電力工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、華北電力大學(xué)科技學(xué)院電力工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 農(nóng)電08k1班 第一小組2012年3月目錄目錄2電力工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書41電力電量平衡51.1系統(tǒng)有功平衡51.1.1 系統(tǒng)用電負(fù)荷51.1.2 系統(tǒng)供電負(fù)荷和發(fā)電負(fù)荷51.1.3 系統(tǒng)備用容量61.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置71.2.1 1號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償71.2.2 2號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償71.2.3 3號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償71.2.4 4號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償82供電方案設(shè)計(jì)與比較82.1 方案的初步設(shè)計(jì)82.2發(fā)電廠和變電站的主接線設(shè)計(jì)8主接線設(shè)計(jì)要求82.2.2 發(fā)電廠主接線設(shè)計(jì)8變電站的主接線設(shè)計(jì)9電壓等級(jí)確定92.3導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn)11方

2、案I11方案II13方案III14方案IV15方案V16方案VI182.4變壓器的選擇與相關(guān)參數(shù)的計(jì)算192.4.1 發(fā)電廠主變的選擇192.4.2 四個(gè)變電站主變的選擇202.5供電方案的初步比較212.6供電方案的詳細(xì)比較22電能損耗22電壓損失校驗(yàn)23一次投資與年運(yùn)行費(fèi)24兩種方案經(jīng)濟(jì)比較253潮流計(jì)算263.1 最大功率與最小功率分布計(jì)算263.1.1 確定各站點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷26初步潮流分布29圖3-4 功率分布30詳細(xì)潮流303.1.4最大功率與最小功率時(shí)電壓分布計(jì)算323.3故障時(shí)功率與電壓分布計(jì)算343.3.1 線路2-4退出運(yùn)行354變壓器分接頭選擇364.1發(fā)電廠低壓母線364.

3、2變電站調(diào)壓364.2.1 1號(hào)站調(diào)壓計(jì)算364.2.2 2號(hào)站調(diào)壓384.2. 3 3號(hào)站調(diào)壓計(jì)算394.2.4 4號(hào)站調(diào)壓計(jì)算405最優(yōu)供電方案統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)416心得體會(huì)417參考文獻(xiàn)42電力工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目：電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)的原始資料（另附）三、 設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求按照下述設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求，每個(gè)小組的學(xué)生合作完成本設(shè)計(jì)，共同形成1份“電力工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書”1. 原始資料分析、系統(tǒng)的功率平衡及無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置2. 確定若干可能的網(wǎng)絡(luò)方案1) 設(shè)計(jì)電網(wǎng)布線形式及相應(yīng)的電壓等級(jí)。2) 選擇線路的導(dǎo)線型號(hào)。3) 選擇各變電站中主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及主接線形式。3. 對(duì)上述方案經(jīng)

4、初步比較（比較項(xiàng)目如下）選擇出23個(gè)設(shè)計(jì)方案1) 路徑長(zhǎng)度2) 導(dǎo)線長(zhǎng)度3) 有色金屬消耗量4) 系統(tǒng)側(cè)高壓斷路器數(shù)目4. 對(duì)上述方案經(jīng)詳細(xì)比較（比較項(xiàng)目如下）選擇一個(gè)最優(yōu)設(shè)計(jì)方案1) 電壓損耗 (2)一次投資 (3)年運(yùn)行費(fèi) (4)電能損耗5. 對(duì)最優(yōu)方案進(jìn)行下列三種方式的潮流計(jì)算，并繪出潮流分布圖1) 正常情況最大負(fù)荷（此時(shí)，一般應(yīng)再校驗(yàn)各導(dǎo)線的型號(hào)，必要時(shí)做相應(yīng)重選）。2) 正常情況最小負(fù)荷。3) 故障情況最大負(fù)荷。6. 按照各結(jié)點(diǎn)電壓的要求進(jìn)行調(diào)壓方式的選擇和相應(yīng)的計(jì)算7. 最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字如下1) 一次投資2) 年運(yùn)行費(fèi)3) 輸電效率4) 物資消耗統(tǒng)計(jì)表8. 標(biāo)準(zhǔn)圖紙要求1) 初步

5、方案比較圖一張（2號(hào)圖紙）。2) 最優(yōu)方案主接線圖一張（2號(hào)圖紙）。3) 最大及最小潮流分布圖一張（2號(hào)圖紙）。四、 主要參考資料1. 電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)1、3冊(cè) 西北電力設(shè)計(jì)院2. 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)參考資料 梁志瑞3. 電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料 東南大學(xué) 曹繩敏4. 電力工業(yè)常用設(shè)備手冊(cè) 第3冊(cè)5. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析1電力電量平衡1.1系統(tǒng)有功平衡1.1.1 系統(tǒng)用電負(fù)荷發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量（有功功率的額定值之和）應(yīng)大于所有最大負(fù)荷之和。系統(tǒng)總用電負(fù)荷為：有了各個(gè)區(qū)域內(nèi)的最大用電負(fù)荷，將其相加，再乘以同時(shí)率，即得系統(tǒng)最大用電負(fù)荷，其表達(dá)式為：式中 -區(qū)域內(nèi)各個(gè)所最大用電負(fù)荷之和； -同時(shí)

6、率。同時(shí)率與電力用戶的多少，各用戶的用電特點(diǎn)等因素有關(guān)，參照表1-1，取同時(shí)率為0.90，得=27.9MW。用戶及系統(tǒng)情況用戶較少用戶很多地區(qū)與系統(tǒng)之間同時(shí)率0.951.000.700.850.900.95表1-1同時(shí)率參考值1.1.2 系統(tǒng)供電負(fù)荷和發(fā)電負(fù)荷系統(tǒng)的供電負(fù)荷，就是用電負(fù)荷加上為輸送負(fù)荷而產(chǎn)生的功率損耗。系統(tǒng)的供電負(fù)荷表達(dá)式為：式中 -網(wǎng)損率； -系統(tǒng)的用電負(fù)荷。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，網(wǎng)損是用網(wǎng)損率計(jì)算，而網(wǎng)損率是以供電負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)所表示，一般為5%10%，本設(shè)計(jì)取=8%，則MW。系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷是指滿足系統(tǒng)供電負(fù)荷，以及發(fā)電機(jī)電壓支配負(fù)荷的需要，發(fā)電廠發(fā)出的功率，其表達(dá)式為：式中 -系統(tǒng)的

7、供電負(fù)荷； -發(fā)電機(jī)電壓支配負(fù)荷； -廠用電率。通常發(fā)電廠廠用電率如表1-2，查表，取=6%，得=49.29MW。電廠類型熱電廠凝汽式電廠小型凝汽電廠大、中型水電廠小型水電廠核電廠廠用電率1015810560.30.51.045表1-2發(fā)電廠廠用電率K3（%）1.1.3 系統(tǒng)備用容量負(fù)荷備用容量。通常為最大發(fā)電負(fù)荷的2%5%，低值適用于大系統(tǒng)，高值適用于小系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)為小系統(tǒng)，取為5%。事故備用容量。通常為最大發(fā)電負(fù)荷的10%左右，本設(shè)計(jì)取為10%。檢修備用容量。通常為最大發(fā)電負(fù)荷的8%15%，具體數(shù)值有系統(tǒng)情況而定，本設(shè)計(jì)取為10%?？紤]備用容量后，系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷為：=*（1+5%+10%+1

8、0%）=61.61MW發(fā)電機(jī)組額定容量為：=25*3=75MW發(fā)電機(jī)組工作效率為K=61.61/75=82.14%，正好滿足發(fā)電機(jī)組在80%100%的經(jīng)濟(jì)出力的要求，有利于事故時(shí)系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定，也有利于供電的可靠性及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置取各個(gè)變電站補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.95。每個(gè)站的補(bǔ)償容量計(jì)算如下：1.2.1 1號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償前的無(wú)功為：Qmax.1=Pmax.1cos01-cos02=70.85×1-0.852=4.34Mvar補(bǔ)償后的無(wú)功容量為：Qmax.1=Pmax.1cos01-cos2=70.95×1-0.952=2.30Mvar1號(hào)變電

9、站無(wú)功補(bǔ)償容量為Qc.1=Qmax.1-Q'max.1=2.04Mvar1.2.2 2號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償前的無(wú)功為：Qmax.2=Pmax.2cos01-cos02=50.85×1-0.852=3.10 Mvar補(bǔ)償后的無(wú)功容量為:Qmax.2=Pmax.2cos1-cos2=50.95×1-0.952=1.64Mvar2號(hào)變電站無(wú)功補(bǔ)償容量為Qc.2=Qmax.2-Q'max.2=1.46Mvar1.2.3 3號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償前的無(wú)功功率：Qmax.3=Pmax.3cos01-cos02=140.85×1-0.852=8.68Mvar補(bǔ)

10、償后的無(wú)功容量為：Qmax.3=Pmax.3cos1-cos2=140.95×1-0.952=4.60Mvar3號(hào)變電站無(wú)功補(bǔ)償容量為: Qc.3=Qmax.3-Q'max.3=4.08Mvar1.2.4 4號(hào)變電站的無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償前的無(wú)功功率為：Qmax.4=Pmax.4cos01-cos02=50.85×1-0.852=3.10Mvar補(bǔ)償后的無(wú)功功率為Qmax.4=Pmax.4cos1-cos2=50.95×1-0.952=1.64Mvar4號(hào)變電站無(wú)功補(bǔ)償容量為Qc.4=Qmax.4-Q'max.4=1.46Mvar各個(gè)變電站總補(bǔ)償容量為：i

11、=14Qmax.i=9.04Mvar2供電方案設(shè)計(jì)與比較 2.1 方案的初步設(shè)計(jì) 根據(jù)電力負(fù)荷對(duì)供電質(zhì)量的要求以及電力負(fù)荷分布的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)出了6種初步供電方案，各個(gè)方案的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?jiàn)附錄（I）。2.2發(fā)電廠和變電站的主接線設(shè)計(jì)主接線設(shè)計(jì)要求發(fā)電廠的電氣主接線方式，應(yīng)根據(jù)廠內(nèi)裝機(jī)容量、單機(jī)容量、設(shè)備特點(diǎn)、最終規(guī)模等，結(jié)合電力系統(tǒng)現(xiàn)狀與將來(lái)發(fā)展，以及本廠再電力系統(tǒng)中的地位等條件綜合確定，其接線方式應(yīng)具備可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)等基本性能特點(diǎn)。 發(fā)電廠主接線設(shè)計(jì)此電廠發(fā)電機(jī)組容量為25MW，臺(tái)數(shù)為3臺(tái)，低壓側(cè)采用雙母接線；用3臺(tái)主變壓器與110KV網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。高壓側(cè)都有4回出線，所以選擇雙母線的主接線形式。

12、變電站的主接線設(shè)計(jì)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方式，如橋型接線、變壓器線路組等，在滿足繼電保護(hù)的要求下，也可在地區(qū)線路上采用分支接線，即T形接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。2） 在具有兩臺(tái)主變壓器的變電所中，當(dāng)35220KV線路為雙回線時(shí)，若無(wú)特殊要求，該電壓級(jí)主接線均采用橋型接線。3） 在3560KV配電裝置中，當(dāng)線路為3回及以上時(shí)，一般采用單母線或單母線分段接線。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。4） 在110、220KV配電裝置中，當(dāng)線路為34回時(shí)，一般采用單母線分段接線；若為樞紐變電所，線路在4回及以上時(shí)，一

13、般采用雙母線接線。5） 如果斷路器不允許停電檢修，則應(yīng)增加相應(yīng)的旁路設(shè)施，其原則基本同前。2.2.4電壓等級(jí)確定方案一：負(fù)荷距：A 2 3 A-2-3 : 15.63*45+10.63*50=1234.85A 1 4 3 A-1-4-3: 3.37*21+8.37*73+15.37*36=1235.1根據(jù)電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料選110KV電壓等級(jí)方案二：負(fù)荷距：A 2 3 A-2-3 : 18.703*45+14*50/2=1191.635A 1 4 2 A-1-4-2: 12.297*36+5.297*73+0.297*41=841.55根據(jù)電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料選1

14、10KV電壓等級(jí)方案三：負(fù)荷距：A 2 3 A-2-3 : 24*45/2+9.58*50=1019A 2 4 3 A-2-4-3: 24*45/2+9.42*41+4.42*21=1019.04根據(jù)電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料選110KV電壓等級(jí)方案四：負(fù)荷距：A 2 4 A-2-4: 50*14/2+5*41/2=642.5A 2 3 A-2-3: 50*14/2+24*45/2=890A 1 A-1 : 7*36/2=1260根據(jù)電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料選110KV電壓等級(jí)方案五：負(fù)荷距：A 2 3 A-2-3: 14*50/2+95*19/2=1252.5A 1 4 A

15、-1-4: 0.84*73+7.84*109=915.88A 4 A-4: 4.11*84=345.24根據(jù)電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料選110KV電壓等級(jí)方案六：負(fù)荷距：A 2 3 4 A-2-3-4: 24*45/2+19*5/2+5*21/2=640A 1 A-1 : 7*36/2=126根據(jù)電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)參考資料選110KV電壓等級(jí)2.3導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積：Sj=（P2+Q2）max3JeUN=Pmax3JeUNcos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 線路額定電壓,KV； Je 經(jīng)濟(jì)電流密度，A/

16、mm2根據(jù)計(jì)算結(jié)果選取接近的標(biāo)稱截面積導(dǎo)線。方案I對(duì)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行初步潮流計(jì)算：2314AA 5+J1.6437+J2.314+J4.6025+J1.643圖2-1 方案I環(huán)網(wǎng)初步潮流分布圖SA=5+j1.64180+14+j4.602*130+5+j1.643*109+7+j2.3*3645+50+21+73+36=15.63+j5.132 KVA SA'=7+j2.3*189+5+j1.643*116+14+j4.602*95+5+j1.643*4545+50+21+73+36=15.37+j5.048 KVA S2-3=10.63+j3.492KVAS4-3=3.37+j1.11KVA

17、S1-4=8.37+j2.743KVA經(jīng)計(jì)算、查表可得T3-4=T1-4=T2-3=4000h時(shí)，Je=1.28；TA-1=4228h時(shí)，Je=1.23；TA-2=4160h時(shí)，Je=1.25；計(jì)算A-2線路得， SA-2=15.632+5.1322*1033*1.25*110=69.076mm2 計(jì)算2-3線路得， S2-3=10.632+3.4922*1033*1.28*110=45.88mm2 計(jì)算3-4線路得， S3-4=3.372+1.112*1033*1.28*110=14.55mm2計(jì)算1-4線路得， S1-4=8.372+2.7432*1033*1.28*110=36.12mm

18、2 計(jì)算A-1線路得， SA-1=15.372+5.0482*1033*1.23*110=69.03mm2 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面：Ijmax=S3U線路A-2： IA-2max=15.632+5.1322*1033*110=86.345A<250A線路2-3： I2-3max=10.632+3.4922*1033*110=58.726A<234A線路3-4： I3-4max=3.372+1.112*1033*110=18.623A<234A線路1-4： I1-4max=8.372+2.7432*1033*110=46.23A<234A線路A-1： IA-1max=15.3

19、72+5.0482*1033*110=84.911A<250A其中，查表得各型號(hào)導(dǎo)線持續(xù)容許電流，校驗(yàn)都符合長(zhǎng)期發(fā)熱要求。經(jīng)查表得2-3,3-4,1-4段線路均采用LGJ50/8。單位重量為195.1Kg/Km。線路長(zhǎng)度為144Km;A-2,A-1段線路采用LGJ50/30。單位重量372Kg/Km，線路長(zhǎng)度為81km,所以有色金屬消耗量為58.27噸方案II對(duì)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行初步潮流計(jì)算：142AA 19+J6.2517+J2.35+J1.643圖2-2方案II環(huán)網(wǎng)初步潮流分布SA=19+j6.251*150+5+j1.645*109+7+j2.3*3645+41+73+36=18.703+j

20、6.141 KVA SA'=7+j2.3*159+5+j1.643*86+19+j6.251*4545+41+73+36=12.297+j4.039 KVA S2-4=SA-S2=0.297+j0.099KVAS2-3=14+j4.6KVAS1-4=SA'-S1=5.297+j1.739KVA經(jīng)計(jì)算、查表可得T2-3=4000h時(shí)，Je=1.28；TA-1=4297h時(shí)，Je=1.22；TA-2=4286h時(shí)，Je=1.22；T4-1 =4028h時(shí), Je=1.28; T4-2=4500h時(shí)，Je=1.18計(jì)算A-2線路得， SA-2=18.703+6.1412*1033*1

21、.22*110=84.69mm2 計(jì)算2-3線路得， S2-3=142+4.62*10323*1.28*110=30.21mm2 計(jì)算2-4線路得， S2-4=0。2972+0.0992*1033*1.18*110=1.39mm2計(jì)算1-4線路得， S1-4=5.2972+1.7392*1033*1.28*110=22.86mm2 計(jì)算A-1線路得， SA-1=12.2972+4.0392*1033*1.22*110=55.68mm2 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面：Ijmax=S3U線路A-2： IA-2max=18.703+6.1412*1033*110=103.321A<250A線路2-3：

22、I2-3max=142+4.62*10323*110=38.673A<234A線路2-4： I2-4max=0。2972+0.0992*1033*110=1.643A<234A線路1-4： I1-4max=5.2972+1.7392*1033*110=29.26A<234A線路A-1： IA-1max=12.2972+4.0392*1033*110=67.935A<234A其中，查表得各型號(hào)導(dǎo)線持續(xù)容許電流，校驗(yàn)都符合長(zhǎng)期發(fā)熱要求。經(jīng)查表得A-2線路選擇LGJ50/30,單位重量為372Kg/Km,線路長(zhǎng)度為45Km，其余線路均采用LGJ50/8。單位重量為195.1K

23、g/Km。線路長(zhǎng)度為250Km，所以有色金屬消耗量為65.91噸方案III43對(duì)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行初步潮流計(jì)算：22 14+J4.6025+J1.643圖2-3方案III環(huán)網(wǎng)初步潮流分布S2-3=14+j4.602*62+5+j1.643*4162+50=9.58+j3.147 KVA S2-4=14+j4.602*50+5+j1.643*71112=9.42+j3.09 KVA S4-3=14+j4.6-9.58-j3.147=4.42+j1.453SA=S2+S3+S4=24+j7.883S1=7+j2.3經(jīng)計(jì)算、查表可得T2-4=T2-3=T4-3=4000h時(shí)，Je=1.28；TA-1=4500

24、h時(shí)，Je=1.18；TA-2=4104h時(shí)，Je=1.26；計(jì)算A-2線路得， SA-2=242+7.8332*10323*1.26*110=52.61mm2 計(jì)算2-4線路得， S2-4=9.422+3.092*1033*1.28*110=40.65mm2 計(jì)算3-4線路得， S3-4=4.422+1.4532*1033*1.28*110=19.08mm2計(jì)算2-3線路得， S2-3=9.582+3.1472*1033*1.28*110=41.35mm2 計(jì)算A-1線路得， SA-1=72+2.32*10323*1.18*110=16.39mm2 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面：Ijmax=S3U線路

25、A-2： IA-2max=242+7.8332*10323*110=66.294A<234A線路2-3： I2-3max=9.582+3.1472*1033*110=52.93A<234A線路3-4： I3-4max=4.422+1.4532*1033*110=24.42A<234A線路2-4： I2-4max=9.422+3.092*1033*110=52.03A<234A線路A-1： IA-1max=72+2.32*10323*110=19.336A<234A其中，查表得各型號(hào)導(dǎo)線持續(xù)容許電流，校驗(yàn)都符合長(zhǎng)期發(fā)熱要求。經(jīng)查表得所有線路均采用LGJ50/8。單位

26、重量為195.1Kg/Km。線路長(zhǎng)度為274Km，所以有色金屬消耗量為53.46噸方案IV經(jīng)計(jì)算、查表可得T2-4=T2-3=4000h時(shí)，Je=1.28；TA-2=4104.16h時(shí)，Je=1.26；TA-1=4500h時(shí)，Je=1.18；計(jì)算A-2線路得， SA-2=242+7.882*10323*1.26*110=52.61mm2 計(jì)算2-3線路得， S2-3=142+4.62*10323*1.28*110=30.21mm2 計(jì)算2-4線路得， S2-4=52+1.642*10323*1.28*110=10.79mm2計(jì)算A-1線路得， SA-1=72+2.32*10323*1.22*1

27、10=16.11mm2 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面：Ijmax=S3U線路A-2： IA-2max=242+7.882*10323*110=66.29A<234A線路2-3： I2-3max=142+4.62*10323*110=38.67A<234A線路2-4： I3-4max=52+1.642*10323*110=13.81A<234A線路A-1： IA-1max=72+2.32*10323*110=19.35A<234A其中，查表得各型號(hào)導(dǎo)線持續(xù)容許電流，校驗(yàn)都符合長(zhǎng)期發(fā)熱要求。經(jīng)查表得所有線路均采用LGJ50/8。單位重量為195.1Kg/Km。線路長(zhǎng)度為344Km，所

28、以有色金屬消耗量為67.11噸方案V對(duì)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行初步潮流計(jì)算：14A'A 5+J1.647+J2.3圖2-4 方案V環(huán)網(wǎng)潮流分布SA=7+j2.3*157+5+j1.64*8436+73+84=7.87+j2.58 KVA SA'=7+j2.3*109+5+j1.64*3636+73+84=4.11+j1.36 KVA S1-4=SA-1-S1=0.87+j0.28經(jīng)計(jì)算、查表可得TA-4=T2-3=T1-4=4000h時(shí)，Je=1.28；TA-2=4132h時(shí)，Je=1.26；TA-1=4315h時(shí)，Je=1.22計(jì)算A-2線路得， SA-2=192+6.242*10323*1

29、.26*110=41.65mm2 計(jì)算2-3線路得， S2-3=142+4.62*10323*1.28*110=30.21mm2 計(jì)算1-4線路得， S1-4=0.842+0.282*1033*1.28*110=3.63mm2計(jì)算A-1線路得， SA-1=7.872+2.582*1033*1.22*110=35.63mm2 計(jì)算A-4線路得， SA-4=4.112+1.362*1033*1.28*110=17.75mm2 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面：Ijmax=S3U線路A-2： IA-2max=192+6.242*10323*110=52.48A<234A線路1-4： I1-4max=0.84

30、2+0.282*1033*110=4.605A<234A線路A-1： IA-1max=7.872+2.582*1033*110=43.47A<234A線路2-3： I2-3max=142+4.62*10323*110=38.67A<234A線路A-4： IA-4max=4.112+1.362*1033*110=22.72A<234A其中，查表得各型號(hào)導(dǎo)線持續(xù)容許電流，校驗(yàn)都符合長(zhǎng)期發(fā)熱要求。經(jīng)查表得所有線路均采用LGJ50/8。單位重量為195.1Kg/Km。線路長(zhǎng)度為383Km，所以有色金屬消耗量為74.72噸方案VI對(duì)該網(wǎng)進(jìn)行初步潮流計(jì)算：234A 5+J1.641

31、4+J4.65+J1.64圖2-6 方案VI潮流分布SA-1=7+j2.301 MVA S2-3=19+j6.245MVAS3-4=5+j1.643MVASA-2=24+j7.888MVA經(jīng)計(jì)算、查表可得T3-4=T2-3=4000h時(shí)，Je=1.28；TA-1=4500h時(shí)，Je=1.18；TA-2=4104h時(shí)，Je=1.26；計(jì)算A-2線路得， SA-2=242+7.882*10323*1.26*110=52.61mm2 計(jì)算2-3線路得， S2-3=192+6.242*10323*1.28*110=41mm2 計(jì)算3-4線路得， S3-4=52+1.642*10323*1.28*110

32、=10.79mm2計(jì)算A-1線路得， SA-1=72+2.32*10323*1.18*110=16.39mm2 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面：Ijmax=S3U線路A-2： IA-2max=242+7.882*1033*110=118.074A<234A線路2-3： I2-3max=192+6.242*1033*110=14.523A<234A線路3-4： I3-4max=52+1.642*1033*110=24.422A<234A線路A-1： IA-1max=72+2.32*1033*110=53.20A<234A其中，查表得各型號(hào)導(dǎo)線持續(xù)容許電流，校驗(yàn)都符合長(zhǎng)期發(fā)熱要求。經(jīng)查

33、表得所有線路均采用LGJ50/8。單位重量為195.1Kg/Km。線路長(zhǎng)度為304Km，所以有色金屬消耗量為59.31噸2.4變壓器的選擇與相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 發(fā)電廠主變的選擇1、 本設(shè)計(jì)主接線為發(fā)電機(jī)端設(shè)立母線形式，發(fā)電機(jī)經(jīng)母線及升壓變壓器接入系統(tǒng)時(shí)，其變壓器總?cè)萘繎?yīng)考慮負(fù)荷的逐年發(fā)展，并按以下原則計(jì)算選擇：A.當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓母線上的負(fù)荷最小時(shí)，應(yīng)能將剩余功率送入系統(tǒng)；B.當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，應(yīng)能保證由系統(tǒng)經(jīng)主變壓器供給電壓母線上最大負(fù)荷。2、考慮備用負(fù)荷時(shí)，選擇兩臺(tái)變壓器。其容量考慮一臺(tái)切除后，另一臺(tái)能過(guò)負(fù)荷30%；確定發(fā)電廠變壓器容量時(shí)，地區(qū)負(fù)荷最低時(shí)發(fā)電機(jī)的功率能全部送出，

34、同時(shí)考慮地區(qū)負(fù)荷最大時(shí)，允許系統(tǒng)倒送一部分功率，一臺(tái)變壓器檢修切除時(shí)，其余變壓器能送出7075%Sn，如三臺(tái)并聯(lián)時(shí)考慮Sn/2*1.3。3、容量計(jì)算與型號(hào)選擇發(fā)電廠負(fù)責(zé)對(duì)四個(gè)地區(qū)負(fù)荷供電，為避免變壓器檢修或故障時(shí)造成變壓器全廠停電，變壓器通常為23臺(tái)，本設(shè)計(jì)選擇為三臺(tái)變壓器并聯(lián)。STN=S總裝1.3×2=752+56.252-162+（16×1-0.8520.85）21.3×2=29295KVA選型110Kv雙繞組壓變壓器為：型號(hào)額定容量（KVA）額定電壓（KV）(高)額定電壓（KV）(低)聯(lián)接組標(biāo)號(hào)SFL1-31500/11031500110±2

35、15;2.5%10.5YN，d11空載損耗（KW）負(fù)載損耗（KW）空載電流（%）阻抗電壓（%）重量（t）31.051900.710.540.6表2-1 發(fā)電廠變壓器選擇 四個(gè)變電站主變的選擇1、主變選擇要求變電所主變壓器容量，一般都應(yīng)按510年規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70%以上?？紤]備用時(shí)，選擇兩臺(tái)變壓器，保證一臺(tái)由于故障切除后，另一臺(tái)能夠過(guò)負(fù)荷30%。一站：二站：三站：四站：型號(hào)列表為：站點(diǎn)變壓

36、器型號(hào)臺(tái)數(shù)PK(Kw)P0(Kw)I0uK1SFL1-6300/1102529.761.110.52SFL1-6300/1102529.761.110.53SFZL1-16000/110211029310.54SFL1-6300/1102529.761.110.5表2-2變電站變壓器選擇2、電站主變參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器等值電路參數(shù)計(jì)算： 各站變壓器參數(shù)如表2-3站點(diǎn)RT/XT/GTS×10-6BTS×10-612RT12XT2GT2BT115.9201.678.07×10-75.73×10-67.95100.83516.14×10-711.46

37、×10-6215.9201.678.07×10-75.73×10-67.95100.83516.14×10-711.46×10-635.279.412.15×10-63.97×10-52.639.7054.3×10-67.94×10-5415.9201.678.07×10-75.73×10-67.95100.83516.14×10-711.46×10-6表2-3變壓器參數(shù)計(jì)算2.5供電方案的初步比較 六個(gè)方案的情況列表如下：方案線路長(zhǎng)度（Km）路徑長(zhǎng)度（Km）發(fā)電廠

38、與變電站主接線形式高壓開(kāi)關(guān)數(shù)（個(gè)）有色金屬消耗量（t）電廠1號(hào)站2號(hào)站3號(hào)站4號(hào)站I225225雙母橋型橋型橋型橋型1058.27II295245雙母橋型雙母橋型橋型1265.91III274193雙母橋型雙母橋型橋型1453.46IV344172雙母橋型雙母橋型橋型1667.11V383288雙母橋型雙母橋型橋型1474.72VI204152雙母橋型雙母雙母線橋型1659.31表2-4初步方案項(xiàng)目列表表中所列方案均能滿足供電可靠的性的要求，但各種方案的經(jīng)濟(jì)性有差異。通過(guò)對(duì)比我們選擇了經(jīng)濟(jì)性好，供電可靠性高的發(fā)難III、VI做進(jìn)一步的詳細(xì)比較。2.6供電方案的詳細(xì)比較2.6.1電能損耗（1）方

39、案III網(wǎng)絡(luò)中的功率分布：SA-2=24+J7.888S2-3=9.58+J3.147S4-3=4.42+J1.453S2-4=9.42+J3.09SA-1=7+J2.30各段電阻如下：rA-2=44*0.5*0.63*1.1=15.59r2-3=50*0.63*1.1=34.65r4-3=21*0.63*1.1=14.553r2-4=41*0.63*1.1=28.413rA-1=36*0.5*0.63*1.1=12.474最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)A-2=2300h2-3=2200h4-3=2200h2-4=2200hA-1=2700h總電能損耗：A=Pmax·i×Imax

40、83;i=3(4*66.2942*15.59*2300+2200*52.9252*34.65+24.422*14.553+52.0342*28.413+4*19.3362*12.274*270)=3.246*106KWh（2）方案VI網(wǎng)絡(luò)中的功率分布：SA-1=7+J2.30SA-2=24+J7.888S2-3=19+J6.245S3-4=5+J1.643各段電阻如下：rA-1=36*0.5*0.63*1.1=12.474rA-2=44*0.5*0.63*1.1=15.246r2-3=50*0.5*0.63*1.1=17.325r3-4=21*0.5*0.63*1.1=7.2765最大負(fù)荷損耗

41、小時(shí)數(shù)：線路A-1：Tmax=4500，max=2700線路3-4：Tmax=4000，max=2200線路2-3：Tmax=4000， max=2200線路A-2：Tmax=4104， max=2300總電能損耗：A=Pmax·i×Imax·i=3*4*(19.342*12.474*2700+13.812*7.2765*2200+52.482*17.325*2200+66.292*15.593*2300)=3.33*106KWh2.6.2電壓損失校驗(yàn)2.6.2.1方案III電壓損失校驗(yàn)（1）變電站1由電壓校驗(yàn)：因故障A-1中的一回線停U=PR+QXUN2=7&#

42、215;0.630×36+70.95×0.312×0.452×361102=1.62<15滿足要求（2）當(dāng)A-2某回線退出運(yùn)行時(shí)，潮流如圖2-7。5144121502432圖2-7當(dāng)A-2某回線退出運(yùn)行時(shí)潮流分布由前面計(jì)算可得S2=9.58+j3.147 S2'=9.42+j3.09故3號(hào)站為功率分點(diǎn)：U=PR+QXUN2=24*0.63*45+7.883*0.452*45+9.58*0.63*50+3.147*0.452*501102=10.02<15滿足要求（3）4號(hào)站電壓損耗計(jì)算U=PR+QXUN2=10.3<15滿足要求

43、2.6.2.2 方案VI電壓損耗校驗(yàn)1244503A421 圖2-8 方案VI拓?fù)鋱D（1）A-1電壓損耗在前面已經(jīng)校驗(yàn)過(guò)滿足要求（2）4號(hào)站電壓損失校驗(yàn)A-2中某回線退出運(yùn)行U=PR+QXUN2=665.28+299.25+22.075+256.76+70.512+7.791102=10.2<15滿足要求若2-3中某一回線退出運(yùn)行U=PR+QXUN2=332.64+78.38+598.5+141.024+7.79+70.5121102=10.2<15滿足要求一次投資與年運(yùn)行費(fèi)（1）方案III 一次投資采用LGJ-50/8型導(dǎo)線總長(zhǎng)度：274km，有色金屬53457.4kg，導(dǎo)線單位

44、長(zhǎng)度造價(jià)：3420元/t導(dǎo)線總投資：P1=53.4574*3420 =18.28萬(wàn)元變壓器：SFL1-31500/110，共3臺(tái)，17萬(wàn)元/臺(tái)，總計(jì)51萬(wàn)元SFL1-6300/110，共6臺(tái)，6.7萬(wàn)元/臺(tái)，總計(jì)40.2萬(wàn)元SFZL1-16000/110，共2臺(tái)，14萬(wàn)元/臺(tái)，總計(jì)28萬(wàn)元變壓器共計(jì)：P2=40.2+28+51=119.2萬(wàn)元斷路器的造價(jià)斷路器型號(hào)：SW4-110/1000,40000元/臺(tái)斷路器臺(tái)數(shù)：4+14=18臺(tái)，P3=18×40000=72（萬(wàn)元）設(shè)備投資：P1+P3=90.28（萬(wàn)元）主體設(shè)備投資：I=P1+P2+P3=209.48（萬(wàn)元）綜合造價(jià)：P=I&

45、#215;（1+a100）式中a為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，110kv時(shí)取90P=209.48×（1+0.9）=398.012（萬(wàn)元）檢修維護(hù)費(fèi)：G=0.04*P=0.04×398.012=15.92（萬(wàn)元）折舊費(fèi)C2=0.058*P=0.058×398.012=23.08（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)：C=×WA+C1+C2（式中取0.1元/kwh）=71.46(萬(wàn)元)方案VI一次投資導(dǎo)線選擇LGJ-50/8型導(dǎo)線總長(zhǎng)度：304Km，有色金屬59310.4kg，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度造價(jià)：3420元/t總投資：P1=59.3104×3420 =20.28萬(wàn)元變壓器：

46、SFL1-31500/110，共3臺(tái)，17萬(wàn)元/臺(tái)，總計(jì)51萬(wàn)元SFL1-6300/110，共6臺(tái)，6.7萬(wàn)元/臺(tái)，總計(jì)40.2萬(wàn)元SFZL1-16000/110，共2臺(tái)，14萬(wàn)元/臺(tái)，總計(jì)28萬(wàn)元變壓器共計(jì)：P2=40.2+28+51=119.2萬(wàn)元斷路器的造價(jià)斷路器型號(hào)：SW4-110/1000,40000元/臺(tái)斷路器臺(tái)數(shù)：4+16=20臺(tái)，P3=20×40000=80（萬(wàn)元）一次投資：P1+P3=20.28+80=100.28（萬(wàn)元）主體設(shè)備投資：I=100.28+119.2=219.48（萬(wàn)元）綜合造價(jià)P=I×(1+100)P=219.48×(1+0.9)

47、=417.012(萬(wàn)元)檢修維護(hù)費(fèi)用：C1=0.04*P=0.04×417.012=16.68（萬(wàn)元）折舊費(fèi)：C2=0.058*P=0.058×417.012=24.19（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)：C=×WA+C1+C2（式中取0.1元/kwh）=74.17(萬(wàn)元)兩種方案經(jīng)濟(jì)比較兩種方案的線路總投資和年運(yùn)行費(fèi)用如表2-5。方案投資線路總投資Z（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)用u( 萬(wàn)元)方案3398.01271.46方案6417.01274.17表2-5 線路總投資和年運(yùn)行費(fèi)用則方案3為最優(yōu)方案。3潮流計(jì)算3.1 最大功率與最小功率分布計(jì)算變壓器參數(shù)計(jì)算如表2-3.各變電站功率計(jì)算如表3

48、-1.站號(hào)1234最大負(fù)荷7+j2.305+j1.64314+j4.6025+j1.643最小負(fù)荷2.4+j0.7901.6+j0.5267+j2.3031.6+j0.526表3-1各變電站功率 確定各站點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷變壓器等值電路及功率其中：SYT=YTu2SZT=P2+Q2UN2（RT+jXT）S=S+SYT+SZT1、1號(hào)站：YT=16.14×10-7-j11.46×10-6ZT=7.95+j100.835；取U=UN=110KvS1max=7+j2.30SYTmax=1.614+j11.46×10-6×1102=0.0195+j0.1387 MVAS

49、ZTmax=72+2.3021102×7.95+j110.835=0.0357+j0.497Smax=S1max+SYTmax+SZTmax=7.0552+j2.9357S1min=2.4+j0.790SYTmin=1.614+j11.46×10-6×1102=0.0195+j0.1387SZTmin=2.42+0.79021102×8+j110.835=0.0042+j0.0584Smin=S1min+SYTmin+SZTmin=2.4237+j0.98712、2號(hào)站：YT=1.614-j11.46*10-6ZT=7.95+j100.835SLMAX=5+j1.643SYTMAX=1.614+j11.46*10-6*1102=0.0195+j0.1387SZTMAX=52+1.64321102*7.95+j100.835=0.0183+j0.2308SMAX=SLMAX+SYTMAX+SZTMAX=5.0378+j2.0125SYTMIN=0.0195+j0.1387SLMIN=1.6+j0.5