電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計

1、1 設(shè)計任務(wù)書1.1電源情況某市擬建一座XX火電廠，容量為MW，Tmax取6500h。該廠部分容量的30%供給本市負(fù)荷，10kV負(fù)荷16MW，35kV負(fù)荷26MW，其余容量都匯入地區(qū)電網(wǎng)，供給地區(qū)負(fù)荷。同時，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MW，Tmax為4000h；沒有本地負(fù)荷，全部供出匯入地區(qū)電網(wǎng)。1.2負(fù)荷情況地區(qū)電網(wǎng)有兩個大型變電所:清泉變電所負(fù)荷為54.2+j30MVA,Tmax取5000h。石崗變電所負(fù)荷為64.2+j40MVA,Tmax取5800h。（均有一、二類負(fù)荷，約占66%，最小負(fù)荷可取60%）1.3氣象數(shù)據(jù)本地區(qū)年平均氣溫15，最熱月平均最高氣溫281.

2、4地理位置數(shù)據(jù)見圖1（圖中1cm代表30km）石崗變； 水電廠；新建火電廠；清泉變；大系統(tǒng)。1.5設(shè)計內(nèi)容根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)，選定火電的發(fā)電型號、參數(shù)，確定火電廠的電氣主接線和升壓變壓器臺數(shù)。型號、容量、參數(shù)等。制定無功平衡方案，決定各節(jié)點容量補償容量。擬定地區(qū)電網(wǎng)接線方案。可初定出兩個比較合理的方案參加經(jīng)濟比較。通過潮流計算選出各輸電線的截面，計算導(dǎo)線的兩損和電壓降落。經(jīng)過經(jīng)濟比較，選一個最優(yōu)的方案。對火電廠內(nèi)高中低三個電壓等級母線進(jìn)行短路電流計算。選擇火電廠電氣主接線的主要設(shè)備，并進(jìn)行校驗。8 按通常情況配置繼電保護(hù)。1.6設(shè)計成果設(shè)計計算說明說一份，要求條目清晰、計算正確、文本整潔。地區(qū)電

3、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。圖1 地區(qū)電網(wǎng)地理位置圖2 設(shè)計說明書2.1確定火電廠和水電廠的發(fā)電機型號、參數(shù)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，擬建火電廠容量為汽輪發(fā)電機50MW2臺、175MW1臺；水電廠容量為水輪發(fā)電機50MW2臺。確定汽輪發(fā)電機型號、參數(shù)見表1-1，水輪發(fā)電機型號、參數(shù)見表1-2 表1-1 汽輪發(fā)電機型號、參數(shù)型 號額定容量（MW）額定電壓（KV）額定電流（A）功率因數(shù)COS次暫態(tài)電抗臺數(shù)QF-50-250105344008501242QF-175-21751386150080181表1-2 水輪發(fā)電機型號 、參數(shù)型號額定容量（MW）額定電壓（KV）額定電流（A）功

4、率因數(shù)COS次暫態(tài)電抗Xd臺數(shù)SF60-96/9000601382950085027022.2通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定地區(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，初步選出兩個比較合理的方案，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟比較。方案1：如圖2.1所示，火電廠以雙回線分別送電給B變電所和大系統(tǒng)；水電廠以雙回線送電給A變電所，以單回線送電給大系統(tǒng)。所有線路均選用110KV。方案2：如圖2.2所示，火電廠仍以雙回線分別送電給B變電所和大系統(tǒng)；水電廠則以單回線分別送電給A變電所和大系統(tǒng)，同時再以單回線連接大系統(tǒng)和A變電所，形成3點單環(huán)網(wǎng)。所有線路均選用110KV

5、。圖2.1 方案1圖2.2 方案2經(jīng)過輸電線選擇計算和潮流計算，兩個設(shè)計方案在技術(shù)上都可行，再對這兩個方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟比較。在對設(shè)計方案進(jìn)行經(jīng)濟性能比較時，有時要用抵償年限來判斷。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的年運行費用卻大于方案2的年運行費用，則由于方案2的運行費用的減少，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68年（負(fù)荷密度大的地區(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，應(yīng)選擇投資小而年費用較多的方案：反之，則選擇投資多而年費用較少的方案。2.3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連接線按其功能

6、要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、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。2.3.1 火電廠電氣主接線的確定（1）50MW汽輪發(fā)電機2臺，發(fā)電機出口電壓為10.5KV。10KV發(fā)電機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1臺，發(fā)電機出口電壓為13.8KV，直接用單元接線方式升壓到110KV，110KV側(cè)采用雙母線接線，運行可靠性高，調(diào)度靈活方便。（3）10KV

7、發(fā)電機電壓母線接出2臺三繞組升壓變壓器，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。2.3.2 水電廠電氣主接線的確定水電廠有60MW水輪發(fā)電機2臺，發(fā)電機出口電壓為13.8KV。直接用單元接線方式升壓到110KV，110KV側(cè)選用內(nèi)橋接線方式，經(jīng)濟性好且運行方便9。2.4確定發(fā)電廠的主變壓器為了減少電能在傳輸過程中的損耗，必須使用高壓送電。變壓器的作用就是將發(fā)電機發(fā)出的電壓升高到一定等級的高電壓后傳輸?shù)接脩舳嗽侔央妷航档偷揭欢ǖ燃壒┯脩羰褂?。選擇變壓器時，要根據(jù)發(fā)電廠的發(fā)電量及用戶的用電量來選擇變壓器的容量。容量不足會導(dǎo)致變壓器長期處于過負(fù)荷運行狀態(tài)。過負(fù)荷運行造成的

8、溫升對絕緣會帶來一定的影響。所以確定變壓器的型號、參數(shù)時要充分考慮到所選的容量。將兩臺或兩臺以上的變壓器的原繞組并聯(lián)接到公共電源上，副繞組也并聯(lián)接在一起向負(fù)載供電，這種運行方式，叫做變壓器的并列運行。近代電力系統(tǒng)中，隨著系統(tǒng)容量的增大，需要將兩臺或多臺變壓器并列運行，以擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的全部容量。從保證電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟運行的角度來看，變壓器的并列運行是十分必要的。因為變壓器運行中可能會發(fā)生故障，因此若干臺變壓器并列運行后，故障時正常運行的變壓器由于在短時間內(nèi)允許過負(fù)荷運行，從而可保證對重要用戶的連續(xù)供電。另外，在并列運行中，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷輕時，可輪流檢修變壓器而不中斷供電。在負(fù)荷輕時，還可停用幾

9、臺變壓器，以減少變壓器的損耗，達(dá)到經(jīng)濟運行的目的。在對火電廠變壓器選擇時，選用1臺175MW發(fā)電機采用150MVA雙繞組變壓器直接升壓至110KV；2臺50MW發(fā)電機采用2臺63MVA三繞組變壓器升壓至35KV和110KV。兩臺變壓器可以互為備用?；痣姀S主變壓器型號見下表。表4-1 火電廠主變壓器型號、參數(shù)名稱型號額定容量（KVA）額定電壓（KV）阻抗電壓（%）臺數(shù)高壓中壓低壓高一中高一低中一低三繞組變壓器S-FPSL7-6300/110630012138510517105652雙繞組變壓器SSPL-150000/11015000012113812.681水電廠水輪發(fā)電機為2臺50MW，全部以

10、110KV供本地系統(tǒng)?？紤]到供電可靠性的要求，采用兩臺雙繞組變壓器。水電廠主變壓器型號、參數(shù)見表4-2。表4-2 水電廠主變壓器型號、參數(shù)名稱型號額定容量(KVA)額定電壓（KV）阻抗電壓（%）臺數(shù)高壓低壓雙繞組變壓器SSPL-90000/1109000012113810523 設(shè)計計算書3.1發(fā)電廠主變壓器容量的選擇1）火電廠主變壓器容量的選擇火電廠共有汽輪發(fā)電機3臺。其中50MW2臺，125MW1臺。（1）125MW發(fā)電機采用雙繞組變壓器直接升壓至110KV。按發(fā)電機容量選擇配套的升壓變壓器：（MVA）故125MW發(fā)電機輸出采用容量為150000KVA的雙繞組變壓器，變比為13.8/121

11、，型號為SSPL-150000/110,具體參數(shù)見表3。（2）10KV母線上有16MW供本市負(fù)荷，同時廠用電取為5%，則通過兩臺升壓變壓器的總功率為：（MW）兩臺50MW發(fā)電機剩余容量采用兩臺三繞組變壓器輸出，兩臺變壓器應(yīng)互為備用，當(dāng)一臺檢修時，另一臺可承擔(dān)70%的負(fù)荷，故每臺變壓器容量計算如下：（MVA）選用兩臺容量相近的63000KVA三相繞組變壓器，變比為10.5/38.5/121,型號為SFPL7-63000/110,具體參數(shù)詳見表2-3。2）水電廠主變壓器容量的選擇 水電廠每臺水輪發(fā)電機為60MW，擬采用發(fā)電機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

12、量的1%。（MVA）按發(fā)電機容量選擇變壓器：（MVA）選用兩臺容量為90000KVA的雙繞組變壓器輸出，變比為13.8/121，型號為SFP790000/110,具體參數(shù)詳見表4。3.2 地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的計算3.2.1 地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的功率平衡計算1）石崗變電所石崗變負(fù)荷功率為：則功率因數(shù) 按要求應(yīng)當(dāng)采用電容器將功率因數(shù)補償?shù)?.9以上：解得 Mvar即經(jīng)電容QC補償后，B變電所所需功率變?yōu)椋海∕VA）石崗變電所補償電容容量至少為：（Mvar）火電廠擬采用單回線供電給石崗變電所，線路末端回路的功率為：（Mva）火電廠供石崗變電所線路首端，回路的功率初步估算為：2）清泉變電所清泉變電所負(fù)

13、荷功率為：則功率因數(shù) 按要求應(yīng)當(dāng)采用電容器將功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。設(shè)用電容將功率因數(shù)補償?shù)?.93解得（Mvar）經(jīng)電容補償后，清泉變電所實際負(fù)荷為：清泉變電所補償電容容量為：（Mvar）水電廠擬以雙回線供電給清泉變電所，每回路末端功率為：（MVA）線路首端每一回線的功率初步估算為：3）水電廠水電廠輸出有功功率： （MW）水電廠一般無附近電荷，因此可設(shè)其運行功率因數(shù)為較高值，以避免遠(yuǎn)距離輸送無功。令水電廠110KV出口處：則輸出視在功率為：（MVA）輸出無功功率為：（Mvar）水電廠輸出功率為：（MVA）水電廠分別向大系統(tǒng)和清泉變電所兩個方向供電。（1）水電廠擬雙回線向清泉變電所供電，線路

14、首端每一回線的功率初步估算為：（2）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：4）火電廠火電廠需要分別向石崗變電所和大系統(tǒng)兩個方向供電。（1）火電廠外送總功率?；痣姀S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)。火電廠以110KV外送總有功功率為：（MW）令其運行功率因數(shù)為：則外送總視在功率為： （MVA）外送總無功功率為：（Mvar）火電廠以110KV外送總功率為：（MVA）（2）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單回線總功率估算為：（MVA）火電廠送大系統(tǒng)總功率?；痣姀S送大系統(tǒng)總功率為： （MVA）火電廠

15、擬以單回線送往大系統(tǒng)，線路首端回線的功率為：（MVA）5）大系統(tǒng)火電廠送給大系統(tǒng)的總功率為：（MVA）水電廠送給大系統(tǒng)的總功率為：（MVA）火電廠、水電廠送至大系統(tǒng)的功率合計為：（MVA）3.2.2 地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的架空線路導(dǎo)線型號初選1） 火電廠石崗變電所由于火電廠至石崗變電所采用單回路，因此線路上總功率和電流為： （MVA）(A)，查軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度圖，得J=0.96A/mm2則其經(jīng)濟截面為：( mm2)試取最接近的導(dǎo)線截面為185mm2,選取LGJ185/30鋼芯鋁絞線。2） 火電廠大系統(tǒng)火電廠至大系統(tǒng)采用單回路，線路上的總功率和電流為： (MVA)（A），查軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度圖，

16、得J=0.9A/mm2則其經(jīng)濟截面為：（mm2）試取導(dǎo)線截面為300mm2,選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線。3） 水電廠清泉變電所水電廠至清泉變電所采用雙回路，每條線路上的總功率和電流為：（MVA）162（A）取5000h ，查導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度圖，J=1.1A/mm2則其經(jīng)濟截面為：（mm2）試取導(dǎo)線截面為150mm2,選取LGJ150/25鋼芯鋁絞線。4） 水電廠大系統(tǒng)水電廠經(jīng)單回路送往大系統(tǒng)（MVA）（MVA）(A)取4000h，查表得J=1.28A/mm2則其經(jīng)濟截面為：（mm2）試取導(dǎo)線截面為300mm2,選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線。3.2.3地區(qū)電網(wǎng)接線方案1的導(dǎo)線截面積校驗

17、1.按機械強度校驗導(dǎo)線截面積為保證架空線路具有必要的機械強度，對于110KV等級的線路，一般認(rèn)為不得小于35mm2。因此所選的全部導(dǎo)線均滿足機械強度的要求。2.按電暈校驗導(dǎo)線截面積根據(jù)表2-1可見，所選的全部導(dǎo)線均滿足電暈的要求。表2-1 按電暈校驗導(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）9.621.433.1相應(yīng)型號LGJ50LGJ240LGJ6002LGJ2404×LGJ3004×LGJQ4003.按允許載流量校驗導(dǎo)線截面積允許載流量是根據(jù)熱平衡條件確定的導(dǎo)線長期允許通過的電流。所有線路都必須根據(jù)可能出現(xiàn)

18、的長期運行情況作允許載流量校驗。進(jìn)行這種校驗時，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般去70，并取導(dǎo)線周圍環(huán)境溫度為25.各種導(dǎo)線的長期允許通過電流如表22所示。表2-2 導(dǎo)線長期允許通過電流 單位：A截面積（mm2）標(biāo)號35507095120150185240300400LJ170215265325375440500610680830LGJ170220275335380445515610700800按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)線截面積，一般都會比按正常運行情況下的允許載流量計算的面積大得多。而在故障情況下，例如雙回線中有一回線斷開時，則有可能使導(dǎo)線過熱19。根據(jù)氣象資料，最熱月平均最高氣溫為30，查得的允許載流

19、量應(yīng)乘以溫度修正系數(shù)： 1.火電廠石崗變電所（LGJ185單回線）：LGJ185鋼芯鋁絞線允許載流量為515A，乘以溫度修正系數(shù)后：515×0.97=500A>387A 合格LGJ185/30導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)（電阻，電抗，沖電功率）如下：r1=0.17/km, x1=0.395/km, QCL=3.35Mvar/100km2.火電廠大系統(tǒng)（LGJ300單回線）：LGJ300鋼芯鋁絞線允許載流量為800A，乘以溫度修正系數(shù)后：800×0.97=776>570A 合格LGJ400/50導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下：r1=0.107/km, x1=0.382/

20、km, QCL=3.48Mvar/100km3.水電廠清泉變電所（LGJ150雙回線）：LGJ150鋼芯鋁絞線允許載流量為445A，乘以溫度修正系數(shù)后：445×0.97=431.65A>162A 合格當(dāng)雙回路斷開一回，流過另一回的最大電流為：2×162=324A，仍小于允許載流量431.65A，合格LGJ150/25導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下：r1=0.21/km, x1=0.403/km, QCL=3.3Mvar/100km4.水電廠大系統(tǒng)（LGJ300單回線）：LGJ300鋼芯鋁絞線允許載流量為700A，乘以溫度修正系數(shù)后：700×0.97=679A&

21、gt;334A 合格LGJ300/50導(dǎo)線滿足要求，查得其參數(shù)如下：r1=0.107/km, x1=0.382/km, QCL=3.48Mvar/100km3.2.4 方案1潮流計算根據(jù)鋼芯鋁絞線的參數(shù)，可以得到表33，在表中可以查到鋼芯鋁絞線的電阻、電抗、充電功率。表33 鋼芯鋁絞線的參數(shù)LGJ150/25LGJ185/30LGJ300/50LGJ400/50電阻（/km）0.210.170.1070.107電抗（/km）0.4030.3950.3820.382充電功率（Mvar/100km）3.33.353.483.481）火電廠石崗變電所：LGJ185/30雙回110KV線路138km對

22、于回線：R=0.17×78=13.3（） ，X=0.395×78=30.8（）回線的功率損耗：（MW）（Mvar）回線路上產(chǎn)生的充電功率為： （Mvar）分算到線路兩端 得到其潮流分布計算圖，見圖2.1圖2.1 火電廠石崗變電所線路潮流計算圖火電廠到石崗變電所線末端每回線上功率為： （MVA）從而可以得到線路首端的功率： （MVA）（MVA）火電廠的出口電壓暫設(shè)為120KV，此線路上的電壓降落為：石崗變電所110KV母線的電壓為：U石=120-19=101（KV） 合格2)火電廠大系統(tǒng)：LGJ400/50單回110KV線路182.55km對于線路：R=0.107×

23、135=14.4（） ，X=0.382×135=51.6（）線路上的功率損耗：（MW） （Mvar）每一回線上產(chǎn)生的充電功率為： （Mvar）分算到線路兩端：圖2.2火電廠大系統(tǒng)線路潮流計算圖火電廠送往大系統(tǒng)線路首端的功率為：（MVA） （MVA）已設(shè)火電廠的出口電壓為120KV。線路上的電壓降落： （MVA大系統(tǒng)110KV母線電壓為：U=120-24=96（KV） 合格3） 水電廠大系統(tǒng)（LGJ300/50單回110KV線路210km）由水電廠至大系統(tǒng)采用單回線：R=0.107×110=11.8（），X=0.382×111=42.4（）線路上的功率損耗：線路上產(chǎn)

24、生的沖電功率為：（MW） （Mvar）線路上產(chǎn)生的沖電功率為： （Mvar）分算到線路兩端：圖2.3 水電廠大系統(tǒng)線路潮流計算圖由水電廠送往大系統(tǒng)的功率為：(MVA)已算出大系統(tǒng)110KV母線處電壓即U4為105KV，線路上的電壓降落：(KV)水電廠出口110KV母線電壓為：U =105+7.61=112.61（KV） 合格4）水電廠清泉變電所（LGJ150/25雙回110KV線路180km）對于每一回線：R=0.21×93=19.5（），X=0.403×93=37.5（）每一回線的功率損耗：（MW） （Mvar）每一回線上產(chǎn)生的充電功率為： （Mvar）分算到線路兩端：圖

25、2.4水電廠清泉變電所線路潮流計算圖清泉變電所處每回線功率為： （MVA） 從而可以得到每回線路首端的功率：（MVA）（MVA）已算出水電廠出口110KV母線電壓為120.6KV，線路上的電壓降落： （MVA）清泉變電所110KV母線電壓為：（KV） 合格各節(jié)點電壓均在110/11KV降壓變壓器分街頭的調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，完全可滿足10KV母線對調(diào)壓的要求。3.2.5方案1工程總投資和年運行費通過最大負(fù)荷損耗時間計算電網(wǎng)全年電能損耗，進(jìn)而計算年費用和抵償年限。最大損耗時間max可由表2-3查得。表2-3 最大損耗時間max的值 單位：h0.800.850.900.951.000.800.850.90

26、0.951.002000150012001000800700550041004000395037503600250017001500125011009506000465046004500435042003000200018001600140012506500525052005100500048503500235021502000180016007000595059005800570056004000275026002400220020007500665066006550650064004500315030002900270025008000740073507250500036003500340

27、0320030001）方案1線路的電能損耗（1）火電廠石崗變電所（單回線）（MW） =5800（h）查表得： =4270（h）則全年電能損耗： （KW·h）（2） 火電廠大系統(tǒng)（單回線）:（MW） =6500（h）查表得：=4950（h）則全年電能損耗： （KW·h）（3）水電廠清泉變電所（雙回線）：（MW） =5000（h）查表得： =3200（h）則全年電能損耗：（KW·h）（4）水電廠大系統(tǒng)（單回線）：（MW） =4000（h）查表得： =2150（h）則全年電能損耗： （KW·h）方案1的全年總電能損耗（僅限于線路損耗）：（KW·h）方

28、案1線路投資火電廠石崗變電所：LGJ185/30單回110KV線路78km。火電廠大系統(tǒng)：LGJ400/50單回 110KV線路135km。水電廠清泉變電所：LGJ150/25 雙回 110KV線路93km。水電廠大系統(tǒng)：LGJ300/50單回 110KV線路111km。方案1線路總投資：線路造價為虛擬的，與導(dǎo)線截面成正比，同桿架設(shè)雙回線系數(shù)取0.9。（萬元）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 。方案1的工程總投資為：（萬元）方案1的年運行費用維持電力網(wǎng)正常運行每年所支出的費用，稱為電力網(wǎng)的年運行費用。年運行費用包括電能損耗費、小維修費、維護(hù)管理費。電力網(wǎng)的年運行費可以按下式計

29、算：式中 為計算電價，元/（KW·h（此設(shè)計中電價取0.52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為折舊費百分?jǐn)?shù)；PX為小維修費百分?jǐn)?shù)；PW為維修管理費百分?jǐn)?shù)。電力網(wǎng)折舊、小修和維護(hù)管理費占總投資的百分?jǐn)?shù)，一般由主管部門制定。設(shè)計時可查表24取適當(dāng)?shù)闹?。?-4 電力網(wǎng)的折舊、小修和維護(hù)費占投資的百分?jǐn)?shù) 單位：%設(shè)備名稱折舊費小修費維護(hù)管理費總計木桿架空線81413鐵塔架空線4.50.527鋼筋混凝土桿架空線4.50.527電纜線路3.50.526本設(shè)計采用鋼筋混凝土桿架空線，三項費用總計取總投資的7%。則方案1的年運行費用為：

30、3.3地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的計算（環(huán)網(wǎng)）3.3.1 地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的功率平衡計算1）石崗變電所石崗變電所負(fù)荷情況與方案1相同，火電廠以單回線供石崗變電所，線路首端回線的實在功率初步估算為：（MVA）2）清泉變電所清泉變電所負(fù)荷情況與方案1相同，線路首端的功率初步估算為：（MVA）3）水電廠水電廠輸出功率仍為： (MVA)水電廠分別向大系統(tǒng)和清泉變電所兩個方向供電。水電廠擬以單回線向清泉變電所供電，線路首端功率初步估算為：（MVA）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）火電廠火電廠分別想石崗變電所和大系統(tǒng)兩個方向供電，負(fù)荷及線路情況與方案1相同。火電廠以單回線送往石崗變電所，

31、線路首端的功率為：（MVA）火電廠以單回線送往大系統(tǒng)，線路首端的功率為：（MVA）5）大系統(tǒng)火電廠送出給大系統(tǒng)總功率為：（MVA）水電廠送出給大系統(tǒng)總功率為：（MVA）火電廠、水電廠送至大系統(tǒng)的功率合計為：（MVA）3.3.2 地區(qū)電網(wǎng)接線方案2的架空線路導(dǎo)線型號初選1）火電廠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LGJ185/30鋼芯鋁絞線。2）火電廠大系統(tǒng)由于火電廠至大系統(tǒng)負(fù)荷情況與方案1相同，因此仍選取LGJ400/50鋼芯鋁絞線。3）水電廠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： （MVA）（A）Tmax=5000h，查軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度圖

32、，得J=1.1A/mm2 ，則其經(jīng)濟截面為：（mm2）試取導(dǎo)線截面為300mm2，選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線。4）水電廠大系統(tǒng)水電廠經(jīng)單回路送往大系統(tǒng)： （MVA） （MVA） （A）取4000h，查表得J=1.28A/mm2則其經(jīng)濟截面為：(mm2)試取導(dǎo)線截面為300mm2，選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線。5）大系統(tǒng)清泉變電所大系統(tǒng)A變電所正常運行時功率很小，但考慮到當(dāng)環(huán)網(wǎng)其他某一回路斷開時，流過本線路的電流大，因此仍選為LGJ300導(dǎo)線。3.3.3 方案2潮流計算（僅進(jìn)行最大負(fù)荷時的潮流計算）1）火電廠石崗變電所（LGJ185/30雙回110KV線路138km）由于火電廠至石崗變

33、電所負(fù)荷及線路情況與方案1相同，計算從略。石崗變電所110KV母線的電壓為：U石 =120-19=101（KV） 合格2）火電廠大系統(tǒng)（LGJ400/50單回110KV線路182.55km）由于火電廠至大系統(tǒng)負(fù)荷及線路情況與方案1相同，計算從略。大系統(tǒng)110KV母線的電壓為：U大=120-24=96（KV） 合格3）水電廠大系統(tǒng)（LGJ300/50單回110KV線路210km）初步選擇時環(huán)網(wǎng)的3邊均選了LGJ300鋼芯鋁絞線，現(xiàn)按均一環(huán)形電網(wǎng)來計算環(huán)網(wǎng)的潮流分布，校驗初選的LGJ300鋼芯鋁絞線是否合適，均一電網(wǎng)潮流計算圖見圖31。根據(jù)均一電力網(wǎng)，將其進(jìn)行簡化得到開式網(wǎng)，如圖32圖31 均一電

34、網(wǎng)潮流計算圖均一電力網(wǎng)轉(zhuǎn)化成開式網(wǎng)，見圖36。圖32均一電力網(wǎng)轉(zhuǎn)化成開式網(wǎng)根據(jù)均一電力網(wǎng)的公式：從而得到：即水電廠大系統(tǒng)單回路線路功率為：（MVA） （A）取4000h，查表得J=1.28A/mm2則其經(jīng)濟截面為：（mm2）可仍選截面為300mm2的導(dǎo)線，即選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線是合適的。R=0.107×111=11.9， X=0.382×111=42.4線路上的功率損耗：（MW） （Mvar）線路上產(chǎn)生的充電功率為： （Mvar）折算到線路兩端： （Mvar）圖3.2水電廠大系統(tǒng)線路潮流計算圖由水電廠送往大系統(tǒng)的功率為： （MVA）已算出大系統(tǒng)110KV母線處電

35、壓為105KV，線路上的電壓降落為： （MVA）可算出水電廠出口110KV母線電壓為：U水=105+8.9=113.9（KV） 合格4）水電廠清泉變電所（LGJ300/50單回110KV線路180km） （MVA）（A）取5000h，查導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度圖，得J=1.1A/mm2則其經(jīng)濟截面為：(mm2)仍可選截面為300mm2的導(dǎo)線，即選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線是合適的。R=0.21×93=19.5（），X=0.403×93=37.5（）線路上的功率損耗為：（MW） （Mvar）線路上產(chǎn)生的充電功率為： （Mvar）折算到線路兩端： （Mvar）圖3.3水電廠清泉變電

36、所線路潮流計算圖水電廠清泉變電所線首端： （MVA） （311）已算出水電廠出口110KV母線電壓為116.8KV，線路上的電壓降落： （MVA）A變電所110KV母線電壓為：(KV)稍低，但仍在變壓器分接頭范圍之內(nèi)。5）大系統(tǒng)清泉變電所（LGJ300/50單回110KV線路99km）由大系統(tǒng)至清泉變電所采用單回線，其潮流分布計算圖見圖34。圖34大系統(tǒng)至清泉變電所潮流分布計算圖水電廠清泉變電所線路末端： (MVA)大系統(tǒng)清泉變電所線路末端： （MVA）（A）已選取LGJ300/50鋼芯鋁絞線：R=0.107×63=6.7（），X=0.382×63=24.1（）線路上的功率

37、損耗：（MW） （Mvar）3.3.3方案2工程總投資和年運行費用方案2線路的電能損耗1）火電廠石崗變電所（雙回線），與方案1相同，全年電能損耗： （KW·h）2）火電廠大系統(tǒng)（單回線），與方案1相同，全年電能損耗： （KW·h）3）水電廠清泉變電所（單回線）：（MW） =5000（h）查表得： =3210（h） 則全年電能損耗： （KW·h）4）水電廠大系統(tǒng)（單回線）：（MW） =4000（h）查表得： =2200（h） 則全年電能損耗： （KW·h）5）大系統(tǒng)清泉變電所；線路上的功率損耗：（MW） =5000（h）查表得： =5000（h）則全年電能

38、損耗： （KW·h）方案2的全年總電能損耗（僅限于線路損耗）：（KW·h）方案2線路投資火電廠石崗變電所：LGJ185/30單回110KV線路78km?；痣姀S大系統(tǒng)：LGJ400/50單回110KV線路135km。水電廠清泉變電所：LGJ300/50單回110KV線路93km。水電廠大系統(tǒng)：LGJ300/50單回110KV線路111km。大系統(tǒng)清泉變電所：LGJ300/50單回110KV線路63km。線路造價為虛擬的，與導(dǎo)線截面積成正比，同桿架設(shè)雙回線系數(shù)取0.9。（萬元）方案1與方案2的變電所投資和發(fā)電廠的投資均相同，設(shè)為。則，知方案2工程總投資為：（萬元）則方案2的年運行費用為： （萬元）3.4 通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定最佳方案兩個設(shè)計方案在技術(shù)上都可行，通過經(jīng)濟性能比較，最終確定最佳方案。在本設(shè)計中，方案1的工程投資小于方案2的工程投資： （萬元）而方案1的年運行費用也小于方案2的年運行費用： （萬元）因此，最終選擇總投資和年運行費用都較少的方案1結(jié)論在高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用以為人所知：它不僅是全面地影響國民經(jīng)濟其它部門