(zhǎng)期載流量選擇。導(dǎo)線必須符合國(guó)家頒布的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。方法：先按經(jīng)濟(jì)電路密度選擇導(dǎo)線標(biāo)稱截面積，然后作機(jī)械強(qiáng)度

15、、電暈發(fā)熱、電壓損耗等技術(shù)條件的校驗(yàn)。（1）按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積由于Tmax已在條件中給出。根據(jù)Tmax查表可知經(jīng)濟(jì)電流密度。在選擇截面積之前，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)和電力網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行潮流計(jì)算，找出該線路在正常運(yùn)行方式下的最大持續(xù)輸送功率。其導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積公式可按下式計(jì)算：SJ=(P2+Q2)max3JUN式中，(P2+Q2)max正常運(yùn)行方式下的線路最大持續(xù)視在功率，kVA；UN線路額定電網(wǎng)，kV； J 經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇接近的標(biāo)稱截面積導(dǎo)線。（2）初步潮流計(jì)算進(jìn)行初步潮流計(jì)算，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)為均一網(wǎng)絡(luò)，即各線路的單位阻抗相等；各負(fù)荷都工作在額定電壓；忽略線路上的功率損

16、耗。計(jì)算最大負(fù)荷時(shí)各變電所的功率，各變電所的功率因數(shù)采取補(bǔ)償后的0.9：方案二SA1=S1=82+j39.71;SA3=S3=66+j31.97;SA2=LB2LB2+LA2×S2=15.9+j7.67；SA4=LB4LB4+LA4×S2=21.7+j10.49；SB2=LA2LB2+LA2×S2=24.1+j11.7；SB4=LA4LB4+LA4×S2=36.3+j17.6；SA=SA1+SA3+SA2+SA4=185.6+j89.84；SB=SB2+SB4=60.4+j29.3；所以A發(fā)電廠須發(fā)電容量SA=206.20MVA，B發(fā)電廠須發(fā)電容量SB=

17、67.13MVA。方案四：同理可得：SA1=82+j39.71；SA2=15.9+j7.67；SA3=66+j31.97；SB2=24.1+j11.7；SB4=58+j28.09； SA=163.9+j79.35； SB=82.1+j39.79；A發(fā)電廠須發(fā)電容量SA=182.10MVAB發(fā)電廠須發(fā)電容量SB=91.23MV（3）經(jīng)濟(jì)電流密度圖3-1導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度1導(dǎo)線為L(zhǎng)J線，10kV及以下導(dǎo)線；2導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ型，10kV及以下導(dǎo)線；3導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ、LGJQ型，35220kV導(dǎo)線鋼芯鋁絞線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、架設(shè)與維護(hù)方便、線路造價(jià)低、傳輸容量大、又利于跨越江河和山谷等特殊地理?xiàng)l件的敷設(shè)、具有良

18、好的導(dǎo)電性能和足夠的機(jī)械強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度大、塔桿距離可放大等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的架空輸配電線路中，因此選擇鋼芯鋁絞線。方案二：A1：Tmax=5000，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度表計(jì)算可得J=1.10Amm2雙回線路SJA1=12822+39.7123×110×J×1000=217.36mm2 選用導(dǎo)線LGJ-240/40A2：Tmax=4000，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度表計(jì)算可得J=1.28Amm2雙回線路SJA2=15.92+7.6723×110×J×1000=72.39mm2選用導(dǎo)線LGJ-70/40A3：Tmax=4500，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流

19、密度表計(jì)算可得J=1.19Amm2SJA3=12662+31.9723×110×J×1000=161.73mm2選用導(dǎo)線LGJ-185/30A4：Tmax=4200，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度表計(jì)算可得J=1.24Amm2SJA4=21.72+10.4623×110×J×1000=101.97mm2選用導(dǎo)線LGJ-120/25B2：Tmax=4000，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度表計(jì)算可得J=1.28Amm2SJB2=24.12+11.723×110×J×1000=109.85mm2選用導(dǎo)線LGJ-120/25B4：Tmax=

20、4200，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度表計(jì)算可得J=1.24Amm2SJB4=36.32+17.623×110×J×1000=170.76mm2選用導(dǎo)線LGJ-185/30考慮到若故障斷開(kāi)一側(cè)電源供電時(shí)，只由單電源供電，可能會(huì)需要更高的電流流過(guò)。這里考慮用單電源供電時(shí)，線路截面積為：A1:434.72mm2，A3:323.46mm2 ?？紤]到LGJ-500型號(hào)導(dǎo)線等一般不用于110kV電壓等級(jí)輸電,故采用雙回線線路以減小截面積。根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)查表“6110kV送電線路的電阻電抗值”得各段導(dǎo)線的電阻電抗值，考慮到導(dǎo)線的長(zhǎng)度不等于兩端點(diǎn)的直線長(zhǎng)度，所以各導(dǎo)線的長(zhǎng)度都乘以1.1的系數(shù)

21、(注：A1、A3為雙回線路)：段別A1A3B2A2B4A4型號(hào)LGJ240/40185/30120/2570/40180/30120/25r1(/Km)0.1310.1700.2630.3320.1700.263x1(/Km)0.4010.4100.4210.4290.4100.421長(zhǎng)度(Km)39.66139.66131.11347.31327.546.992Z()1.299+j3.9761.686+j4.0658.183+j13.09915.708+j20.2974.675+j11.27512.359+j19.784選用線的截面積：方案四：A1：Tmax=5000， J=1.10Amm2

22、，SJA1=12822+39.7123×110×J×1000=217.36mm2A3：Tmax=4500， J=1.19Amm2, SJA3=1266+31.9723×110×J×1000=161.73mm2A2：Tmax=4000， J=1.28Amm2, SJA2=15.92+7.6723×110×J×1000=72.39mm2B4：Tmax=4200， J=1.24Amm2, SJB4=12582+28.0923×110×J×1000=136.39mm2B2：Tmax=

23、4000， J=1.28Amm2, SJB2=24.12+11.723×110×J×1000=109.85mm2考慮到若故障斷開(kāi)一側(cè)電源供電時(shí)，只由單電源供電，可能會(huì)需要更高的電流流過(guò)。這里考慮用單電源供電時(shí)，線路截面積為：A1:434.72mm2，A3:323.46mm2，B4:272.78mm2 。同理，采用雙回線以減小截面積選用線的截面積:段別A1A3B2B4A2型號(hào)LGJ240/40185/30120/25150/2595/20r1(/Km)0.1310.1700.2630.2100.332x1(/Km)0.4010.4100.4210.4160.429長(zhǎng)

24、度(Km)39.66139.66131.11211047.313Z()1.299+j3.9761.686+j4.0658.183+j13.0992.88+j5.7215.708+j20.297（4）利用計(jì)算出的阻抗值再進(jìn)行潮流計(jì)算方案二：SA1=S1=82+j39.71；SA2=ZB2ZA2+ZB2S2=15.0+j7.3；SA3=S3=66+j31.97；SA4=ZB4ZB4+ZA4S4=20.0+j9.7；SB2=ZA2ZA2+ZB2S2=25.0+j12.1；SB4=ZA4ZB4+ZA4S4=38.3+j18.5；SA=SA1+SA2+SA3+SA4=183.0+j88.68；SB=SB

25、2+SB4=63.3+j30.6；由于A2，B2，A4，B4的負(fù)荷有所變動(dòng)，再進(jìn)行截面積的計(jì)算：SJA2=SA23×110×J×1000=68.40mm2；SJB2=SB23×110×J×1000=113.89mm2；SJA4=SA43×110×J×1000=94.09mm2；SJB4=SB43×110×J×1000=180.04mm2；不需進(jìn)行對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行改動(dòng)，之前進(jìn)行選擇的符合要求。同理可驗(yàn)證方案四不需進(jìn)行對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行改動(dòng)，之前進(jìn)行選擇的符合要求。3.2.2.對(duì)所選導(dǎo)線進(jìn)行校

26、驗(yàn)（1）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)所選電壓等級(jí)為110KV，方案2、方案4中所選導(dǎo)線截面積最小為L(zhǎng)GJ-95/20，大于35mm2，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，35KV及以上線路導(dǎo)線截面積大于35mm2，可不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。（2）發(fā)熱校驗(yàn)查表,得到所選各段導(dǎo)線長(zhǎng)期允許載流量。允許載流量是根據(jù)熱平衡條件確定的導(dǎo)線長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。因此，所有線路都必須根據(jù)可能出現(xiàn)的長(zhǎng)期運(yùn)行情況允許載流量校驗(yàn)。取南京地區(qū)最高平均溫度32.3，高于25，查表，溫度修正系數(shù)K取0.9124。方案二：以A1段為例，取最大故障情況下，即A1兩回中一回?cái)嗑€：Imax=P1max3Ucos=82×1033×110×

27、0.9=478.21A;Iyx=k×655=597.622A>Imax整理如下表：段別A1A3B2A2B4A4型號(hào)LGJ240/40185/30120/2595/20185/30120/25長(zhǎng)期允許載流量(A)655551433370551433修正后長(zhǎng)期允許載流量(A)597.6502.7395.1337.6502.7395.1最大工作電流(A)478.21384.90145.8087.48223.36116.64方案四同理可得：段別A1A3B2B4A2型號(hào)LGJ240/40185/30120/25150/2595/20長(zhǎng)期允許載流量(A)655551433487370修正后

28、長(zhǎng)期允許載流量(A)597.6502.7395.1444.3337.6最大工作電流(A)478.21384.90145.80338.2587.48經(jīng)校驗(yàn)，方案2、方案4中所選導(dǎo)線滿足發(fā)熱要求。（3）電壓損耗校驗(yàn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定35千伏及以上電壓供電的，電壓正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和電壓偏差允許值不超過(guò)額定電壓的±10%；方案二：正常情況下：A1段：UA1=PA1RA1+QA1XA1U=82×2.598+39.71×7.952110×2=2.54KV;UA1%=UA1U×100%=2.54110×100%=2.31%<10%同理可得A3段

29、：UA3%=2.00%<10%B2段：UB2%=3.00%<10%B4段：UB4%=3.20%<10%A2段：UA2%=3.17%<10%A4段：UA4%=3.63%<10%結(jié)論：滿足要求。正常時(shí),最大電壓損耗產(chǎn)生在A4段,為3.63%。 故障情況下：A1段：考慮A1段雙回線中一回線路斷線：UA1=PA1RA1+QA1XA1U=5.08KV;UA1%=UA1U×100%=4.62%<15%A3段：考慮A3段雙回線中一回線路斷線：UA3=PA3RA3+QA3XA3U=4.38KV;UA3%=UA3U×100%=3.98%<15%B2段

30、：考慮A2段斷線：UB1=PB2RB2+QB2XB2U=40×8.183+19.37×13.099110=5.28KV; UB2%=UB2U×100%=4.80%<15%;B4段：考慮A4段斷線：UB4=PB4RB4+QB4XB4U=58×4.675+28.09×11.275110=5.34KV;UB4%=UB4U×100%=4.86%<15%;A2段：考慮B2段斷線：UA2=PA2RA2+QA2XA2U=40×15.708+19.37×20.297110=9.29KV;UA2%=UA2U×1

31、00%=8.44%<15%;A4段：考慮B4段斷線：UA4=PA4RA4+QA4XA4U=58×12.359+28.09×19.784110=11.57KV;UA4%=UA4U×100%=10.52%<15%;同理驗(yàn)證可知方案四正常工作和故障情況下均滿足電壓偏差要求。（4）電暈強(qiáng)度校驗(yàn) 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)海拔高度不超過(guò)1000m時(shí)，在常用相間距離情況下，如110KV線路導(dǎo)線截面積不小于70mm2，可不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)。由于方案2、方案4中所選導(dǎo)線截面積最小為L(zhǎng)GJ-95/20，大于70mm2，不必校驗(yàn)電暈強(qiáng)度強(qiáng)度。3.3.方案2和方案4經(jīng)濟(jì)比較由于在此進(jìn)行

32、的是兩個(gè)方案的比較，關(guān)心的只是被比較的兩個(gè)方案之間的相對(duì)優(yōu)劣，而不是每個(gè)方案具體的概算費(fèi)用。因此，由于方案2、4中發(fā)電廠主變數(shù)量、容量、型號(hào)相同，主接線均采用單母接線，所用斷路器數(shù)量相同，故相同部分不予計(jì)算，在此采用靜態(tài)評(píng)價(jià)法對(duì)兩種方案的線路造價(jià)和電能損耗進(jìn)行比較。工程總投資 發(fā)電廠、變電所投資：兩方案相同，不妨假設(shè)為X萬(wàn)元。 線路總投資：Y =各段線路長(zhǎng)度（Km）×單價(jià)（萬(wàn)元/Km）按所采用的導(dǎo)線截面積估算每公里線路造價(jià)，同時(shí)雙回線按單回線造價(jià)的1.8倍考慮。導(dǎo)線型號(hào)LGJ95/20120/25150/25185/30240/40計(jì)算重量(kg/km)408.9526.6601.0

33、732.6964.3線路造價(jià)（萬(wàn)/km）7.8510.1111.5414.0718.51方案二線路造價(jià)：A1: 18.028km 雙回 LGJ-240/40：A1*1.8*18.51=600.657萬(wàn)元A2: 43.012km LGJ-95/20： A2*7.85=337.644萬(wàn)元A3: 18.028km 雙回B4：25km LGJ-185/30: (A3*1.8+B4)*14.07=808.327萬(wàn)元A4：42.720km B2：28.284km LGJ-120/25：(B2+A4)*10.11=717.850萬(wàn)元Y2=2463.955萬(wàn)元方案四線路造價(jià)：A1: 18.028km 雙回 L

34、GJ-240/40：A1*1.8*18.51=600.657萬(wàn)元A2: 43.012km LGJ-95/20： A2*7.85=337.644萬(wàn)元A3: 18.028km 雙回 LGJ-185/30: A3*1.8*14.07=456.577萬(wàn)元B2：28.284km LGJ-120/25：B2*10.11=285.951萬(wàn)元B4：25km雙回 LGJ-150/25: B4*1.8*11.54=519.3萬(wàn)元Y4=2200.129萬(wàn)元 總投資P：總投資費(fèi)主要包括全部線路及設(shè)備的綜合投資費(fèi)用，用下式表示：P=P01+100式中P0主體設(shè)備投資，P02=2463.955+X，P04=2200.12

35、9+X； 不明確的附加費(fèi)系數(shù)，如基礎(chǔ)加工、電纜溝道等，對(duì)110kv取90 。所以P2=1.9(2463.955+X),P4=1.9(2200.129+X)年運(yùn)行費(fèi)用年運(yùn)行費(fèi)用包括電能損耗及檢修、維護(hù)費(fèi)用。計(jì)算式為C=A+C1+C2式中電價(jià)，取江蘇2012年工業(yè)電價(jià)0.64元/KWh； C1檢修維護(hù)費(fèi)，取0.03P； C2折舊費(fèi)，取0.058P；A電能損失，主要比較線路上的電能損耗。A=S2RmaxU2×103S最大負(fù)荷下各段線路上流通的最大功率；R各線路的電阻；max最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，由最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax和功率因數(shù)cos查表得。 cosTmax(h)0.800.850904

36、000275026002400420029102760260045003150300029005000360035003400方案二的電能損耗：A1=3500，WA1=SA1UB2RA1A1=2311.58MW·hA2=2750，WA3=SA2UB2RA2A2=734.92MW·hA3=3000，WA3=SA3UB2RA3A3=1665.98MW·hA4=2600，WB3=SA4UB2RA4A4=971.90MW·hB2=2750，WB2=SB2UB2RB2B2=1063.48MW·hB4=2600，WB4=SB4UB2RB4B4=1348.2

37、1MW·h總電能損耗為：A2=WA1+WA3+WB3+WB2+WB4=8096.01MW·h所以C2=5181.4464+0.1672（2463.955+X）ZA =電能損耗AFA（KWh） ×單價(jià)（0.64元/KWh）=518.14464萬(wàn)元方案四的電能損耗：A1=3500，WA1=SA1UB2RA1A1=2311.58MW·hA2=2750，WA3=SA2UB2RA2A2=734.92MW·hA3=3000，WA3=SA3UB2RA3A3=1665.98MW·hB2=2750，WB2=SB2UB2RB2B2=1063.4

38、8MW·hB4=2600，WB4=SB4UB2RB4B4=1909.66MW·h總電能損耗為：A4=WA1+WA3+WB3+WB2+WB4=8657.46MW·h所以C4=5540.7744+0.1672（2200.129+X）靜態(tài)比較：通過(guò)上述計(jì)算知方案四年運(yùn)行費(fèi)C用高于方案二，方案二的投資費(fèi)用P高于方案四，用下式求得抵償年限T：T=P2-P4C4-C2抵償年限值T表示以低的年運(yùn)行費(fèi)抵償貴的投資所需要的年限。取標(biāo)準(zhǔn)的抵償年限Tn為5年。求得T=1.59，則具有較大投資和較小年運(yùn)行費(fèi)的方案四經(jīng)濟(jì)上更合算。經(jīng)過(guò)計(jì)算后，各方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能列表如下表：方案技術(shù)比較經(jīng)

39、濟(jì)比較正常情況Umax%故障情況Umax%總投資 (萬(wàn)元)年運(yùn)行費(fèi)(萬(wàn)元)25.41%10.84%1.9(2200.129+X)5540.7744+0.1672（2200.129+X）43.63%10.52%1.9(2463.955+X)5181.4464+0.1672（2463.955+X）比較可得：兩個(gè)方案的電壓損耗都滿足要求，方案四的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更優(yōu)秀。故選擇方案四作為本區(qū)域的最終供電方案。四、發(fā)電廠和變電所主接線的選擇4.1.發(fā)電廠主接線選擇發(fā)電廠主變的選擇原則（1）發(fā)電機(jī)母線與系統(tǒng)連接的變壓器，一般為兩臺(tái)；（2）發(fā)電廠的升壓變壓器，一般選用無(wú)勵(lì)磁變壓器；（3）具有發(fā)電機(jī)端母線時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)

40、電壓母線上的負(fù)荷最小時(shí)，應(yīng)能將剩余功率送入系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)、發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，應(yīng)能保證系統(tǒng)經(jīng)主變供給電壓母線上最大負(fù)荷；（4）發(fā)電機(jī)與變壓器作單元接線時(shí)：發(fā)電機(jī)的額定容量，扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，尚有10%的裕度；按發(fā)電機(jī)最大連續(xù)發(fā)出功率，減去本機(jī)組廠用負(fù)荷。2）發(fā)電廠主變壓器的選擇（1）A發(fā)電廠主變壓器的選擇A發(fā)電廠50MW機(jī)組，單機(jī)容量為50MW，額定功率因數(shù)為0.80，額定視在功率為50/0.8=62.5MVA，沒(méi)有發(fā)電機(jī)電壓直配負(fù)荷,僅有7%Se的廠用電. 故容量選取63MVA的變壓器,共計(jì)六臺(tái).型號(hào)：SFPQ7-63000/110額定電壓：110±2×

41、;2.5% / 10.5kV空載損耗：65.0kw短路損耗：260kW空載電流（%）：0.6短路電壓（%）：10.5聯(lián)結(jié)組別： YNd11（2）B發(fā)電廠主變壓器的選擇對(duì)于QFS-25-2發(fā)電機(jī)，單臺(tái)變壓器有功必須達(dá)到25MW，發(fā)電機(jī)出力為4×25/0.8=125 MVA，發(fā)電機(jī)電壓母線上沒(méi)有直配負(fù)荷,僅有7%Se的廠用電.。故容量選取兩臺(tái)型號(hào)SFPQ7-63000/110的63MVA的變壓器。發(fā)電廠接線方案確定 A發(fā)電廠六臺(tái)50WM機(jī)組，六臺(tái)主變，由于發(fā)電廠為負(fù)荷中心，與多個(gè)變電所相連，地位十分重要，故其高壓母線采用雙母線帶旁母的接線方式,發(fā)電機(jī)與主變?cè)O(shè)計(jì)為發(fā)電機(jī)變壓器單元接線。B發(fā)

42、電廠四臺(tái)25WM機(jī)組，兩臺(tái)主變，系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單。為保證可靠性，采用雙母線接線。4.2.變電所主接線的設(shè)計(jì)4.2.1變電所主變選擇原則：中樞點(diǎn)電壓允許范圍的確定是以網(wǎng)絡(luò)中電壓損失最大的一點(diǎn)和電壓損失最小的一點(diǎn)作為依據(jù)的。對(duì)于中樞電壓調(diào)整，要視電力網(wǎng)性質(zhì)而定，一般按以下原則大致確定一個(gè)中樞點(diǎn)電壓變動(dòng)范圍：1.中樞點(diǎn)至各負(fù)荷點(diǎn)的線路較長(zhǎng)，各負(fù)荷變化規(guī)律大致相同，負(fù)荷的變動(dòng)較大時(shí)。則在最大負(fù)荷時(shí)提高中樞點(diǎn)的電壓以補(bǔ)償線路上因最大負(fù)荷而增大的電壓損耗。在最小負(fù)荷時(shí)，則要將中樞點(diǎn)電壓降低一些以防止負(fù)荷點(diǎn)的電壓過(guò)高。這種高峰負(fù)荷時(shí)電壓高于低谷時(shí)電壓的調(diào)壓稱為“逆調(diào)壓”。一般逆調(diào)壓方式的中樞點(diǎn)，在最大負(fù)荷時(shí)保持

43、電壓為105%UN；在最小負(fù)荷時(shí)，電壓則下降到UN。2.如負(fù)荷變動(dòng)較小，線路上的電壓損耗也較小，該情況一般將中樞點(diǎn)電壓保持在102%105%UN的范圍內(nèi)，不必隨負(fù)荷變化來(lái)調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓仍可保證負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷質(zhì)量，這種調(diào)壓方式稱為“恒調(diào)壓”或“常調(diào)壓”。3.如負(fù)荷變動(dòng)很小，線路上的電壓損耗小，或用戶允許較大的電壓偏移，可采用“順調(diào)壓”的方式。在最大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，或用戶允許較大的電壓偏移，可采用“順調(diào)壓”的方式。在最大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)低一些，但一般不得低于102.5%UN,在最小負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓高一些，但一般不得高于107.5%UN。變電所主變的選擇由于這四個(gè)110kV變電所均只

44、有兩個(gè)電壓等級(jí)，且有備用要求，依據(jù)以上原則，各變電所進(jìn)行選擇變壓器如下：#1變電所主變壓器的選擇：最大負(fù)荷時(shí)：P1max=82MW,cos=0.9;則S1max=820.90=91.11MW。待建變電所考慮15%的負(fù)荷發(fā)展余地，則S1max=91.1/（1-0.15）=107.18 (MVA)?？紤]到變電所的安全運(yùn)行，故需選用兩臺(tái)同樣的變壓器。對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的7080：(7080) S1max=(63.7872.89)MVA故選取容量為63000KVA的有載調(diào)壓變壓器SFZQ7-63000/110。#2變電所主變壓器的選擇：同理：P2max=4

45、0MW,cos=0.9；S2max=400.90=44.44MW，S2max=44.44/（1-0.15）=52.28 (MVA)，(7080) S2max=(31.1135.55)MVA。選取容量為31500KVA的有載調(diào)壓變壓器SFZQ7-31500/110型號(hào)：SFZQ7-31500/110額定電壓：110±8×1.25% / 10.5kV空載損耗：42.2kW短路損耗：148kW空載電流（%）：1.1短路電壓（%）：10.5聯(lián)結(jié)組別：YNd11#3變電所主變壓器的選擇：P3max=66MW,cos=0.9；S3max=660.90=73.33MW，S3max=73.

46、33/（1-0.15）=86.27 (MVA)；(7080) S3max=(51.3358.66)MVA選取容量為50000KVA的有載調(diào)壓變壓器SFZQ7-50000/110型號(hào)：SFZQ7-50000/110額定電壓：110±8×1.25% / 10.5kV空載損耗：71kW短路損耗：260kW空載電流（%）：0.9短路電壓（%）：10.5聯(lián)結(jié)組別：YNd11#4變電所主變壓器的選擇：P4max=58MW,cos=0.9；S4max=580.90=64.44MW，S3max=64.44/（1-0.15）=75.81 (MVA)；(7080) S4max=(45.1151

47、.552)MVA選取容量為50000KVA的有載調(diào)壓變壓器SFZQ7-50000/1104.3.變電所主接線的確定變電所高壓側(cè)主接線的選擇原則（1）應(yīng)盡量采用斷路器較少的接線方式，為橋式接線；（2）在有兩臺(tái)變壓器的變電所中，110KV線路為雙回時(shí)，若無(wú)特殊要求，均采用橋式接線；（3）110KV配電裝置中，當(dāng)線路為3-4回時(shí)，一般采用單母線分段接線。變電所高壓側(cè)主接線的確定根據(jù)上述原則，1#、3#變電所110kV均為平行雙回線，無(wú)穿越功率，故采用內(nèi)橋式接線；2#、4#變電所110kV均為雙回線，考慮有穿越功率，故采用外橋接線。具體接線圖見(jiàn)附錄。五、潮流計(jì)算5.1.最大功率時(shí)潮流分布圖圖一圖一為最

48、大負(fù)荷時(shí)潮流分布圖。具體數(shù)據(jù)如下表：（其中A，B為發(fā)電機(jī)高壓側(cè)，A1，B1為發(fā)電機(jī)高壓側(cè)。1、2、3、4分別對(duì)應(yīng)變電站1、2、3、4。以下表格均相同）5.2最大功率時(shí)線路潮流分布表首端節(jié)點(diǎn)名稱末端節(jié)點(diǎn)名稱回路有功（首端節(jié)點(diǎn)）無(wú)功（首端節(jié)點(diǎn)）視在功率（首端節(jié)點(diǎn)）視在功率極限%視在功率極限(最大值)有功損耗無(wú)功損耗B14129.61533.311329.40.61.17B14229.61533.311329.40.61.17B11115.11722.313216.90.20.45BB11754989.5000.71.92A111301132.11003211.57A112301132.110032

49、11.57A12152.5255813243.90.72.07A131633672.518040.30.83.2AA11177.6861980023.42315.90.35.9876.700.035.3最大功率時(shí)節(jié)點(diǎn)潮流表名稱基準(zhǔn)電壓標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓相角(度)有功負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷發(fā)電機(jī)有功發(fā)電機(jī)無(wú)功B11101.006110.64-0.5341100.974107.14-1.915828.111100.986108.43-1.017335.4A11101.032113.571.121101.006110.71-0.524622.331101110.01-0.846832.9B61.0256.150

50、.317548.82A101.0510.51.7817886.415.4.最小功率時(shí)潮流分布圖5.5.最小功率時(shí)線路潮流表首端節(jié)點(diǎn)名稱末端節(jié)點(diǎn)名稱回路有功 （首端節(jié)點(diǎn)）無(wú)功 （首端節(jié)點(diǎn)）視在功率（首端節(jié)點(diǎn)）視在功率極限%視在功率極限(最大值)有功損耗無(wú)功損耗B14114715.8113140.10.26B14214715.8113140.10.26B11122-221.6132160.20.41BB11501351.7000.30.58A111111215.7100160.20.37A112111215.7100160.20.37A121281230.3132230.20.56A131362040.9180230.31.01AA118556102000.60.812314.604.687.45.200.025.6.最小負(fù)荷時(shí)節(jié)點(diǎn)潮流表名稱基準(zhǔn)電壓標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓相角(度)有功負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷發(fā)電機(jī)有功發(fā)電機(jī)無(wú)功B11101.0171122.3441101.0021101.7281411101.0121111.214220A11101.041141.521101.0271130.66231131101.0221120.434019B61.0256.1535012.99A101.0510.51.7885.1256.04六、調(diào)壓計(jì)