電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、第一部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、原始資料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1cm10km2、各變電所負(fù)荷情況：變 電 所 編 號(hào)1234最大負(fù)荷 （mw）75406055最小負(fù)荷 （mw）50354035tmax (小時(shí))5000400045004200功率因數(shù) cos0.850.80.850.9低壓側(cè)電壓 (kv)10101010對(duì)備用要求55%15%85%50%對(duì)調(diào)壓要求逆調(diào)壓順調(diào)壓常調(diào)壓常調(diào)壓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aqfs5025010.5kvbqfs252256.3kv4、其它情況：（

2、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)線圖網(wǎng)絡(luò)等值阻抗圖3潮流分布圖（最大、最小負(fù)荷時(shí)之潮流分別標(biāo)出）第二篇 電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、電力系統(tǒng)功率的初步平衡（一）目的在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)本著安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則進(jìn)行。進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)編制從當(dāng)前到設(shè)計(jì)水平年的逐年電力電量平衡，以及遠(yuǎn)景水平年系統(tǒng)和地區(qū)的電力電量平衡，必要時(shí)還應(yīng)作地區(qū)最小負(fù)荷的電力平衡。電力系統(tǒng)的功率初步平衡，是根據(jù)

3、最大負(fù)荷情況確定裝機(jī)容量，用最小負(fù)荷校驗(yàn)，來(lái)明確系統(tǒng)所需的裝機(jī)容量、調(diào)峰容量以及電能輸送方向、裝機(jī)計(jì)劃、調(diào)峰措施、網(wǎng)絡(luò)方案等提供依據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，本次課程設(shè)計(jì)所給電力負(fù)荷均已計(jì)及了數(shù)年內(nèi)的發(fā)展裕量，無(wú)需再考慮逐年增長(zhǎng)情況，且不要求進(jìn)行電量的平衡。因此，僅就最大、最小負(fù)荷時(shí)有功功率及無(wú)功功率的平衡進(jìn)行分析計(jì)算。（二）計(jì)算方法1、有功功率的平衡：（1）用戶負(fù)荷 （2）供電負(fù)荷 （3）發(fā)電負(fù)荷 (4)備用容量負(fù)荷備用容量：一般為(25%)pf，現(xiàn)取0.05263.10=13.16mw；事故備用容量：一般為10%pf，且不小于系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量，現(xiàn)取50mw； 檢修備用容量：一般為(8

4、15%)pf，且不小于系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量，現(xiàn)取50mw。三種備用容量之和：13.16+50+50113.16mw(5)裝機(jī)容量：考慮備用容量后的系統(tǒng)應(yīng)有容量：263.10+113.16=376.26mw實(shí)際裝機(jī)容量可取a發(fā)電廠550mw，b發(fā)電廠425mw的方案： 550+425350mw系統(tǒng)備用容量： 350-263.10=86.90 mw備用率： 86.90263.10=0.33 (6)功率缺額：376.26-35026.26mw即考慮各種備用容量后，將出現(xiàn)26.26mw的功率缺額。(7)解決功率缺額的辦法：將本區(qū)域電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的檢修安排在負(fù)荷較低時(shí)進(jìn)行。這樣，可以不考慮在最大負(fù)荷時(shí)

5、，一臺(tái)50mw機(jī)組檢修另一臺(tái)機(jī)組又發(fā)生故障的情況。這樣一來(lái)，備用容量可減少50mw，減為26.26-50=23.74mw，即功力不但不缺，還可以送出23.74mw。因此，確定a發(fā)電廠采用550mw的方案，b發(fā)電廠采用425mw的方案。2、無(wú)功功率的平衡：電網(wǎng)最大自然無(wú)功負(fù)荷系數(shù)k取1.1，得系統(tǒng)最大自然無(wú)功負(fù)荷 發(fā)電機(jī)滿發(fā)且運(yùn)行于額定功率因數(shù)時(shí)所發(fā)出的無(wú)功功率：qf350tg(arccos0.8)262.5mw mvar 則qf 由于需要將#1、#2、#3、#4變電所低壓側(cè)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9，因此應(yīng)安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。計(jì)算出所需的補(bǔ)償電容器容量以及補(bǔ)償后各變電所低壓側(cè)最大、最小負(fù)荷時(shí)

6、的無(wú)功功率如下：（1）計(jì)算方法如下：1)tg(arccos0.95)=0.329,tg(arccos0.9)=0.484,tg(arccos0.85)=0.620；tg(arccos0.8)=0.75,tg(arccos0.75)=0.882；2)qmax=0.329pmax；3)qmin=0.329pmin；4)qc=pmaxtg(arccos)-tg(arccos0.9)。（2）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#175 + j36.350 + j21.78#240 + j19.3635 + j14.52#360 + j29.0440 + j19.36#455

7、 + j26.6235+ j16.94計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量也可以按照電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第21頁(yè)表212查表計(jì)算。二、電網(wǎng)電壓等級(jí)的確定：（一）原則1.電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)；2.同一地區(qū)或同一電力系統(tǒng)內(nèi)電網(wǎng)的電壓等級(jí)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化3.電力網(wǎng)的電壓等級(jí)選擇應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及今后負(fù)荷發(fā)展所需的輸送容量、輸送距離而確定，同時(shí)要求根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀并兼顧發(fā)展。（二）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)150km，根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p24表3-1，確定采用110kv的電壓等級(jí)較為合理。三、電網(wǎng)接線方案的

8、選擇：（一） 網(wǎng)絡(luò)接線方案的初步選擇1、原則根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第24頁(yè)及有關(guān)資料知：（1） 接線形式可采用為雙回路、幅射式、環(huán)式或鏈?zhǔn)剑唬?） 為了保證各變電所的母線電壓在合格范圍內(nèi)，即減少線路上的壓降，環(huán)網(wǎng)中所連變電所不宜多于三個(gè)；（3） 同理，在鏈?zhǔn)浇泳€形式中變電所也不宜多于三個(gè)；（4） 盡量簡(jiǎn)化接線，減少出線電壓等級(jí)和回路數(shù)；（5） 有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，有利于系統(tǒng)調(diào)度及事故處理；（6） 對(duì)將來(lái)的發(fā)展，應(yīng)有一定的適應(yīng)能力；（7） 必須保證用戶供電的可靠性，電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作將故障切除后，應(yīng)能保證重要負(fù)荷的供電；（8） 考慮新建變電所變壓器臺(tái)數(shù)、容量及采用配

9、電裝置等情況。2、網(wǎng)絡(luò)接線方案的初步選擇電力系統(tǒng)的接線方式的有各種因素的影響，不僅需要考慮到電能的質(zhì)量，運(yùn)行的可靠，還要照顧到投資。在進(jìn)行電網(wǎng)接線方案的選擇時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持“先技術(shù)后經(jīng)濟(jì)”的比較原則，即首先進(jìn)行方案的技術(shù)比較，只有在技術(shù)條件得到滿足的前提下，才考慮其經(jīng)濟(jì)性。從原始資料可知，1、2、3、4變電所分別有55%、15%、85%、50%備用要求，從供電可靠性的要求出發(fā)，應(yīng)采用有備用電源的接線方式，不采用單回線、孤立接線，且各變電所均采用兩臺(tái)主變。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中待建變電所地理位置圖，b電廠與#1、#3變電所距離較遠(yuǎn)，根據(jù)接線應(yīng)盡量短的原則，b電廠與#3、#4變電所應(yīng)無(wú)直接連線。初步選擇下列6

10、種方案： 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6種接線，都為雙電源，供電可靠性強(qiáng)，但是根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第 23頁(yè)中（2）對(duì)電力網(wǎng)方案得主要要求中“8)向無(wú)源或電源很小得終端地區(qū)供電，若同一電壓等級(jí)線路有兩回及以上時(shí)，任一回線事故停運(yùn)后，應(yīng)分別保證地區(qū)符合得80或70以上”，則輸送容量最小將達(dá)到125wm,超過(guò)110kv電壓等級(jí)線路合理輸送容量，故對(duì)于a1、a3網(wǎng)絡(luò)不考慮環(huán)網(wǎng)接線，a1、a3均采用平行雙回線，故不考慮方案1、方案5；方案6在b4段線路故障或者檢修時(shí)，b電廠出力將無(wú)法送出，故也不考慮；方案3

11、和方案4線路長(zhǎng)度基本相等而開(kāi)關(guān)數(shù)量相等，但4#變電所負(fù)荷遠(yuǎn)大于2變電所負(fù)荷，而b2和b4段線路距離基本相等，方案3中b4段線路潮流遠(yuǎn)大于方案4中b2段線路潮流，則使得線路投資方案、線路損耗、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、電壓損耗均大于方案4，故兩者比較，選擇方案4。經(jīng)以上比較和分析，初步選定方案2和方案4進(jìn)行進(jìn)一步比較。 （二）方案2和方案4技術(shù)比較1、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、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

12、截面積根據(jù)tmax在電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第 29頁(yè)的“經(jīng)濟(jì)電流密度曲線”查得經(jīng)濟(jì)電流密度j， 利用 sj=計(jì)算出各導(dǎo)線的計(jì)算面積，查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第30頁(yè)的導(dǎo)線表初步選出線路型號(hào)。查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p118附表1-25,得到所選各段導(dǎo)線電阻電抗值。1）方案2中選擇導(dǎo)線如下：段別a1a3b2a2b4a4型號(hào)lgj-210/35lgj-185/30lgj-70/10lgj-70/10lgj-120/25lgj-120/25r1(/km)0.1500.1700.4500.4500.2630.263x1(/km)0.4050.4100.4410.4410

13、.4210.421長(zhǎng)度(km)18.028222.36222.284318.02846.098z()(5.41+j14.60)/2(6.13+j14.78)/225.46+j24.9513.15+j21.0538.71+j37.9422.47+j35.97（2）方案4中選擇導(dǎo)線如下：段別a1a3b2b4a2型號(hào)lgj-210/35lgj-185/30lgj-70/10lgj-120/25lgj-70/10r1(/km)0.1500.1700.4500.2630.450x1(/km)0.4050.4100.4410.4210.441長(zhǎng)度(km)18.028222.36222.2818.02824

14、3z()(5.41+j14.60)/2(6.13+j14.78)/225.46+j24.95(38.71+j37.94)/213.15+j21.052、對(duì)所選導(dǎo)線進(jìn)行校驗(yàn)1）對(duì)所選導(dǎo)線進(jìn)行校驗(yàn)（1）電壓損耗校驗(yàn) 根據(jù) 計(jì)算出在正常運(yùn)行和故障情況下各段導(dǎo)線的電壓損耗是否在允許范圍內(nèi)，應(yīng)考慮最嚴(yán)重情況即故障時(shí)到最遠(yuǎn)端變電所的電壓損耗（正常運(yùn)行u10%，故障時(shí)u15%）。經(jīng)過(guò)計(jì)算，除方案2中故障時(shí)a4段u略大于15，但通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式和負(fù)荷分配，減少a2線上潮流，也可以達(dá)到小于15的要求外，其余均符合要求。方案2中：段別a1a3b2a2b4a4正常時(shí)u3.59%2.95%4.17%6.35%4.56

15、%7.8%故障時(shí)u7.17%5.89%8.35%12.69%9.13%15.59%方案4中：段別a1a3b2b4a2正常時(shí)u3.59%2.95%4.17%4.56%6.35%故障時(shí)u7.17%5.89%8.35%9.13%12.7%（2）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)所選電壓等級(jí)為110kv，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。由于方案2、方案4中所選導(dǎo)線截面積最小為lgj-70/10，大于35mm2，不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。（3）發(fā)熱校驗(yàn)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,得到所選各段導(dǎo)線長(zhǎng)期允許載流量。將所選各段導(dǎo)線的長(zhǎng)期允許載流量與實(shí)際可能出現(xiàn)

16、的最大工作電流imax=進(jìn)行比較。 因?yàn)閕al為環(huán)境溫度為25時(shí)，根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第114頁(yè)查得的允許溫度為+80時(shí)的導(dǎo)線長(zhǎng)期允許載流量，再根據(jù)最熱月平均溫度查第117頁(yè)附表1-23、1-24,得到：最熱月平均最高溫度為32.3，溫度修正系數(shù)k為0.95。經(jīng)校驗(yàn)，方案2、方案4中所選導(dǎo)線滿足發(fā)熱要求。方案2：段別a1a3b2a2b4a4型號(hào)lgj-210/35lgj-185/30lgj-70/10lgj-70/10lgj-120/25lgj-120/25長(zhǎng)期允許載流量(a)607551297297433433修正后長(zhǎng)期允許載流量(a)622.25523.45282.152

17、82.15411.35411.35最大工作電流(a)469.6359.12165.75165.75303.87303.87方案4：段別a1a3b2b4a2型號(hào)lgj-210/35lgj-185/30lgj-70/10lgj-120/25lgj-70/10長(zhǎng)期允許載流量(a)607551297433297修正后長(zhǎng)期允許載流量(a)622.25523.45282.15411.35282.15最大工作電流(a)469.6359.12165.75303.87165.75（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

18、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lgj-70/10，大于35mm2，不必校驗(yàn)電暈強(qiáng)度強(qiáng)度。（三）方案2和方案4經(jīng)濟(jì)比較：采用年總費(fèi)用法，分別計(jì)算出各個(gè)方案中各變電所、發(fā)電廠的投資額，加上各個(gè)方案中各條輸電線路的投資額，得到各個(gè)方案總的投資額，并歸算至運(yùn)行期內(nèi)每年的數(shù)額，再加上年運(yùn)行費(fèi)用（包括線路電能損耗費(fèi)用、變電所運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及線路運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用），得到運(yùn)行期內(nèi)每年的年總費(fèi)用。顯然，年總費(fèi)用最小的方案最經(jīng)濟(jì)。由于在此進(jìn)行的是兩個(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1、2中發(fā)電廠主變數(shù)量、容量、型號(hào)相同，主接線均

19、采用單母接線，故相同部分不予計(jì)算；考慮方案1中1、2、3變電所采用橋式接線，4#變電所采用擴(kuò)大單元橋式接線，方案2中1中1、2、3、4變電所均采用橋式接線，而方案1、方案2中主變數(shù)量、容量、型號(hào)，故計(jì)算時(shí)也不予考慮；方案1、方案2中低壓側(cè)采用相同接線，不予計(jì)算。1、工程總投資1） 變電所投資：zjbd =變電所主要設(shè)備（變壓器、斷路器）2） 線路總投資：zjxl =各段線路長(zhǎng)度（km）單價(jià)（萬(wàn)元/km）3) 總投資：* z= zjbd + zjxl* 其中：110kv變電所概算定額標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)開(kāi)關(guān)間隔70萬(wàn)元。110kv輸電線路：按所采用的導(dǎo)線截面積估算每公里線路造價(jià)導(dǎo)線型號(hào)lgj-70/10l

20、gj-120/25lgj-185/30lgj-210/40線路造價(jià)45萬(wàn)元/公里50萬(wàn)元/公里58萬(wàn)元/公里62萬(wàn)元/公里注：雙回線按單回線造價(jià)的1.8倍考慮。2、年運(yùn)行費(fèi)用u年運(yùn)行費(fèi)用包括電能損耗及檢修、維護(hù)費(fèi)用。 (1) 電能損耗費(fèi)用za =電能損耗afa（kwh）單價(jià)（0.5元/kwh）, 電能損耗afa=。s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。(2)變電所年運(yùn)行費(fèi)用whbd按變電所總投資的12%計(jì)算(3)線路年運(yùn)行費(fèi)用whxl按線路總投資的7%計(jì)算。3、年總費(fèi)用nf：nf=z+uz當(dāng)年投資當(dāng)年

21、投產(chǎn)，故不需折算r年利率，取0.1；n工程使用年限，取25年。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)濟(jì)比較正常情況umax%故障情況umax%總投資 (萬(wàn)元)年總費(fèi)用(萬(wàn)元)27.8%（在a4線路上）15.59%(略大于15，單通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式和負(fù)荷分配，減少a2線上潮流，也可以達(dá)到小于15的要求23545532246.35%（在a2線路上）12.7%（在a2線上上）208414776比較可得：兩個(gè)方案的電壓損耗都滿足要求，方案4的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更優(yōu)秀。故選擇方案4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（一）發(fā)電廠接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、發(fā)電廠主變的選擇1）發(fā)電廠主

22、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)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)電廠五臺(tái)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

23、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)五臺(tái).型號(hào)：sfpq7-63000/110額定電壓：12122.5% / 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：yn,d11等值阻抗（標(biāo)幺值）（sb=100mva,ub=110kv）rt*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066xt*=（10.51102100）/（100110263）=0.1667（2）b發(fā)電廠主變壓器的選擇發(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

24、量選取兩臺(tái)63mva的變壓器。型號(hào)：sfpq7-63000/110額定電壓：12122.5% / 6.3kv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：yn,d11短路電壓（%）：10.5等值阻抗（標(biāo)幺值）（sb=100mva,ub=110kv）rt*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066xt*=（10.51102100）/（100110263）=0.16672、發(fā)電廠接線方案確定 a發(fā)電廠五臺(tái)50wm機(jī)組，五臺(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,

25、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)電廠四臺(tái)25wm機(jī)組，兩臺(tái)主變，為保證可靠性，設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，電壓等級(jí)10kv采用雙母線分段。（二）變電所主接線的設(shè)計(jì)1、變電所主變的選擇1）變電所主變選擇原則 （1）在變電所中，一般裝有兩臺(tái)變壓器，終端或分支變電所，如只有一個(gè)電源進(jìn)線，可只裝設(shè)一臺(tái)變壓器； （2）對(duì)于330kv及以下變電所，在設(shè)備運(yùn)輸不受限制時(shí)，均采用三相變壓器； （3）裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的60%以上。 2）變電所主變的選擇由于這四個(gè)110kv變電所均只有兩個(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

26、擇變壓器如下：(1) #1變電所主變壓器的選擇：最大負(fù)荷時(shí)：p1max=85(mw) ， cos=0.95s1max=85/0.95=89.47 (mva)，0.6 s1max=0.689.47=53.68(mva)，s重要負(fù)荷0.689.47=53.68 (mva) 由以上0.6s1max和s重要負(fù)荷兩條件，查閱電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p103附表1-11，選取容量為63000kva的有載調(diào)壓變壓器sfz7-63000/110。型號(hào)：sfz7-63000/110額定電壓：1102.5% / 10.5kv空載損耗：71kw短路損耗：260kw空載電流（%）：0.9短路電壓（%）：10.5

27、聯(lián)結(jié)組別：yn,d11等值阻抗（標(biāo)幺值）（sb=100mva,ub=110kv）rt*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066xt*=（10.51102100）/（100110263）=0.1667(2) #2變電所主變壓器的選擇：最大負(fù)荷時(shí)：p2max=30(mw) cos=0.95s2max=30/0.95=31.58 (mva)，0.6 s2max=0.631.58 =18.94 (mva)，s重要負(fù)荷=0.731.58=22.12 (mva)（查設(shè)計(jì)參考，確定2#變壓器型號(hào)） 由以上0.6 s2max和s重要負(fù)荷兩條件，查閱電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p1

28、03附表1-11，選取容量為25000kva的有載調(diào)壓變壓器sfz725000/110。型號(hào)：sfz7-25000/110額定電壓：1101.25% / 10.5kv空載損耗：35.5kw短路損耗：123kw空載電流（%）：1.1短路電壓（%）：10.5聯(lián)結(jié)組別：yn,d11等值阻抗（標(biāo)幺值）（sb=100mva,ub=110kv）rt*=（1231102100）/（10001102252）=0.0197xt*=（10.51102100）/（100110225）=0.42 (3)#3變電所主變壓器的選擇：最大負(fù)荷時(shí)：p3max=65(mw) cos=0.95s3max=65/0.95=68.4

29、2 (mva)，0.6 s3max=0.668.42 =41.05 (mva)，s重要負(fù)荷=0.868.42=54.73 (mva) 由以上0.6 s3max和s重要負(fù)荷兩條件，查閱電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p103附表1-11，選取容量為63000kva的有載調(diào)壓變壓器sfz7-50000/110。型號(hào)：sfz7-63000/110額定電壓：1102.5% / 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：yn,d11等值阻抗（標(biāo)幺值）（sb=100mva,ub=110kv）rt*=（2601102100）/（100011026

30、32）=0.0066xt*=（10.51102100）/（100110263）=0.1667 (4)#4變電所主變壓器的選擇：最大負(fù)荷時(shí)：p4max=55(mw) cos=0.95s4max=55/0.95=57.89 (mva)，0.6 s4max=0.657.89 =34.74 (mva)，s重要負(fù)荷=0.657.89=34.74 (mva) 由以上0.6 s3max和s重要負(fù)荷兩條件，查閱電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p103附表1-11，選取容量為40000kva的有載調(diào)壓變壓器sfz7-40000/110。型號(hào)：sfz7-40000/110額定電壓：1101.25% / 10.5kv

31、空載損耗：50.5kw短路損耗：174kw空載電流（%）：1.0短路電壓（%）：10.5聯(lián)結(jié)組別：yn,d11等值阻抗（標(biāo)幺值）（sb=100mva,ub=110kv）rt*=（1741102100）/（10001102402）=0.0109xt*=（10.51102100）/（100110240）=0.2625（二）變電所主接線的確定1、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。2、變電所高壓側(cè)

32、主接線的確定根據(jù)上述原則，1#、3#、4#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#變電所110kv均為雙回線，考慮有穿越功率，故采用外橋接線。五、電力網(wǎng)接線、發(fā)電廠和變電所主接線六、電力網(wǎng)接線方案的評(píng)定（一）供電可靠性：本設(shè)計(jì)中所有變電所所有變電所均采用雙電源供電，且配備了兩臺(tái)主變，以保證任一組件故障時(shí)對(duì)重要負(fù)荷的連續(xù)供電。（二）電能質(zhì)量：電壓是代表電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。在本設(shè)計(jì)中，所有變電所均采用有載調(diào)壓變壓器，可確保在正常檢修和事故搶修情況下，電壓偏移在允許范圍內(nèi)。（三）運(yùn)行檢修靈活性：本設(shè)計(jì)方案中，電廠采用雙母線帶旁路，變電所采用橋接線，在設(shè)備檢修或n-1故障

33、時(shí)，可靈活地轉(zhuǎn)移負(fù)荷，改變運(yùn)行方式，保證可靠供電。（四）與系統(tǒng)聯(lián)：各網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性強(qiáng)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)線加強(qiáng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系。（五）繼電保護(hù)自動(dòng)裝置的復(fù)雜程度：1#4#變電所采用備用電源自動(dòng)投入裝置，正常運(yùn)方下,兩進(jìn)線同時(shí)供電,橋(分段)開(kāi)關(guān)斷開(kāi).故障時(shí), 備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)一進(jìn)線帶兩主變運(yùn)行,大大提高了供電可靠性。由于本設(shè)計(jì)方案中采用鏈?zhǔn)骄W(wǎng)和環(huán)網(wǎng)布置、開(kāi)環(huán)運(yùn)行，所以繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并不復(fù)雜，相互間的配合也較容易，其操作的復(fù)雜程度不高。（六）發(fā)展的可能性：因本設(shè)計(jì)方案中所選導(dǎo)線均留有裕度，變電所主接線采用橋型接線，很容易發(fā)展為單母線分段運(yùn)行。（七）經(jīng)濟(jì)性：1#、3、4變電所110kv均為平行雙

34、回線，無(wú)穿越功率，故采用內(nèi)橋式接線，2變電所110kv均為雙回線，考慮有穿越功率，故采用外橋接線，有良好的經(jīng)濟(jì)性。七、潮流計(jì)算與電壓計(jì)算（一）潮流及電壓計(jì)算 1方法與步驟 （1）線路及變壓器參數(shù)計(jì)算，得潮流等值電路。（2）在全網(wǎng)電壓額定的情況下，根據(jù)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷情況求出變壓器中的 功率損耗及線路導(dǎo)納支路的充電功率，計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷。根據(jù)運(yùn)算負(fù)荷不計(jì)電壓損耗求出各條線路上的始、末端功率，從而求出發(fā)電廠的出力，即確定電廠運(yùn)行方式。計(jì)算結(jié)果為：a發(fā)電廠最大負(fù)荷時(shí)需要四臺(tái)發(fā)電機(jī)、四臺(tái)主變運(yùn)行，出力為170.8+j88.24(mva)；最小負(fù)荷時(shí)需要三臺(tái)發(fā)電機(jī)、三臺(tái)主變運(yùn)行運(yùn)行，出力為112.88+j5

35、2.63 (mva)。b發(fā)電廠最大負(fù)荷時(shí)需要三臺(tái)發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)主變運(yùn)行，出力為73.76+j 50.73(mva)；最小負(fù)荷時(shí)需要兩臺(tái)發(fā)電機(jī)、一臺(tái)主變運(yùn)行，出力為45.8+j 23.7(mva)。（4）設(shè)定發(fā)電廠高壓側(cè)的母線電壓，不計(jì)功率損耗，求出網(wǎng)絡(luò)中各阻抗上的壓降，從而得到各節(jié)點(diǎn)電壓為調(diào)壓計(jì)算作準(zhǔn)備。 2計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)計(jì)算書(shū)（二）調(diào)壓計(jì)算變壓器分接開(kāi)關(guān)的選取方法：常調(diào)壓：（1.02 1.05）un；逆調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)1.05 un，最小負(fù)荷時(shí)1.0un；順調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)不小于1.025 ，最小負(fù)荷時(shí)不高于1.075un將最大（最小）負(fù)荷時(shí)潮流計(jì)算得到的變壓器高壓側(cè)個(gè)電壓減去變壓器繞組的電

36、壓損耗,得到最大（最?。┴?fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)母線電壓歸算到高壓側(cè)的值，此值與低壓母線之比便是主變的實(shí)際變比，即可得變壓器分接開(kāi)關(guān)的位置小負(fù)荷時(shí)的分抽頭電壓類推，實(shí)際選用的分抽頭是與大小負(fù)荷分抽頭電壓平均值最接近的一個(gè)。求變壓器分接開(kāi)關(guān)位置結(jié)果如下：廠站變壓器抽頭#1變電所110+51.25% / 11#2變電所110 / 11#3變電所110+51.25% / 11#4變電所110+41.25% / 11第二部分設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、電力系統(tǒng)功率的初步平衡1、有功功率的平衡：（1）用戶負(fù)荷 （2）供電負(fù)荷 （3）發(fā)電負(fù)荷 (4)備用容量負(fù)荷備用容量：一般為(25%)pf，現(xiàn)取0.05263.10=13.

37、16mw；事故備用容量：一般為10%pf，且不小于系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量，現(xiàn)取50mw； 檢修備用容量：一般為(815%)pf，且不小于系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量，現(xiàn)取50mw。三種備用容量之和：13.16+50+50113.16mw(5)裝機(jī)容量：考慮備用容量后的系統(tǒng)應(yīng)有容量：263.10+113.16=376.26mw實(shí)際裝機(jī)容量可取a發(fā)電廠550mw，b發(fā)電廠425mw的方案： 550+425350 mw系統(tǒng)備用容量： 350-263.10=86.90 mw備用率： 86.90263.10=0.33 (6)功率缺額：376.2635026.26mw即考慮各種備用容量后，將出現(xiàn)26.26m

38、w的功率缺額。(7)解決功率缺額的辦法：將本區(qū)域電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的檢修安排在負(fù)荷較低時(shí)進(jìn)行。這樣，可以不考慮在最大負(fù)荷時(shí)，一臺(tái)50mw機(jī)組檢修另一臺(tái)機(jī)組又發(fā)生故障的情況。這樣一來(lái)，備用容量可減少50mw，減為26.26-50=23.74mw，即功力不但不缺，還可以送出23.74mw。因此，確定a發(fā)電廠采用550mw的方案，b發(fā)電廠采用425mw的方案。2、無(wú)功功率的平衡：電網(wǎng)最大自然無(wú)功負(fù)荷系數(shù)k取1.1，得系統(tǒng)最大自然無(wú)功負(fù)荷 發(fā)電機(jī)滿發(fā)且運(yùn)行于額定功率因數(shù)時(shí)所發(fā)出的無(wú)功功率：qf350tg(arccos0.8)262.5mw mvar 則qf 由于需要將#1、#2、#3、#4變電所低壓側(cè)功率因

39、數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9，因此應(yīng)安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。計(jì)算出所需的補(bǔ)償電容器容量以及補(bǔ)償后各變電所低壓側(cè)最大、最小負(fù)荷時(shí)的無(wú)功功率如下：（1）計(jì)算方法如下：1)tg(arccos0.95)=0.329,tg(arccos0.9)=0.484,tg(arccos0.85)=0.620；tg(arccos0.8)=0.75,tg(arccos0.75)=0.882；2)qmax=0.329pmax；3)qmin=0.329pmin；4)qc=pmaxtg(arccos)-tg(arccos0.9)。（2）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#175 + j36.350 +

40、j21.78#240 + j19.3635 + j14.52#360 + j29.0440 + j19.36#455 + j26.6235+ j16.94計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量也可以按照電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料第21頁(yè)表212查表計(jì)算。二、方案技術(shù)比較1、方案2（如下圖）（1) 導(dǎo)線選?。篴1段：p1max=75(mw) cos=0.9 tmax=5000查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p29圖3-1，得 j=1.11imax=437.39(a)sj=197.03(mm2)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,選lgj-210/35導(dǎo)線。a3段：p3max=60(mw) c

41、os=0.9 tmax=4500查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p29圖3-1，得 j=1.19imax=349.91(a)sj=147.02(mm2)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,選lgj-185/30導(dǎo)線。b2、a2段：p2max=40(mw) cos=0.9 tmax=4000查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p29圖3-1，得 j=1.27imax=233.27(a)sj=91.84(mm2)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,選lgj-70/10導(dǎo)線。b4、a4段：p4max=55(mw) cos=0.9 tmax=4200查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及

42、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p29圖3-1，得 j=1.24imax=320.75(a)sj=129.33(mm2)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,選lgj-120/25導(dǎo)線。（2）校驗(yàn)：1) 機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：因?yàn)橐陨纤x各段導(dǎo)線截面積均大于35mm2，所以不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。2) 發(fā)熱校驗(yàn)：查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,得到所選各段導(dǎo)線長(zhǎng)期允許載流量如下表：段別a1a3b2a2b4a4型號(hào)lgj-210/35lgj-185/30lgj-70/10lgj-70/10lgj-120/25lgj-120/25長(zhǎng)期允許載流量(a)607551297297433433查電力系

43、統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p117附表1-24,得到：最熱月平均最高溫度為32.3，由附表1-23查得溫度修正系數(shù)k為0.95. a1段，取最大故障情況下，即a1兩回中一回?cái)嗑€：imax=437.79(a)iyx=k607=576.65(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。 a3段，取最大故障情況下，即a1兩回中一回?cái)嗑€：imax=349.91(a)iyx=k551=523.45(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求b2段，取最大故障情況下，即a2斷線：imax=233.27(a)iyx=k297=282.15(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。 b4段，取最大故障情況下，即a4斷線：im

44、ax=320.75(a)iyx=k433=411.35(a)imaxiyxa2段同b2段，滿足發(fā)熱要求。a4段同b4段，滿足發(fā)熱要求。結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。3) 電暈校驗(yàn)：因?yàn)橐陨纤x各段導(dǎo)線截面積均不小于70mm2，所以不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)。查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p118附表1-25,得到所選各段導(dǎo)線電阻電抗值如下表：段別導(dǎo)線型號(hào)長(zhǎng)度(km)r1(/km)x1(/km)z()a1lgj-210/3518.02820.1500.405(5.41+j14.60)/2a3lgj-185/3022.3620.1700.410(6.13+j14.78)/2b2lgj-70/1028.280.450

45、0.44125.46+j24.95b4lgj-120/25430.2630.42113.15+j21.05a2lgj-70/1018.0280.4500.44138.71+j37.94a4lgj-120/2546.0980.2630.42122.47+j35.974) 電壓損耗校驗(yàn)：正常情況下：a1段：ua1=3.95(kv)u a1%=100%=100%=3.59%10%a3段：ua3=3.24(kv)u a3%=100%=100%=2.95%10%b2段：ub2=4.59(kv)umax%=100%=100%=4.17%10%b4段：ub4=5.02(kv)umax%=100%=100%=

46、4.56%10%a2段：ua2=6.98(kv)umax%=100%=100%=6.35%10%a4段：ua4=8.57(kv)umax%=100%=100%=7.8%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7.8%。 故障情況下：a1段：考慮a1段雙回線中一回線路斷線.ua1=7.89(kv)u a1%=100%=100%=7.17%15%a3段：考慮a3段雙回線中一回線路斷線.ua3=6.48(kv)u a3%=100%=100%=5.89%15%b2段：考慮a2段斷線* ub2= = =9.18(kv)ub2%=100%=100%=8.35%15%，滿足要求。b4段：考

47、慮a4段斷線ub4=10.04(kv)umax%=100%=100%=9.13%15%a2段：考慮b2段斷線ua2=13.96(kv)umax%=100%=100%=12.69%15%a4段：考慮b4段斷線ua4=17.15(kv)umax%=100%=100%=15.59%15%，略大于15%2、方案4（1) 導(dǎo)線選取：說(shuō)明：方案4中, a1段和a3段導(dǎo)線選取同方案1.b2、a2段：p2max=30(mw) cos=0.95 tmax=4000查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p29圖3-1，得 j=1.27imax=165.75(a)sj=65.25(mm2)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考

48、p115附表1-21,選lgj-70/10導(dǎo)線。b4段：p4max=55(mw) cos=0.95 tmax=4200查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p29圖3-1，得 j=1.24imax=303.87(a)sj=122.53(mm2)查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,選lgj-120/25導(dǎo)線。（2）校驗(yàn)：1) 機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：因?yàn)橐陨纤x各段導(dǎo)線截面積均大于35mm2，所以不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。2）發(fā)熱校驗(yàn)：查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p115附表1-21,得到所選各段導(dǎo)線長(zhǎng)期允許載流量如下表：段別a1a3b2b4a2型號(hào)lgj-210/35lgj-185/30lgj-

49、70/10lgj-120/25lgj-70/10長(zhǎng)期允許載流量(a)607551297433297查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p117附表1-24,得到：最熱月平均最高溫度為30，由附表1-23查得溫度修正系數(shù)k為0.95. a1段，取最大故障情況下，即a1兩回中一回?cái)嗑€：imax=469.6(a)iyx=k655=622.25(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。 a3段，取最大故障情況下，即a1兩回中一回?cái)嗑€：imax=359.12(a)iyx=k551=523.45(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。 b2段，取最大故障情況下，即a2斷線：imax=165.75(a)iyx=k

50、297=282.15(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。d) b4段，取最大故障情況下，即b4兩回中一回?cái)嗑€：imax=303.87(a)iyx=k433=411.35(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。e) a2段，取最大運(yùn)方下，即b2斷線時(shí)：imax=165.75(a)iyx=k297=282.15(a)imaxiyx結(jié)論：滿足發(fā)熱要求。3）電暈校驗(yàn)：因?yàn)橐陨纤x各段導(dǎo)線截面積均不小于70mm2，所以不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)。查電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考p118附表1-25,得到所選各段導(dǎo)線電阻電抗值如下表：段別導(dǎo)線型號(hào)長(zhǎng)度(km)r1(/km)x1(/km)z()a1lgj-210/3536.05620.1500.405(5.41+j14.60)/2a3lgj-185/3036.05620.1700.410(6.13+j14.78)/2b2lgj-70/1056.5690.4500.441(25.46+j24.95)b