長沙理工大學(xué)電氣學(xué)院電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)

1、電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)摘要經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力先行。電力工業(yè)是國家的基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和 國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位。而由于電能的不能儲(chǔ)的特殊特 性，存須隨時(shí)保持有功功率和無功率的平衡。電力工業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)告訴 我們，電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運(yùn)行就愈合理，經(jīng)濟(jì)效益愈好，應(yīng)變事故的 能力就越強(qiáng)，這也是我國電力工業(yè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。然而聯(lián)合電網(wǎng)也是 由地方電力網(wǎng)相互聯(lián)接而成的。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè) 必須超前發(fā)展，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)的建設(shè)，具有前瞻意識(shí) 是十分重要的。電力規(guī)劃是根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，能源資源和負(fù)荷的分布，確 定合理的電源結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略布局。確立電壓等級(jí)，輸電方式和合理的網(wǎng)架

2、結(jié)構(gòu)等，電力規(guī)劃合理與否，事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，直接影響電力系統(tǒng) 今后的運(yùn)行的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)性，電能質(zhì)量的好壞和未來的發(fā)展。關(guān)鍵詞 :地區(qū)電網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計(jì)；潮流計(jì)算；技術(shù)比較；調(diào)壓計(jì)算目錄1. 引 言 1.1 原始資料： 21.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 21.2.1 技術(shù)參數(shù) 3.1.2.2 數(shù)據(jù)與有關(guān)要求 3.2. 電網(wǎng)接線初步方案的擬定與比較 6.2.1.1 系統(tǒng)最大負(fù)荷： 6.2.1.2 系統(tǒng)最小負(fù)荷： 6.2.1.3 擬定依據(jù)： 7.2.4 初步潮流分布計(jì)算結(jié)果比較各種接線方案 1. 02.5 電壓等級(jí)的確定 1.3.3. 電網(wǎng)接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 1.43.1 發(fā)電廠，變電站主接線方式的選擇 1.5

3、3.1.1 發(fā)電廠 A 接線方式的選擇 1.53.1.2 變電所接線方式的選擇 1.53.2 發(fā)電廠、變電所主變壓器的選擇 1.53.2.1. 確定發(fā)電廠變壓器容量與損耗 1.53.2.2. 確定變電所變壓器容量與損耗 1.73.3 輸電線路型號(hào)的選擇 2.3.3.3.1 導(dǎo)線截面積選擇依據(jù) 2.33.3.2 方案三導(dǎo)線截面積的選擇 2.33.4.3 方案六導(dǎo)線截面選擇 2.63.5 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 2.8.3.5.1 技術(shù)比較 2.8.3.5.2 經(jīng)濟(jì)比較 2.9.4. 調(diào)壓計(jì)算 3.9.4.1 調(diào)壓原則 3.9.4.2 最大、最小負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算 3.94.2.1 各變壓器的參數(shù)計(jì)算

4、 3.94.2.2 最大負(fù)荷最終潮流分布 4.14.2.4 最小負(fù)荷最終潮流分布 4.54.3 變壓器分接頭的選擇 5.0.5. 總結(jié)與心得 5.4.5.1 總結(jié) 5.4.5.2 心得 5.6.附錄1.引 言根據(jù)電能生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的連續(xù)性，瞬時(shí)性，重要性的特點(diǎn)， 對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行也必須保證對(duì)第一類負(fù)荷的不間斷供電， 對(duì)第二類 負(fù)荷的供電可靠性， 同時(shí)，保證良好的電能質(zhì)量， 除此之外降低變換、 輸送、 分配時(shí)的損耗， 保證系統(tǒng)慮供電的可靠性、 靈活性和經(jīng)濟(jì)性的 基礎(chǔ)上， 使方案達(dá)到最合理化。 保證良好的電能質(zhì)量和較好的經(jīng)濟(jì)效 益運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也極為重要。 于是在規(guī)劃電力網(wǎng)時(shí)應(yīng)該根據(jù)各個(gè)負(fù)荷 點(diǎn)對(duì)

5、電能要求的不同和保證運(yùn)行的靈活和操作時(shí)的安全來選擇合適 的接線方式和合理的電壓等級(jí)。 區(qū)域電網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)用戶負(fù)荷的相 關(guān)資料， 各變電站的地理位置和供電情況做出相應(yīng)的功率平衡，確定各變電站變壓器的主變?nèi)萘颗c臺(tái)數(shù)。根據(jù)已有的知識(shí)做出幾種備選的方案， 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較， 主要 從以下幾個(gè)方面： (1) 按經(jīng)濟(jì)截面選擇導(dǎo)線，按機(jī)械強(qiáng)度、載流量等 情況校驗(yàn)導(dǎo)線，確定各段導(dǎo)線型號(hào)。 (2) 對(duì)各種備選方案進(jìn)行正常和 故障情況下的電壓和電能損耗的計(jì)算， 本過程的計(jì)算主要采用手工算 潮流電能的方法， 得出各種正常與故障時(shí)的電壓損耗情況， 評(píng)定各種 接線方案。 (3) 從各種方案線路的損耗等方面進(jìn)行比較。綜

6、合以上三個(gè)方面確定最佳的方案， 即為本設(shè)計(jì)的選定方案。 最 后對(duì)最優(yōu)方案進(jìn)行潮流計(jì)算，根據(jù)其結(jié)果對(duì)最優(yōu)方案評(píng)定調(diào)壓要求， 選定調(diào)壓方案1 原始資料：1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本次電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的發(fā)電廠、變電所原始資料完成如下設(shè)計(jì)：確定供電電壓等級(jí)；初步擬定若干待選的電力網(wǎng)接線方案；發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇；電力網(wǎng)接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較；輸電線路導(dǎo)線截面選擇；精確潮流計(jì)算得出最優(yōu)方案；調(diào)壓計(jì)算1.2 原始資料圖1-1發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置與距離圖示1.2.1 技術(shù)參數(shù)發(fā)電廠為火力發(fā)電廠，裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量：2 X 300 + 2 X 60MW）; 機(jī)端額定電壓（KV）: 20 （ KV）;

7、額定功率因數(shù)cos © =0.9;最小運(yùn)行 方式為二臺(tái)300MW機(jī)組運(yùn)行。1.2.2 數(shù)據(jù)與有關(guān)要求表1-2負(fù)荷數(shù)據(jù)與其要求項(xiàng)7-目站發(fā)電 廠變電所項(xiàng)目A123最大負(fù)荷（MW ）廠用 負(fù)荷6%220260250最小負(fù)荷（MW ）70115120功率因數(shù)cos0.900.920.930.93T max(h)4500500055005000低壓母線電壓（kV）20101010調(diào)壓要求最大負(fù)荷（%）25252525調(diào)壓要求最小負(fù)荷（%）25252525各類負(fù)荷（%）I類30303535各類負(fù)荷（%）II類305040451.3課題任務(wù)要求根據(jù)“電力系統(tǒng)分析”課程所學(xué)理論知識(shí)和電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)

8、計(jì)的基本任務(wù)，在電源與負(fù)荷大小與其相對(duì) 地理位置已確定的情況下，完成一個(gè)區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。 要求對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析，選 擇出最優(yōu)方案，并對(duì)所選方案進(jìn)行必要的技術(shù)計(jì)算（如調(diào)壓計(jì)算、穩(wěn)定性計(jì)算），提出解決技術(shù)問題的措 施。具體設(shè)計(jì)如下:1 .確定供電電壓等級(jí)；2 .初步擬定若干待選的電力網(wǎng)接線方案；3 .發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇；4 .電力網(wǎng)接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較；5 輸電線路導(dǎo)線截面選擇；6. 電網(wǎng)潮流和調(diào)壓計(jì)算。1.4課題完成后應(yīng)提交的文件（或圖表、設(shè)計(jì)圖紙）1. 課程設(shè)計(jì)論文一份，論文中應(yīng)包含有：設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)說明書（各電壓級(jí)各主要的電氣設(shè)備結(jié)果表、短路電流計(jì)算結(jié)果表，

9、潮流計(jì)算結(jié)果 表等）計(jì)算說明書（負(fù)荷計(jì)算、各支路最大負(fù)荷電流計(jì)算、短路電流計(jì)算，潮流計(jì)算等）、繪制的各種圖 紙潮流分布圖和總結(jié)等。2參考文獻(xiàn)1.5 設(shè)計(jì)要求1設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)的規(guī)章制度，按時(shí)到設(shè)計(jì)教室 進(jìn)行設(shè)計(jì)，任何人不得遲到、早退和無故缺席；2同學(xué)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)設(shè)計(jì)中所 出現(xiàn)的問題進(jìn)行綜合分析并加以解決； 同組成員之間可以商量討 論，但嚴(yán)禁相互抄襲；3設(shè)計(jì)完成后，每個(gè)同學(xué)應(yīng)提交設(shè)計(jì)說明書一份，課程設(shè)計(jì) 說明書編寫和電路圖繪制應(yīng)附和規(guī)范要求，文字通順， 排版合理，圖紙符合國家規(guī)范；4按時(shí)參加課程設(shè)計(jì)答辯。1.6 主要參考文獻(xiàn)1 于永源 . 電力系統(tǒng)分析 M. 長

10、沙：湖南師范大學(xué)出版社 ，1992 年7 月2 陳 珩 . 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 （第二版） M. 北京：水利電力出版 社， 1995 年 11 月3 陸敏政. 主編 電力系統(tǒng)習(xí)題集 M. 北京：水利電力出版社， 1990 年4 熊信銀 .發(fā)電廠電氣部分 M. 北京：中國電力出版社， 2008年5 祝淑萍 .電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn) M. 北京：中國電力出版社， 2007 年 3 月6 東北院 .電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：中國電力出版社7 水電部 .電力工程概算指標(biāo) M. 北京：中國水利電力出版社8 電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：中國電力出版社1.7 同組設(shè)計(jì)者2. 電網(wǎng)接線初步方案的擬

11、定與比較2.1 初步接線方案的擬定依據(jù)2.1.1 系統(tǒng)最大負(fù)荷： 首先由數(shù)據(jù)計(jì)算出系統(tǒng)在最大負(fù)荷時(shí)無窮大系統(tǒng)功率的流動(dòng)狀態(tài)。電源 A 最大出力二(2 X 300+2 X 600 ) ( 1-6% ) =1692(MW )負(fù)荷最大功率 =220+250+185=583( MW )此時(shí)可向無窮大系統(tǒng)輸送功率 S=1692-583=1109( MW )2.1.2 系統(tǒng)最小負(fù)荷： 由數(shù)據(jù)計(jì)算出系統(tǒng)在最小負(fù)荷時(shí)無窮大系統(tǒng)功率的流動(dòng)狀態(tài)。電源 A 最大出力 =( 2X 300+2 X 600 )(1-6% )=1692(MW )負(fù)荷最小功率 =70+115+65=250( MW )此時(shí)可向無窮大系統(tǒng)輸送功

12、率 S=1692250=1442( MW )擬定依據(jù)：電力網(wǎng)接線初步方案主要根據(jù)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求擬定。在電力系統(tǒng)中，對(duì)于I類負(fù)荷要求任何情況下不能斷電，U類負(fù)荷要求盡可能保證供電，必要時(shí)可以斷電。從設(shè)計(jì)任務(wù)書中的負(fù)荷數(shù) 據(jù)表可知，發(fā)電廠 A的I類負(fù)荷占30%，變電所1、變電所2變電 所3的I類負(fù)荷分別為30%、35%、35%。所以對(duì)發(fā)電廠A和變電 所1、2、3的供電在任何情況下都不能中斷。2.2初步擬定的方案綜上考慮，可能的各種電網(wǎng)接線初步方案如圖2-1 (可能不完整萬案)（C）(e)圖2-1各種方案電網(wǎng)初步接線圖2.3初步方案的潮流計(jì)算初步方案并未確定導(dǎo)線截面積，因此先按均一網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行

13、初步功率 分布的計(jì)算。均一網(wǎng)初步功率分布的計(jì)算公式如下:按均一網(wǎng)計(jì)算所得方案三初步潮流分布如圖2-2所示圖2-2方案三初步潮流分布圖首先，將環(huán)網(wǎng)化簡：把負(fù)荷 3移植到S和2中。負(fù)荷3移植到S中的負(fù)荷大小為:P3 s丨32l32 l33P3 max185 80.17MW65 85負(fù)荷3移植到2中的負(fù)荷大小為:P3 23s13s l32p3max85185 104.83MW65 85負(fù)荷3移植后S1線路等效長度為(65+85)/100=60km然后，將環(huán)形網(wǎng)絡(luò)如圖2-3所示從A點(diǎn)斷幵進(jìn)行初步潮流計(jì)算:一 762.87WM2.574. 3CW030. 13WA 1 i t s+3卜二你 A75HHO

14、KM11 1r12201ft11H. 17MW 仙4 8郭圖2-3從A站解幵的功率分布圖FS 1117.17MWPA 1220 (95 60 80) 1117.17(60 80)354.83 8075 95 60 80PA 2354.83 (60 95 75) 1117.17 (95 75)220 7575 90 60 80762.87MW929.13MWRs 3762.87-220542.87,MWP2 3 S 31117.17 542.87574.3MW計(jì)算完成后，再還原 S 1線路上的負(fù)荷:574.365 8565 85 100344.58MWF2 3574.3擊寸0 104.83 33

15、4如p3 S574.3-80.1765 85 100149.55MW2 8P P mlm 0.914 10 MW其他方案計(jì)算步驟同上計(jì)算出六種方案的損耗以與線長。2.4初步潮流分布計(jì)算結(jié)果比較各種接線方案表2-1備選方案初步比較圖備選方案線路長度(kM)電能損耗(MW)技術(shù)性比較苴0.914175008供電 可靠 性高、 電能 質(zhì)量 較高、 長度5201.841086650.80 108較長 供電 可靠 性較 高、電 能質(zhì) 量差、 長度 適中 供電 可靠 性高、 電能質(zhì)量好、長度短方案六7655.7 107供電 可靠 性高、 電能 質(zhì)量 較咼、 長度 較長說明：S L止比于電網(wǎng)有功功率損耗，線

16、路長度表示方案的投資。從供電可靠性、電能質(zhì)量、線路長度投資綜合考慮，初步選定方案三 和方案六。2.5電壓等級(jí)的確定對(duì)所擬訂的接線方案按均一網(wǎng)計(jì)算，其初步功率分布的結(jié)果都在100000500000kW 之間，根據(jù)供電可靠性要求，并且考慮到電網(wǎng)發(fā)展的需求，所以選擇 220kV的電壓等級(jí)。確定依據(jù)如表2-2所示:表2-2電壓等級(jí)確定依據(jù)額定電壓輸送功率輸送距離（kV）(kW)(kM )352000 “- 1000020 50603500 “-3000030 100110100005000050 150220100000 500000100 300根據(jù)初步潮流分布并考慮到實(shí)際電能輸送情況和線路檢修時(shí)個(gè)

17、別線路的潮流會(huì)增大，考慮到輸送的功率很大，所以最終均選擇220KV的電壓等級(jí)。3.電網(wǎng)接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較由于方案三與方案六負(fù)荷與發(fā)電廠各項(xiàng)指標(biāo)均相同，各線路電壓等級(jí)均為220KV，故兩種方案所選擇變壓器的原理方法相同，故一下接 線方式與變壓器的選擇結(jié)果兩最優(yōu)方案共同適合。3.1發(fā)電廠，變電站主接線方式的選擇發(fā)電廠A接線方式的選擇從系統(tǒng)負(fù)荷情況看，系統(tǒng)中 1,2，3變電所均包含一，二類負(fù)荷， 因此保證供電的可靠性是首要問題。故發(fā)電廠主接線采用雙母線帶旁 路，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)與兩臺(tái)變壓器采用單元接線方式。具體接線圖見附錄。變電所接線方式的選擇由于變電所1 ； 2 ； 3中包含30% ； 35% ；

18、35% 一類負(fù)荷和50% ；40% ； 45%二類負(fù)荷，電能質(zhì)量要求高且要求保證供電不中斷，故兩 變電所均采用雙母線帶旁路接線方式(如下圖3-2所示)。由于變電所3包含45%的二類負(fù)荷，電能質(zhì)量和供電可靠性要求較高，故兩變電 所均此采用雙母線帶旁路接線方式。具體接線圖見附錄。3.2發(fā)電廠、變電所主變壓器的選擇3.2.1. 確定發(fā)電廠變壓器容量與損耗由已知數(shù)據(jù)可知發(fā)電廠裝機(jī)容量為1800MW，因此，初步確定發(fā)電廠變壓器的容量S的值為：Sn ( Pgl Smin )/0.9707.4MWCOS n從符合情況看，系統(tǒng)中1,2變電所均包含一，二類負(fù)荷，3變電所 包含45%的二類負(fù)荷，因此保證供電的可靠

19、性是首要問題，故采用兩臺(tái)其型號(hào)為SFP-720MVA/2202 X 2.5%的變壓器。發(fā)電廠主接線采用雙母線帶旁路接線方式，四臺(tái)發(fā)電機(jī)與四臺(tái)變壓器采用單元接線方 式。變壓器銘牌參數(shù)見下表：表3-1發(fā)電廠主變壓器銘牌參數(shù)型號(hào)SFP-720MVA/2202 X 2.5%SFP-360MVA/2362 X 2.5%空載損耗 Pu=280MW;217MW短路損耗 P=1230KVA;774KVA阻抗電壓Uk%=14;12空載電流lo%= 0;O.38接下來進(jìn)行變壓器參數(shù)的計(jì)算：由變壓器公式先進(jìn)行電阻計(jì)算：RT1PkUn 2 0.115IOOOSnRt2PkUn 2 0.351000 sn2再計(jì)算變壓器

20、功率損耗：MWMVQ1 Uk%S：78.82 Mvar100SN_ U K %SA_ _Q2K 2A 30.67 Mvar100SN所以由計(jì)算可得：51 (0.96 78.82j)MVA52 (0.55 78.76)MVA最后計(jì)算得出變壓器壓降：由于發(fā)電廠低壓側(cè)無功采取就地補(bǔ)償原則，故無功qn -0所以變壓電壓降:720MVA 的變壓器Umax Umin0.3KV360MVA的變壓器U maxU min0.43KV3.2.2. 確定變電所變壓器容量與損耗變電所主變變壓器容量按容載比等于1.6考慮，且考慮到變電所臺(tái)變壓器故障的情況，所以變電所均采用兩臺(tái)變壓器。(1) 變電所1主變的選定：由于第一

21、，二類負(fù)荷占系統(tǒng)80%，對(duì)安全可靠供電要求較高，故需要采用雙電源供電，每個(gè)變電所設(shè)置兩 臺(tái)變壓器，采用雙母線帶旁路，變壓器容量S定為：S 1.6 Smax 80%267.8MVA所欲變壓器的容量SN選定為300MW。其型號(hào)為：SFP-300000/236± 2 X 2.5%銘牌參數(shù)如下表3-2 :表3-2 變電所1主變壓器銘牌參數(shù)型號(hào)SFP-300MVA/2362 X 2.5%空載損耗AP°=255KVA短路損耗PK =1553KVA阻抗電壓Uk%=14空載電流1。=1再由上表數(shù)據(jù)計(jì)算變壓器電阻:變電所1變壓器最大損耗AS max :PZmaxPK SAmax21000 S

22、n0.247 MWQZmaxUk% SAmax1000 Sn6.67 M varRmaxP00.255MW1000QYmax 衞 3Mvar故可得:Smax 2 ( PmaxQmaxj) (1.004 19.34 j)MVA再變電所1變壓器最小損耗：Zmi n1000 SN2sRminp。10000.255MWQYminI 0 % Sn1003Mvar故可得:Smin2(FJninQmin j )(0.564 j7.35)Mvar浪 SAmin1000SN22UK%SAmin0.025MWFmin最后同上計(jì)算可得變電所 1變壓器電壓降：Umax 0.5KVUmin 0.16KV（2）變電所2主

23、變的選定：二類負(fù)荷占系統(tǒng)的40%，對(duì)安全可靠供電要求較高，故需要采用雙電源供電，每個(gè)變電所設(shè)置兩臺(tái)變壓器， 采用內(nèi)雙母線帶旁路接線，變壓器容量S定為：S 322.6MVA所以變壓器的容量 SN選定為360MWA，其型號(hào)為:SF-360000/236± 2 X 2.5%銘牌參數(shù)如下表3-3表3-3變電所1主變壓器銘牌參數(shù)型號(hào)SFP-360MVA/2362 X2.5%空載損耗 Pu=217MW短路損 P=774KVA耗阻抗電Uk%=12同壓計(jì)算可空載電lo%=O.38變電所流上得2變大損耗:Pzmax0.108MWQzmax6.02M varEmin0.217MWQYmin1.368MV

24、ar故有:Smax( Bt maxPTmax)j( QZT maxQTmax) (0.325 j7.388)MW變電所2變壓器最小損耗:PZmin0.023MWQzmin1.27MVarfYmin0.217MWQYmin1.368MVar故:S2minPTminpTTminQzy min0.19 j2.096 MW再計(jì)算可得變電所2變壓器電壓降:Umax 0.097KVUmin 0.045KV(3) 變電所3主變的選定：二類負(fù)荷占系統(tǒng)的45%，對(duì)安全可靠供電要求較高，故需要采用雙電源供電，每個(gè)變電所設(shè)置兩臺(tái)變壓器，采用雙母線帶旁路接線，變壓器容量S定為：S 254.6MVA所以變壓器的容量 S

25、N選定為300MWA，其型號(hào)為:SF-300000/236± 2 X 2.5%銘牌參數(shù)如下表3-4 :表3-4變電所3主變壓器銘牌參數(shù)型號(hào)SFP-300MVA/2362 X 2.5%空載損P0=255KVA耗短路損PK =1553KVA耗阻抗電Uk%=14壓空載電1。=1流由公式計(jì)算可得變壓器電阻：Rt 1.01變壓器最大損耗:PzmaxPkSAmax2IOOOSn0.171MWQzmaxU K % SAmax4.62M varpYmaxIOOSn-P0.255MW1000Y maxI 0 % Sn1003M var故有:Smax (0.852 j 15.24) M var變壓器最小

26、損耗:pzminPKSAmin20.021MW1000SnQzm inU K % SAmin0.57M var100SnPYmIn-P0.255MW1000QYmi nIo%Sn 3M var100故有:Smin (0.522 j 7.14) M var最后計(jì)算變壓器電壓降:Umax 0.42KV0.15KV3.3輸電線路型號(hào)的選擇331導(dǎo)線截面積選擇依據(jù)先從選定的方案三以與方案六中確定每一條傳輸線路上的年最大利用小時(shí)數(shù)，再根據(jù)查表得到每條導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度。再計(jì)算得出每條傳輸線路上的載流量，從而選擇適當(dāng)型號(hào)的導(dǎo)線。方案三導(dǎo)線截面積的選擇（以下角標(biāo)均表示兩節(jié)點(diǎn)）圖3-3方案三初步功率分布首先計(jì)

27、算每條線路最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù):Tmax(S 2)Tmax(S 3)Tmax(2 3)Tmax(2)5500hTmax(Si) 5000hTmax( A 1)Tmax( A 2)Tmax( A)4500h然后根據(jù)所算出的各線路 Tmax值經(jīng)下表表3-5確定各導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì) 電流密度。表3-5架空輸電線路導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度J(A/mm2 )導(dǎo)線材料年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T max3000以下300050005000以上鋁1.651.150.9銅3.002.251.752J(a 2)J(A i) J(s i)1.15(A/mm )2J(S 2)J(s 3) J(2 3)0.9(A/mm )再在不考慮功率因

28、數(shù)的情況下計(jì)算各線路上的最大電流1S max929130max(A 2).3Un,3 220 2S max162870max(A 1)3Un3 220 2IS max344580max(S2)3Un3 220S max542870max( S 1)3Un.3 220 2IS max149550max(S3)3Un、3 220IS max334550I mas(2 3)3Un3 2201219.17AI213.71A904.29A712.33A392.47A877.97A最后計(jì)算各導(dǎo)線的截面積maxJ1219.171.1521060.15mmS(AJ1.151 max904.29J0.91 ma

29、x712.33J1.151 max392.47J0.9I max877.97J0.9213.711）S(s 1)S(S 3)S(2 3)S(S 2)619.42mm221004.77 mm2975.52mm2436.08mmI max2185.83mm最后根據(jù)各導(dǎo)線的計(jì)算截面積初步選擇導(dǎo)線的型號(hào):表3-6方案三各導(dǎo)線型號(hào)和參數(shù)線路長度（KM）型號(hào)阻抗ZLA-280LGJK-10002.312+j32LA-175LGJ-20010.8+j30L2-S100LGJK-10002.89+j40L1-S95LGJK-6304.3605+j38L3-S85LGJK-6303.9015+j34L2-365

30、LGJK-1001.8785+j206注：導(dǎo)線間距取值為 4m343方案六導(dǎo)線截面選擇圖3-4方案六初步潮流計(jì)算首先計(jì)算線路最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax(A 1) Tmax(A S)Tmax(A 2)4500hTmax(1 s)Tmax(1) 5000hTmax(3 s)Tmax(2 s)5500h接下來根據(jù)所算出的各線路Tmax值查表3-4確定各導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度J(A 1)2J(A S) J(A 2)J(1 S) 1.15(A/ mm )J(3 5)J(2 3)0.9(A/mm2)不考慮功率因數(shù)的情況下計(jì)算各線路上的最大電流S max301250290 58A3Un3 220S max90

31、800238.29A3Un 3 220S max275800723.79A3Un3 220max(S 1)I max(S 3)1 max(3 2)IS max644900max(SA)、3Un3 220 2S max521250683.99Amax(A 1)3Un3 220 2S max525800689.93Amax(A2) ,3Un3 220 2846.21A3-7計(jì)算各導(dǎo)線的截面積:I max790.58J1.15I max238.29J0.9I max723.79J0.9I max846.21J1.15I max683.97J1.15I max689.93J1.151)3)3)S)1)

32、S)S(AS(AS(SS(2S(S2599.94mm2804.21mm2594.75mm2264.77mm2687.46mm2735.83mm最后根據(jù)各導(dǎo)線的計(jì)算截面積初步選擇導(dǎo)線的型號(hào)見下表表3-7方案六各導(dǎo)線型號(hào)和參數(shù)線路長度(KM)型號(hào)阻抗ZLS-195LGJK-710/53.87+j308LA-175LGJK-630/43.44+j350LS-A105LGJK-710/54.27+j402LS-385LGJ-250/259.8+j34LA-280LGJK-630/43.67+j352L2-365LGJK-800/32.35+j256注：導(dǎo)線間距取值為4m3.5方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較技術(shù)比較(

33、1)方案三技術(shù)性能：供電可靠性：本方案中各變電所均采用兩端供電，由于同一系統(tǒng)兩條輸電線同時(shí)斷線的可能性極小，所以在任意一條線路發(fā)生斷線時(shí)，系統(tǒng)都能夠保證各負(fù)荷的供電可靠性。發(fā)電廠的和各變電所均采用兩臺(tái)變壓器調(diào)壓，即使當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生某一臺(tái)變壓器故障時(shí)，系統(tǒng)變電所仍 能保證一類負(fù)荷和二類負(fù)荷的不斷電。故本方案系統(tǒng)中全部停電的可 能性極小且停電時(shí)仍能滿足重要負(fù)荷和較重要負(fù)荷的供電可靠性要 求。靈活性：本方案負(fù)荷1和3為兩端供電，負(fù)荷2也為兩端供電， 而且各負(fù)荷點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)性較高，靈活性較強(qiáng)。（2）方案六技術(shù)性能： 供電可靠性：本方案中1、2號(hào)變電所采用兩端供電，3變電所 采用雙回線與 S 系統(tǒng)相連，且發(fā)電站與

34、各變電所均采用兩條變壓器調(diào) 壓，本方案系統(tǒng)中全部停電的可能性極小且停電時(shí)仍能滿足重要負(fù)荷 和較重要負(fù)荷的供電可靠性要求，故系統(tǒng)對(duì)各負(fù)荷的供電可靠性與方 案一比較同樣高。 靈活性： 本方案與方案三只在負(fù)荷 3 的聯(lián)網(wǎng)性上有所不同， 即在 3 變電所的供電來源單一，故靈活性稍微不如方案 I 。比較總結(jié)： 兩方案技術(shù)上總體相差不大， 供電可靠性都比較高， 系 統(tǒng)靈活性也相差不大，未來擴(kuò)建性等也沒有明顯的高低，故需要對(duì)他 們進(jìn)行進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)比較。3.5.2 經(jīng)濟(jì)比較（1 ）方案三精確潮流計(jì)算與線路損耗總電能的計(jì)算（負(fù)荷的無功功率就地補(bǔ)償） ：圖3-5方案三等效電路圖由上節(jié)已知各線路阻抗:Z1 5.4

35、j15Z2 1.156 j16Z3 2.18 j19乙 2.89 j40Z5 1.88785 j26Z63.9015 j34發(fā)電廠A變壓器損耗:STa 3.02 j218.98MVA變電所1的變壓器損耗：St11.004j19.34 MVA變電所2的變壓器損耗：St20.65j14.776MVA變電所3的變壓器損耗：St30.852j15.24MVA將各個(gè)符合的功率加上損耗可得：負(fù)荷 1 端功率：S 221.004 j19.34MVA負(fù)荷 2 端功率：S 250.65 j14.776MVA負(fù)荷 3 端功率：§3185.852 j15.24 MVA發(fā)電廠 A端功率為：SA 1688.9

36、8 j652.7MVA接下來再電網(wǎng)化簡計(jì)算精確潮流分布：將負(fù)荷3轉(zhuǎn)移到2，S處負(fù)荷，負(fù)荷變?yōu)椋?轉(zhuǎn)移到S的負(fù)荷：-Z5S3 S S3圖3-6方案三從S處解幵各功率關(guān)系與流向潮流計(jì)算: 1(Z3 Z2 Zq2 ) Ss(Z2Zq2 ) S2Z2Z1 Z2Z3Z S2868.05j278.96MVAZ1 Z2Z3ZS2820.8j346.79MVA計(jì)算完成以后再將負(fù)荷 3還原ZSs 2聖 Ss2276.87 j197.77 MVAZs280.07 j4.69 MVAZ5Z63轉(zhuǎn)移到2的負(fù)荷：S3 2 S3Z6105.66 j6.73MVAZ5Z6負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，S和2節(jié)點(diǎn)間的等效阻抗為：ZS2 Z：

37、2 I "96 j24先計(jì)算移植后Ss的功率：SS 3 111.544 j584.9MVAS2 的功率：2 3 356.31 j21.506MVA將負(fù)荷轉(zhuǎn)移后的網(wǎng)絡(luò)，從 A處斷幵，得到下圖:.1111. 544*j554.3M.5M1T'SA 1Q5 (Z3Z1 ZS2 ) Ss (Z3Z1 ) SZ1SA 2ZS2 Ss 3 2 娶 Ss2217.75 j163.57MVAZ5 Z6進(jìn)而得到S3 s Ss 3 2 §3 S 137.68 j158.88MVAS2 3Ss 3 2 Ss 2 32348 j174.99MVA故方案的三精確潮流分布圖如下圖3-7所示：圖

38、3-7方案三的精確潮流分布圖接下來計(jì)算線路上的功率損耗21.89MW ；s 2S322 R32S 2 洌R2 RA1un92.75MW ；l32Un5.25MW；lS3s馬 Rs3 3.56MW ；UnSA218.96 MW ;Ss323.56MW ；最后計(jì)算線路損耗總電能AX 235500hTmaxs i 5000hTmaXSA450°h各段線路年負(fù)荷率與年負(fù)荷損耗率:線路2到3,線路S到2和線路S到3 :23 s2S355008700100%62.79%20.2 0.628 0.8 0.6280.441Ws33.560.441876048999.07MW/hWs26.910.44

39、1876021194.44MW/hW233.520.441876013598.32MW/h線路S到1 :S1融 100% 57.08%20.2 0.517 0.8 0.5170.375WSi21.89 0.375 8760 71716.89MW/h線路A到1和線路A到2：4500A1100%51.37%8760(2 )方案六精確潮流計(jì)算與線路損耗總電能的計(jì)算(負(fù)荷的無功功率就地補(bǔ)償)：圖3-8方案六功率分布等效電路圖首先由系統(tǒng)各端點(diǎn)功率并且已知：已知：Zi3.87j38Z21.72 j15Z32.14 j21Z49.8 j34Z51.84 j16Z62.35 j26發(fā)電廠A變壓器損耗:Sa 3

40、.02 j218.98 MVA 變電所1的變壓器損耗：Sn 1.004 j19.34MVA變電所2的變壓器損耗：St2 0.65 j14.776MVA變電所3的變壓器損耗：St3 0.852 j15.24MVA故：負(fù)荷 1 端功率：§221.004 j19.34 MVA負(fù)荷 2 端功率：S 250.65 j14.776MVA 負(fù)荷 3 端功率：S3185.852 j15.24 MVA發(fā)電廠 A端功率為：Sa 1688.98 j652.7MVA 接下來將電網(wǎng)化簡，兩個(gè)環(huán)等效為一個(gè)環(huán)：將負(fù)荷1轉(zhuǎn)移到A，S處負(fù)荷，負(fù)荷變?yōu)椋?轉(zhuǎn)移到S的負(fù)荷：z3 S S262.66 j4.91 MVAZ1

41、 Z21轉(zhuǎn)移到A的負(fù)荷：Z1S, A S1158.35 j14.43 MVAZ1 Z2SAZ3（ZiZ2）Z1 Z2 Z31.55j15.04現(xiàn)計(jì)算移植后S的功率：Ss 1094.134 j608.254MVASa 的功率：Sa 1530.63 j638.27 MVA將負(fù)荷轉(zhuǎn)移后的網(wǎng)絡(luò)，從S處斷幵，得到下圖:圖3-9方案六從S處解幵潮流計(jì)算:Sas訓(xùn)6Z4 Z5）軌6 Z5）S2Z5972.6 j494.45MVAZ3 Z4 Z5 Z6SA2S2（Z3Z4 Z6）S3（Z3Z4） SSZ3Z3 Z4 Z5 Z6557.93j143.81MVA再將負(fù)荷1還原 z Ssa龜 Ssa 697.05

42、j353.37 MVAZsA負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，S和A節(jié)點(diǎn)間的等效阻抗為:SA 1 S-ZsaSa SSa 275.59j140.94 MVAZ1 Z2進(jìn)而得到SA 1Sa1 sSia433.94j155.37MVASi sSa1 sSi s212.93j136.03MVAS23Sa2 S2 307.28 j 129.034 MVAS3 SS23 S3121.428 j113.794 MVA圖3-10方案六的精確潮流分布圖接下來計(jì)算線路上的功率損耗為Un25.10MW ；Sai7.55MW ；PasSA2222Un5.61MW ；12.62 MW ；5.39MW ；故方案六的精確潮流分布圖如下圖3-1

43、0所示:計(jì)算線路損耗總電能TmAX 23TmaXS35500hTmaXS1500°hTmaxsa 45°0h各段線路年負(fù)荷率與年負(fù)荷損耗率:線路2到3和線路S到3 :0.2 0.628 0.8 0.6280.2 0.5140.8 0.5140.314WSA 27 0.314 8760 74267.28MW/h線路A到1和線路A到2：WA1 7.55 0.314 8760 20767.33MW/h0.441W>35.390.441876020822.43MW / hWs35.610.441876021672.33MW/hS150008760100%57.08%20.2

44、0.5170.8 0.5170.375WS15.10.375876016753.5MW/h線路S到1 :550023 S3100%62.79%8700線路S到A :SA A1 A2 4500100%51.37%8760WA2 12.16 0.314 8760 33447.78MW /h但是線路損耗總電能： W 1.877 105KW /h由以上綜合比較得出在供電可靠性等方面兩套方案相差不大。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算，即損耗計(jì)算時(shí)，方案六的損耗比方案三小，相較而言經(jīng)濟(jì)性好，故最終選擇方案六。4.調(diào)壓計(jì)算4.1調(diào)壓原則方案六中調(diào)壓原則為：調(diào)整發(fā)電廠、變電所1、變電所2、變電所3的低壓側(cè)母線電壓在線路額定電壓

45、的1.021.05倍之間。4.2最大、最小負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算各變壓器的參數(shù)計(jì)算變電所1 :XtUk%J；100Sn27. 33 QGtBt證 51.2310-6sSz-max(Rt jXJ 0.247 j6.67 MVAU nmy (Rt jXJ 0.025 jO.675MVAU nSy2Un(GrjBT)0.255j3MVASmax2 (Sz-maxY)1.004j19.34 MVASmin2 (SZ minSy)0.564j7.35MVASz-min變電所2QQGtP。3.71 10-6S1000U239 /61SZ - maxSZ -minSYSminBt"0 %S223.3

46、6 10-6 S100UnS2罟(Rt jXJ 0.108 j6.02 MVA Un2馬(只丁 jXT) 0.023 j1.27 MVAU nu2(Gt jBJ 0.217 j1.368MVASZ-maxS/)0.65 j14.78MVASZ minSY )0.19 j2.096 MVA變電所3QQGt亙右 4.35 10-6S1000UnI 0% Sn-6Bt 0n 51.23 106s100UnS2Sz-max 律(Rt jXT) 0.171 j4.62 MVAU nS2iSz-min -Jf(Rt jXT) 0.021 j0.57 MVASy u2(Gt jBJ 0.255 j3MVAS

47、max 2 ( Sz-maxS/) 0.852 j15.24 MVAZ?s AZa 2Z?2 3 Z?3 aSa (ZA2Z23Z3A )S2 (Z23Z3A )S3Z3 A1047.26 j207.29MVA發(fā)電廠(1)720MVA變壓器荷:s2S12(Rt jXT) 0.96 j78.82MVAU nS1 max(2)360MVA變壓器SsSimin 2 S 1.92 j157.64MVASa (Z?a2Z?2 3Z?3A )S2 (Z?23Z3a )S3Z3aZ?S A1047.26 j207.29MVA,、2 3Za 2 Z?2 3Z3 As2S，jXT) 0.55 j30.67MVAU nS2 max發(fā)電廠變壓器總的損耗S2 min 2 S21.1j61.52MVAS 2 ( §S2) 3.02 j219.16MVA最大負(fù)荷最終潮流分布由原始資料以與各變壓器的損耗可以求得最大負(fù)荷下各點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)發(fā)電廠：SA=-1688.98+j218.98MVA 變電所 1 : S1=221.004+j19.34MVA變電所 2: S2=250.65+j14.776MVA變電所 3: S3=185.852+j15.24MVA首先將變電所1的負(fù)荷移置到A和S，ZS1 sS, 62.66 j4.9lM