發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)

1、青島科技大學(xué)自動(dòng)化與電子工程學(xué)院發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)學(xué) 院：自動(dòng)化與電子工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化101班姓 名：郭浩學(xué)號(hào)：31時(shí)間：設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：地區(qū)電力網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)1、電源情況某市擬建一座火電廠，容量為2 50+125MW, T詐取6500h。該廠部分容量的30%供給本市負(fù)荷：10 KV負(fù)荷16MW,其余容量都匯入地區(qū)電網(wǎng)，供給地區(qū)負(fù) 荷。同時(shí)，地區(qū)電網(wǎng)又與大系統(tǒng)相連。地區(qū)原有水電廠一座，容量為2 60MW,取4000h；沒有本地負(fù)荷，全部供 出匯入地區(qū)電網(wǎng)。2、負(fù)荷情況地區(qū)電網(wǎng)有兩個(gè)大型變電所：清泉變電所負(fù)荷為50+j30MVA, Tmax取5000h。石

2、崗變電所負(fù)荷為60+j40MVA, Tmax取5800h。（均有一、二類負(fù)荷，均占66%,最小負(fù)荷可取60%）3、氣象數(shù)據(jù)本地區(qū)年平均氣溫15C,最熱月平均最高氣溫28C。4、地理位置數(shù)據(jù)見上圖（圖中l(wèi)cm代表30km） o數(shù)據(jù)如下：石崗變；水電廠；新建火電廠；清泉變；大系統(tǒng)。5、設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)，選定火電廠的發(fā)電機(jī)型號(hào)、參數(shù)，確定火電廠的電氣 主接線和升壓變壓器臺(tái)數(shù)、型號(hào)、容量、參數(shù)。（2）制定無(wú)功平衡方案，決定各節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償容量。（3）擬定地區(qū)電網(wǎng)接線方案?？沙醵ǔ鰞蓚€(gè)比較合理的方案參加經(jīng)濟(jì)比較。（4）對(duì)火電廠內(nèi)高、中、低三個(gè)電壓等級(jí)母線進(jìn)行短路電流計(jì)算。（5）選擇火電廠電氣主接

3、線中的主要設(shè)備，并進(jìn)行校驗(yàn)6、設(shè)計(jì)成果（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份，要求條目清楚、計(jì)算正確、文本整潔。（2）地區(qū)電網(wǎng)最大負(fù)荷潮流分布圖一張，新建火電廠電氣主接線圖一張。目錄設(shè)計(jì)說(shuō)明書1、確定火電廠和水電廠的發(fā)電機(jī)型號(hào)、參數(shù) :.T 32、通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定地區(qū)電網(wǎng)接線方案43、確定發(fā)電廠的電氣主接線 :5.火電廠電氣主接線的確定:5 水電廠電氣主接線的確定:6 .4、確定發(fā)電廠的主變壓器:7：:火電廠主變壓器的選擇：7水電廠主變壓器的選擇：7.5、短路電流水平及電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算書1、發(fā)電廠主變壓器容量的選擇:8.火電廠主變壓器容量的選擇:8水電廠主變壓器容量的選擇：82、地區(qū)電網(wǎng)接線

4、方案1的計(jì)算（輻射網(wǎng)）:9 地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的功率平衡計(jì)算 ：9地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的架空線路導(dǎo)線型號(hào)初選 12地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的導(dǎo)線截面積校驗(yàn) :/13地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的總投資和年運(yùn)行費(fèi)用 /193、地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的計(jì)算（環(huán)網(wǎng)）層地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的功率平衡計(jì)算20 地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的架空線路導(dǎo)線型號(hào)初選 22 地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的導(dǎo)線截面積校驗(yàn) :22 地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的總投資和年運(yùn)行費(fèi) :24 .4、通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案 25 .變電站課程設(shè)計(jì)中的問題總結(jié):26設(shè)計(jì)體會(huì)28設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 確定火電廠和水電廠的發(fā)電機(jī)型號(hào)、參數(shù)發(fā)電廠是電能的生產(chǎn)單位，電能由發(fā)電機(jī)發(fā)出，經(jīng)升

5、壓變壓器升壓后送到電網(wǎng)供用戶使用。發(fā) 電機(jī)是電廠的主要設(shè)備，也是及其昂貴的設(shè)備。因此在設(shè)計(jì)中要對(duì) 發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)，避免 故障等原因損壞發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)按原動(dòng)機(jī)分類可分類為：汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電 機(jī)及燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)。按冷卻方式可分為外冷式和內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)。按冷卻介質(zhì)可分為空氣冷卻發(fā) 電機(jī)、氫氣冷卻發(fā)電機(jī)、水冷卻發(fā)電機(jī)及油冷卻發(fā)電機(jī)等。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為凸極式和隱極式發(fā) 電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)的額定參數(shù)有：(1)額定功率：發(fā)電機(jī)在規(guī)定條件下運(yùn)行時(shí)，連續(xù)輸出的最大電 功率，單位為千瓦或兆瓦。(2)額定電壓：發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)釘 子繞組的標(biāo)稱電壓，單位 為V或KV,通常帶有、等。(3)額定電流：發(fā)電機(jī)

6、 在額定條件下運(yùn)行時(shí)，流過(guò)定子繞組的 標(biāo)稱線電流，單位為A或KAo (4)額定轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位為r/mino ( 5)額定頻率：我國(guó)規(guī)定頻率為50H乙(6) 額定效率：發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行的效率。發(fā)電機(jī)的容量越大，效率越高。(7)額定 溫升：運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組允許比環(huán)境 溫度升高的度數(shù)。(8)額定功率因 數(shù)：在額定功率下，額定電壓與額定電流之間相位差的余弦值。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，擬建火電廠容量為汽輪發(fā)電機(jī)50MW2臺(tái)、125MW1臺(tái)；水電廠容量為水輪發(fā) 電機(jī)60MW2臺(tái)。確定汽輪發(fā)電機(jī)型號(hào)、參數(shù)見表1-1,水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)、參數(shù)見表1-2表1-1汽輪發(fā)電機(jī)型號(hào)、參

7、數(shù)型號(hào)額定容量(MW)額定電壓(KV)額定電流(A)功率因數(shù)C0次暫態(tài)電抗臺(tái)數(shù)QF-50-25034402QF-125-212561501表1-2水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)、參數(shù)型號(hào)額定容量(MW)額定電壓(KV)額定電 流(A)功率因數(shù)次暫態(tài)電抗Xd臺(tái)數(shù)SF60-96/900060295022.通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定地區(qū)電網(wǎng)接線方案根據(jù)地理位置，可擬出多個(gè)地區(qū)電網(wǎng)接線方案。根據(jù)就近送電、安全可靠、電源 不要窩電等原 則，初步選出兩個(gè)比較合理的方案，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。方案1:如圖所示，火電廠以 雙回線分別送電給石崗變電所和大系統(tǒng)；水電廠以雙回線送電給清泉變電所，以單回線送電給 大系統(tǒng)。所有線路均選用1

8、10KV。方案2:如圖所示，火電廠仍以雙回線分別送電給石崗變電所和大系統(tǒng)；水電廠則以單回線分 別送電給清泉變和大系統(tǒng)，同時(shí)再以單回線連接大系統(tǒng)和清泉變，形成3點(diǎn)單環(huán)網(wǎng)。所有線路均選用110KV。圖方案1接線圖圖方案2接線圖經(jīng)過(guò)輸電線選擇計(jì)算和潮流計(jì)算，兩個(gè)設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上都可行，再對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)的 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性能比較時(shí)，有時(shí)要用抵償年限來(lái)判斷。抵償年限的含義是：若方案1的工程投資小于方案2的工程投資，而方案1的年運(yùn)行費(fèi)用卻大 于方案2的年運(yùn)行費(fèi)用，則由于方案2的運(yùn)行費(fèi)用的減少，在若干年后方案2能夠抵償所增加 的投資。一般，標(biāo)準(zhǔn)抵償年限T為6: 8年（負(fù)荷密度大的

9、地區(qū)取較小值；負(fù)荷較小的地 區(qū)取較大值）。當(dāng)T大于標(biāo)準(zhǔn)年限時(shí)，應(yīng)選擇投資小而年費(fèi)用較多的方案：反之，則選擇投資多而年費(fèi)用 較少的方案。在本設(shè)計(jì)中方案1的工程投資小于方案2的工程投資：Z2 - Z1 =13392 - 12207 = 1185 萬(wàn)元）而方案1的年運(yùn)行費(fèi)用也小于方案2的年運(yùn)行費(fèi)用：U2 - U1 二 3553 -二（萬(wàn)元）本設(shè)計(jì)中方案1總投資和年運(yùn)行費(fèi)用都少于方案2。方案1不僅技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上也比方案2 合理，因此，不需要采用抵償年限來(lái)判斷。最終選取方案1作為本地區(qū)電網(wǎng)最佳接線方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表l-3o表1-3方案的經(jīng)濟(jì)比較萬(wàn)案線路總長(zhǎng)度（km）線路總投資（萬(wàn)元）線路年電能損 耗

10、（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)用（萬(wàn)元）158212207260025171339235533確定發(fā)電廠的電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過(guò)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)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排 列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或 成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為電氣主接線圖。主接線代表了發(fā)電廠 或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分?；痣姀S電氣主接線的確定（1）50MW汽輪發(fā)電機(jī)2臺(tái)，發(fā)電機(jī)岀口電壓為。10KV發(fā)電機(jī)電壓母線采用雙母 線分段接 線方式，具有較高的可靠性和靈活性。（2）125MW汽輪發(fā)電機(jī)1臺(tái)，發(fā)電機(jī)

11、出口電壓為，直接用單元接線方式升壓到110KV, 110K V側(cè)采用雙母線接線，運(yùn)行可靠性高，調(diào)度靈活方便。（3）10KV發(fā)電機(jī)電壓母線接出2臺(tái)三繞組升壓變壓器，其高壓側(cè)接入110KV母線，其中壓 側(cè)為35KV,選用單母線接線方式。圖1-3火電廠電氣主接線簡(jiǎn)圖水電廠電氣主接線的確定水電廠有60MW水輪發(fā)電機(jī)2臺(tái)，發(fā)電機(jī)出口電壓為。直接用單元接線方式升 壓到110KV, 110K V側(cè)選用內(nèi)橋接線方式，經(jīng)濟(jì)性好且運(yùn)行方便。4確定發(fā)電廠的主變壓器火電廠主變壓器的選擇選用1臺(tái)125MW發(fā)電機(jī)采用150MVA雙繞組變壓器直接升壓至110KV; 2臺(tái)50MW發(fā)電機(jī)采用 2臺(tái)63MVA三繞組變壓器升壓至3

12、5KV和110KV兩臺(tái)變壓器 可以互為備用?；痣姀S主變壓器型號(hào)、參數(shù)見表4-1表4-1火電廠主變壓器型號(hào)、參數(shù)名稱型號(hào)額定容量(KVA)額定電壓(KV)阻抗電壓(%)臺(tái) 數(shù)咼壓中壓低壓高沖高-低中-低三繞組 變壓器S-FPSL7-6300/110630012138.510. 5172雙繞組 變壓器SSPL-150000/11015000012113. 81水電廠主變壓器的選擇水電廠水輪發(fā)電機(jī)為2臺(tái)60MW,全部以110KV供本地系統(tǒng)?？紤]到供電可靠 性的要求，采用 兩臺(tái)雙繞組變壓器。水電廠主變壓器型號(hào)、參數(shù)見表4-2。表4-2水電廠主變壓器型號(hào)、參數(shù)名稱型號(hào)額定容 量(KVA額定電壓(KV)阻

13、抗電壓(%)臺(tái) 數(shù)咼壓低壓雙繞組變壓器SSPL-90000/1109000012125、短路電流水平對(duì)優(yōu)選法案1的火電廠內(nèi)110KV (K1點(diǎn))、35KV (K2點(diǎn))、10KV (K3點(diǎn))三級(jí)電壓母線 進(jìn) 行了短路電流的計(jì)算，計(jì)算出系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流，為電氣設(shè)備的選擇和校 驗(yàn)提供依據(jù)。為了使一般10KV出線斷路器能選為輕型斷路器，例如SN10-101/630型，需要安 裝lOKv出 線電抗器。當(dāng)電抗器后K4點(diǎn)短路，其短路電流被大大限制了。短路電流計(jì)算結(jié)果匯總見下表系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流匯總表短路點(diǎn)Os短路電流周期分 量1”4s短路電流h短路沖擊電流110KV （K 點(diǎn)）

14、35KV （K 點(diǎn)）10KV （K 點(diǎn)）915124310KV （K 點(diǎn)）13&主要電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)1、 llOkv斷路器及隔離開關(guān)的選擇以llOkv雙母線的母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)為例，列表檢驗(yàn)如下表所示llOkv斷路器及隔離開關(guān)的校驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器（FAD隔離開關(guān) （GW4-110）合格與否額定電壓Un 110KVUn 110KVUn 110KVV額定電流Ik- max787AIn 2500AIn 2000AV開路電流1”Ibx 40KAV動(dòng)穩(wěn)定ixhimax 100KAimax 80KAV熱穩(wěn)定I2tcqIth2t 407X 4Ith2t X 4V2、35kv斷路器及隔離開關(guān)的

15、選擇以35kv單母線的進(jìn)線斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)為例，列表檢驗(yàn)如下表所示。3、10kV斷路器及隔離開關(guān)的選擇安裝于不同地點(diǎn)的10kV斷路器所承受的短路電流差別很大，故應(yīng)仔細(xì)區(qū)分。（1）G1發(fā)電機(jī)出口斷路器及其隔離開關(guān)。列表校驗(yàn)如下表所示。（2）10kV出線斷路器及其限流電抗器。K4點(diǎn)短路時(shí)，全部短路電流都會(huì)流過(guò)出線 斷路器及其電 抗器輕型斷路器SN10-I0I/630的開斷能力為16kA514kA合格）斷路器SN10-I0I/630的動(dòng)穩(wěn)定電流為40kA13kA合格）斷路器SNI0-I0I/630的熱穩(wěn)定數(shù)據(jù)為162 X 2522 X 2（合格）電抗器NKL-10-300-4的動(dòng)穩(wěn)定電流為13

16、KA合格）電抗器NKL-10-300-4的熱穩(wěn)定數(shù)據(jù)為X 1 （合格）設(shè)計(jì)計(jì)算書1發(fā)電廠主變壓器容量的選擇火電廠主變壓器容量的選擇火電廠共有汽輪發(fā)電機(jī)3臺(tái)。其中50MW2臺(tái)，125MW1臺(tái)。（1）125MW發(fā)電機(jī)采用雙繞組變壓器直接升壓至11OKV。按發(fā)電機(jī)容量選擇配套的升壓變壓 器：故125MW發(fā)電機(jī)輸出采用容量為150000KVA的雙繞組變壓器，變比為121,型 號(hào)為SSPL- 150000/110具體參數(shù)見表2-3o10KV母線上有16MW供本市負(fù)荷，同時(shí)廠用電取為5%,則通過(guò)兩臺(tái)升壓變 壓器的總功率 為：兩臺(tái)50MW發(fā)電機(jī)剩余容量米用兩臺(tái)二繞組變壓器輸出，兩臺(tái)變壓器應(yīng)互為備用，當(dāng)一臺(tái)檢

17、修 時(shí)，另一臺(tái)可承擔(dān)70%的負(fù)荷，故每臺(tái)變壓器容量計(jì)算如下：選用兩臺(tái)容量相近的63000KVA 三相繞組變壓器，變比為121,型號(hào)為SFPL7-63000/110具體參數(shù)詳見表1-1。水電廠主變壓器容量的選擇水電廠每臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)為60MW,擬采用發(fā)電機(jī)一雙繞組變壓器單元式接 線，直接升壓至 110KV輸出。水電廠廠用電很少，僅占容量的1%。按發(fā)電機(jī)容量選擇變壓器：選用兩臺(tái)容量為90000KVA的雙繞組變壓器輸出，變比為121,型號(hào)為SFP7-90000/1102地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的計(jì)算地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的功率平衡計(jì)算(1) 石崗變電所石崗變電所負(fù)荷功率為：貝U功率因數(shù)cos二廠二二 =0. 8

18、6TF+Q2 766W按要求應(yīng)當(dāng)采用電容器將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)揭陨希?9= ” 66解得 Qb =32 (Mvar)(66? +Q；即經(jīng)電容Qc補(bǔ)償后，石崗變電所所需功率變?yōu)椋篠=66+j32(MVA)石崗變電所補(bǔ)償電容容量至少為：Qc二40-32二8 (Mvar)火電廠擬采用雙回線供電給石崗變，線路末端每一回路的功率為：火電廠供石崗變電所線路首 端，每一回路的功率初步估算為：(2) 清泉變電所清泉變電所負(fù)荷功率為：P56貝U功率因數(shù)cos = |,= =0.88TP+Q7 756W按要求應(yīng)當(dāng)采用電容器將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)揭陨?。設(shè)用電容將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?. 93=-解得Q尸22 (Mvar),562+

19、Qb經(jīng)電容補(bǔ)償后，清泉變電所實(shí)際負(fù)荷為：S二56+j22(MVA)清泉變補(bǔ)償電容容量為：水電廠擬以雙回線供電給清泉變，每回路末端功率為：線路首端每一回線的功率初步估算為：水電廠水電廠輸出有功功率：P=2 60 (1-1%) =118. 8 (MW)水電廠一般無(wú)附近電荷，因此可設(shè)其運(yùn)行功率因數(shù)為較高值，以避免遠(yuǎn)距離輸送 無(wú)功。令水電廠110KV出口處：則輸出視在功率為：輸出無(wú)功功率為：水電廠輸出功率為：水電廠分別向大系統(tǒng)和清泉變兩個(gè)方向供電。水電廠雙回線向清泉變供電，線路首端每一回線的功率初步估算為：水電廠多余功率擬以單回線送往大系統(tǒng)。則送往大系統(tǒng)的功率為：火電廠火電廠需要分別向石崗變電所和大系

20、統(tǒng)兩個(gè)方向供電。火電廠廠用電取為總?cè)萘康?%以10KV供出16MW,以35KV供出26MW,其余 容量匯入110KV 系統(tǒng)?；痣姀S以110KV外送總有功功率為：令其運(yùn)行功率因數(shù)為：cos =0. 95則外送總視在功率為：S二一匕二衛(wèi)2=181(MVA)cos 0. 95外送總無(wú)功功率為：Q二，S2-P2181 -1722 =56. 4 (MVA)火電廠以110KV夕卜送總功率為：S=172+j56. 4(MVA)火電廠供石崗變電所總功率?；痣姀S供石崗變電所線路首端雙回線總功率估算為:S=2 (35+jl8)=70+j36 (MVA)火電廠送大系統(tǒng)總功率?；痣姀S送大系統(tǒng)總功率為：火電廠擬以雙回線

21、送往大系統(tǒng)，線路首端每一回線的功率為：(5)大系統(tǒng)火電廠送給大系統(tǒng)的總功率為：S=102+j20.4(MVA)水電廠送給大系統(tǒng)的總功率為：S=58.8+J13(MVA)火電廠、水電廠送至大系統(tǒng)的功率合計(jì)為：地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的架空線路導(dǎo)線型號(hào)初選(1) 火電廠一石崗變電所由于火電廠至石崗變電所采用雙回路，因此每條線路上總功率和電流為：Tma$5800h,查軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度圖，得J=0. 96A/mm2則其經(jīng)濟(jì)截面為：試取最接近的導(dǎo)線截面為210mm2,選取LGJ-210/35鋼芯鋁絞線。(2) 火電廠一大系統(tǒng)火電廠至大系統(tǒng)采用雙回路，每條線路上的總功率和電流為：Tmax=6500h,查軟導(dǎo)線

22、經(jīng)濟(jì)電流密度圖，得J=0. 9A/mm 2則其經(jīng)濟(jì)截面為：取導(dǎo)線截面為300mm2,選取LG300/50鋼芯鋁絞線。水電廠一清泉變電所水電廠至清泉變電所釆用雙回路，每條線路上的總功率和電流為：T max=5000h,查導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度圖，得J=l. lA/mm 2則其經(jīng)濟(jì)截面為：取導(dǎo)線截面為150mm2,選取LGJ-150/25鋼芯鋁絞線。(4) 水電廠T大系統(tǒng)水電廠經(jīng)單回路送往大系統(tǒng)Tmax=4000h,查導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度圖，得J二1.28A/mm2則其經(jīng)濟(jì)截面為：取導(dǎo)線截面為240mm2,選取LGJ-240/50鋼芯鋁絞線。地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的導(dǎo)線截面積校驗(yàn)（1）按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積為

23、保證架空線路具有必要的機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)于110KV等級(jí)的線路，一般認(rèn)為不得小于35mm2o因此所選的全部導(dǎo)線均滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。（2）按電暈校驗(yàn)導(dǎo)線截面積根據(jù)下表可見，所選的全部導(dǎo)線均滿足電暈的要求。按電暈校驗(yàn)導(dǎo)線截面積額定電壓（KV）110220330500（四分裂）750（四分裂）單導(dǎo)線雙分裂導(dǎo)線外徑（mm2）相應(yīng)型號(hào)LGJ-50LGJ-240LGJ-6002LGJ-2404X LGJ-3004X LGJQ-400（3）按允許載流量校驗(yàn)導(dǎo)線截面積允許載流量是根據(jù)熱平衡條件確定的導(dǎo)線長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。所有線路都必須根據(jù)可能出現(xiàn) 的長(zhǎng)期運(yùn)行情況作允許載流量校驗(yàn)。進(jìn)行這種校驗(yàn)時(shí)，鋼芯鋁絞線的允許

24、溫度一般去70C,并取 導(dǎo)線周圍環(huán)境溫度為 2 5 C 各種導(dǎo)線的長(zhǎng)期允許通 過(guò)電流如下表所示。導(dǎo)線長(zhǎng)期允許通過(guò)電流單位：A截面積（mmb35507095120150185240300400LJ:170215265325375440500610680830LGJ；170220275335380445515610：700:800按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)線截面積，一般都會(huì)比按正常運(yùn)行情況下的允許載流量計(jì)算的面積大 得多。而在故障情況下，例如雙回線中有一回線斷開時(shí)，則有可能使導(dǎo)線過(guò)熱。根據(jù)氣象資料，最熱 月平均最高氣溫為28 r,查得的允許載流量應(yīng)乘以溫度修正系數(shù)：K /Zo_28=0. 97 70-

25、25 火電廠-石崗變（LGJ-210雙回線）：LG-210鋼芯鋁絞線允許載流量為586A,乘以溫度 修正系數(shù)后：586 0. 97=568207 ,合格。當(dāng)雙回路斷開一回，流過(guò)另一回路的最大電流為：2 207二314A,仍小于溫度修 正后的允許載 流量586A,合格。LG-210/35導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)（電阻，電抗，沖電功率）如下：ri=Q /km, X1=Q /km, Qc=100km 火電廠-大系統(tǒng)（LGJ-300雙回線）:LG-300鋼芯鋁絞線允許載流量為700A,乘以溫度修 正系數(shù)后：700 X =679273A ,合格。當(dāng)雙回路斷開一回，流過(guò)另一回的最大電流為：2X 273=5

26、46A仍小于允許載流量679A,合格LG-300/50導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下： ri=Q /km, xi=Q /km, Qc=100km445A,680A, 水電廠f清泉變（LG150雙回線）:LG-150鋼芯鋁絞線允許載流量為 乘 以溫度修正系數(shù)后：445 X =431.65A172A 合格當(dāng)雙回路斷開一回，流過(guò)另一回的最大電流為：2 X 172=344A仍小于允許載流量431. 65A,合格LG-150/25導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下： ri=Q /km, xi=Q /km, Qc=100km 水電廠f大系統(tǒng)（LGJ-240單回線）:LG-240鋼芯鋁絞線允許載流量為 乘以 溫度修

27、正系數(shù)后：680 X =660A316A ,合格。LG-240/50導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下： ri=Q /km, xi=Q /km, Qc=100km方案1線路的電能損耗 火電廠f石崗變電所（雙回線）33VP=1 2=2MWcos = =0. 9, Tmax=5800h,332+162查表得：max 二4280h則全年電能損耗:VA二2000 4280=8. 56 106KW h 火電廠f大系統(tǒng)（雙回線）：51VP=1. 9 2=3. 8MWcos =0. 98, Tmax二6500h、512 +查表得： max =4925h則全年電能損耗：VA=3800 4925=18. 7 10&K

28、W h 水電廠f清泉變電所（雙回線）:29 7VP=1. 7 2=3.4MW cos 二.=0.92, Tmax=5000hJ29 . 72 + 12 . 72查表得：max=3320h則全年電能損耗：VA=3400 3320=11. 3 106KW h 水電廠f大系統(tǒng)（單回線）:58 8VP=4. 9MW cos =0. 98 , Tmax=4000hV58. 82+132查表得：max =212h則全年電能損耗：VA=40002120=8. 48 106KW h 方案1的全年總電能損耗(僅限于線路損耗)：(2) 方案1線路投資火電廠一石崗變電所：LGJ-210/35雙回110KV線路60k

29、m。 火電廠一大系統(tǒng)：LGJ-300/50雙回110KV線路80km。水電廠一清泉變電所：LGJ-150/25雙回110KV線路90km。水電廠一大系統(tǒng)：LGJ-240/50單回110K V線路100km。(3) 方案1線路總投資：線路造價(jià)為虛擬的，與導(dǎo)線截面成正比，同桿架設(shè)雙回線系數(shù)取。(4) 方案1變電所和發(fā)電廠投資方案1與方案2的變電所投資和發(fā)電廠投資均相同，設(shè)為Zbo方案1的工程總投資為：乙=11418+Zb(萬(wàn)元)(5) 方案1的年運(yùn)行費(fèi)用維持電力網(wǎng)正常運(yùn)行每年所支出的費(fèi)用，稱為電力網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)用。年運(yùn)行費(fèi)用包括電能損耗費(fèi)、小維修費(fèi)、維護(hù)管理費(fèi)。電力網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)可以按下式計(jì)算：式中為

30、計(jì)算電價(jià)，元/(KW h)(此設(shè)計(jì)中電價(jià)取元/KW h ) A為每年電能損耗，KW h ；Z為電力網(wǎng)工程投資，元；Pz為折舊費(fèi)百分?jǐn)?shù)；Px為小維修費(fèi)百分?jǐn)?shù)；Pw為維修管理費(fèi)百分?jǐn)?shù)。電力網(wǎng)折舊、小修和維護(hù)管理費(fèi)占總投資的百分?jǐn)?shù)，一般由主管部門制定。設(shè)計(jì)時(shí)可查表3-4取適當(dāng)?shù)闹?。?-4電力網(wǎng)的折舊、小修和維護(hù)費(fèi)占投資的百分?jǐn)?shù)單位：%設(shè)備名稱折舊費(fèi)小修費(fèi)維護(hù)管理費(fèi)總計(jì)木桿架空線81O13鐵塔架空線27鋼筋混凝土桿架空線27電纜線路26本設(shè)計(jì)釆用鋼筋混凝土桿架空線，三項(xiàng)費(fèi)用總計(jì)取總投資的7%o則方案1的年運(yùn)行費(fèi)用為：3地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的功率平衡計(jì)算地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的功率平衡計(jì)算(1) 石崗變石崗

31、變電所負(fù)荷情況與方案1相同，火電廠以雙回線供石崗變，線路首端每一回線的實(shí)在 功率初步估算為：(2) 清泉變電所清泉變負(fù)荷情況與方案1相同，線路首端的功率初步估算為：(3) 水電廠 水電廠輸出功率仍為：S=118. 8+J39 ( MVA )水電廠分別向大系統(tǒng)和清泉變兩個(gè)方向供電。 水電廠擬以單回線向清泉變供電，線路首端功率初步估算為： 水電廠多余功率擬以單回線送往大系統(tǒng)。則大系統(tǒng)功率為：(4) 火電廠火電廠分別向石崗變電所和大系統(tǒng)兩個(gè)方向供電，負(fù)荷及線路情況與方案1相 同?；痣姀S以雙回線送往石崗變，線路首端每一回線的功率為：火電廠以雙回線送往大系統(tǒng)，線路首端每一回線的功率為：(5) 大系統(tǒng)火電

32、廠送出給大系統(tǒng)總功率為：S=102+j20 4(MVA)水電廠送出給大系統(tǒng)總功率為：S二58.8+jl3(MVA)火電廠、水電廠送至大系統(tǒng)的功率合計(jì)為: 地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的架空線路導(dǎo)線型號(hào)初選火電廠一石崗變電所由于火電廠至石崗變電所負(fù)荷及線路情況與方案1相同，因此仍選取LGJ-210/35鋼芯 鋁絞線。(2) 火電廠T大系統(tǒng)由于火電廠至大系統(tǒng)負(fù)荷季羨林情況與方案1相同，因此仍選取LGJ-300/50鋼芯鋁絞線。水電廠一清泉變電所 水電廠至清泉變電所采用單回路，線路上的功率：則其經(jīng)濟(jì)截面為：取導(dǎo)線截面Tmax=5000h ,查軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度圖，得J=l. lA/mm2為300mm2,選取L

33、GJ-300/30鋼芯鋁絞線。(4)水電廠一大系統(tǒng)水電廠經(jīng)單回路送往大系統(tǒng):Tmax=4000h ,查軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度圖，得J =1. 24A/mm 2,則其經(jīng)濟(jì)截面為：取導(dǎo)線截 面為240mm2,選取LGJ-240/50鋼芯鋁絞線。(5) 大系統(tǒng)一清泉變大系統(tǒng)一清泉變電所正常運(yùn)行時(shí)功率很小，但考慮到當(dāng)環(huán)網(wǎng)其他某一回路斷開時(shí)，流過(guò)本 線路的電流大，因此仍選為L(zhǎng)GJ-300導(dǎo)線。地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的導(dǎo)線截面積校驗(yàn)火電廠-石崗變(LGJ-210雙回線)情況與方案1相同，因此LGJ-210/35導(dǎo)線滿足要求，其參數(shù)如下：ri=Q /km, xi=Q /km, Qc二100km火電廠-大系統(tǒng)(LGJ

34、-300雙回線)情況與方案1相同，因此LGJ-300/50導(dǎo)線滿足要求，其參數(shù)如下： ri=Q /km, xi=Q /km, Qc=100km水電廠-清泉變（LGJ-300單回線）LG-300鋼芯鋁絞線允許載流量為700A,乘以溫度修正系數(shù)后：700 X =679341A 合格當(dāng)環(huán)網(wǎng)中水電廠一大系統(tǒng)回路斷開時(shí)，流過(guò)本線路的最大電流為：341+316二657A,仍小于允許載流量679A,合格LG-300/50導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下： ri=Q /km, X1=Q /km, QcL=100km 水電廠-大系統(tǒng)（LGJ-300單回線）LGJ-240鋼芯鋁絞線允許載流量為680A,乘以溫度修正系

35、數(shù)后為：680 X =660316A 合格當(dāng)環(huán)網(wǎng)中水電廠一清泉變回路斷開時(shí)流過(guò)本線路的最大電流為：341+316二657A仍小于允許載流量660A,合格LG-240/50導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下：ri=Q /km, X1=Q /km, Qc=100km大系統(tǒng)-清泉變（LGJ-300單回線）大系統(tǒng)-清泉變電所正常運(yùn)行是功率很小，但考慮到當(dāng)環(huán)網(wǎng)其他某一回路斷開 時(shí)，流過(guò)本線 路的電流大,因此仍選為L(zhǎng)GJ-300導(dǎo)線。ri=Q /km, X1=Q /km, Qc=100km地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的潮流計(jì)算僅進(jìn)行最大負(fù)荷時(shí)的潮流計(jì)算?；痣姀S-石崗變（LGJ-210雙回線）由于火電廠至石崗變電所負(fù)荷及線

36、路情況與方案1相同，計(jì)算從略。石崗變電所110KV母線的電壓為：U石二二（KV）合格火電廠-大系統(tǒng)（LGJ-300雙回線）由于火電廠至大系統(tǒng)負(fù)荷及線路情況與方案1相同，計(jì)算從略。大系統(tǒng)110KV母線的電壓為：U大二118-8二110（KV）合格水電廠一大系統(tǒng)初步選擇時(shí)環(huán)網(wǎng)的2邊均選了 LGJ-300鋼芯鋁絞線，1邊選了 LGJ-240鋼芯鋁線 地區(qū)電 網(wǎng)接線方案2的總投資和年運(yùn)行費(fèi)（1）方案2線路的電能損耗 火電廠-石崗變。與方案1相同，全年電能損耗： 火電廠一大系統(tǒng)。與方案1相同，全年電能損耗： 水電廠-清泉變：（VP=3. 3MW cos 二 一=0. 95, Tmax =5000 h61

37、. 62 +202查表得：町=3200h則全年電能損耗：VA=3300 3200=10. 6 10。KW h 水電廠一大系統(tǒng)查表得：max =2200h則全年電能損耗：VA=8000 2200=17.6 106KW h大系統(tǒng)一清泉變線路上的功率損耗：VP=0. 03MW9 5COS=0.2, Tmax=5000h2. 52+12 352VP=8MWcos57.2:=0. 95 Tmax=4000h查表得： max =5000 h則全年電能損耗：VA=3 0 5 0 00=0. 15 1 06KW h方案2的全年總電能損耗(僅限于線路損耗):(2)方案2線路投資火電廠-石崗變 火電廠一大系統(tǒng) 水

38、電廠-清泉變 水電廠一大系統(tǒng) 大系統(tǒng)一清泉變 方案2線路總投資：LGJ-210/35 雙回 110KV 線路 60km。LG300/50 雙回 110KV 線路 80km。LG300/50 單回 110KV 線路 90km。LG240/50 單回 110KV 線路 100km。LG300/50 單回 110KV 線路 30km。2X(X 60+30XB0X +30X100+90+30) =13188 (萬(wàn)元)(3) 方案2變電所投資認(rèn)為方案2與方案1的變電所投資和發(fā)電廠投資均相同，設(shè)為ZB(4) 方案2工程總投資方案2的工程總投資即為:Z2= 13188+Zb(75元)(5) 方案2年運(yùn)行費(fèi)用

39、方案2的年運(yùn)行費(fèi)用為：4.通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案兩個(gè)設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上都可行，通過(guò)經(jīng)濟(jì)性能比較，最終確定最佳方案在本設(shè)計(jì)中，方案 1的工程投資小于方案2的工程投資：而方案1的年運(yùn)行費(fèi)用也小于方案2的年運(yùn)行費(fèi)用：因此，最終選取總投資和年運(yùn)行費(fèi)用都較少的方案lo變電站課程設(shè)計(jì)中的問題總結(jié)1、變電站主變的選擇原則、計(jì)算過(guò)程和結(jié)果(包括變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)、參 數(shù))(1) 線損率，同時(shí)率的含義(2) 功率因數(shù)有功無(wú)功的關(guān)系2、主接線設(shè)計(jì)(1) 各電壓等級(jí)的主接線方案，尤其是進(jìn)出線數(shù)目要與實(shí)際情況相符合高壓側(cè)進(jìn)岀線數(shù) 目要與所在的電網(wǎng)接線一致，中低壓側(cè)進(jìn)出線數(shù)目要與所供負(fù)荷一致(2) 先不設(shè)計(jì)電抗器，只有在設(shè)備選型(第4步)時(shí)短路電流太大，不能選到 合適設(shè) 備時(shí)才考慮用電抗器。變電站中，限制短路電流的電抗器一般串在主變低 壓側(cè)引線上。(3) 安裝電壓互感器的位置和接線方式主母線上：一組(ABC三相都有)llOkV及以上，電壓互感器通過(guò)隔離開關(guān)與母線相連。66kV及以下，電壓互感器通過(guò)熔斷器、隔離開關(guān)與母線相連。llOkV及以上的出線端：一般只在某相上裝，給重合閘裝置用，不用隔離開關(guān)，直接接在出線端(4) 安裝電流互感器的位置：緊挨著斷路器，在遠(yuǎn)離母線側(cè)(5) 安