電力系統(tǒng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)

1、題 目：某地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃初步設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化摘要電網(wǎng)規(guī)劃是所在供電區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，同時(shí)也是電力企業(yè)自 身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃的重要基礎(chǔ)之一。電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)就是能夠使電網(wǎng)發(fā)展，能適應(yīng)，滿足并 適度超前于供電區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，并能發(fā)揮其對(duì)于電網(wǎng)建設(shè)，運(yùn)行和供電保障的先 導(dǎo)和決定做用。電網(wǎng)規(guī)劃是電網(wǎng)發(fā)展和改造的總體計(jì)劃。其任務(wù)是研究負(fù)荷增長(zhǎng)的規(guī)律，改造和加強(qiáng) 現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，逐步解決薄弱環(huán)節(jié)，擴(kuò)大供電能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化，提高供電質(zhì)量和安 全可靠性，建立技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的電網(wǎng)。電網(wǎng)是電源和用戶(hù)之間的紐帶，其主要功能就是把電能安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地送到用戶(hù) 電力工業(yè)發(fā)展是實(shí)踐表明，

2、要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，大電網(wǎng)具有不可取代的優(yōu)越性，而要充分發(fā) 揮這種優(yōu)越性，就必須建設(shè)一個(gè)現(xiàn)代化的電網(wǎng)。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和超高壓大容量電網(wǎng)的形 成，電力給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了巨大的動(dòng)力和效益，并成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展和人民日 常生活不可缺少的能源之一。但隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，電網(wǎng)的運(yùn)行和管理已發(fā)生了深刻的 變化，國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，如果對(duì)供電電網(wǎng)設(shè)計(jì)不善，一旦發(fā)生自然和認(rèn)為故障，輕者造成 部分用戶(hù)停電，重者則使電網(wǎng)的安全運(yùn)行受到威脅，造成電網(wǎng)運(yùn)行失去穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至 會(huì)使電網(wǎng)瓦解，釀成大面積停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。因此對(duì)電網(wǎng)的合理設(shè)計(jì) 已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的主要部分。電力系統(tǒng)是由生產(chǎn)、輸送、分

3、配和消費(fèi)電能的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和電力用戶(hù) 組成的整體，是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶(hù)的一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)。電力系統(tǒng)還 包括保證其安全可靠運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電力通信等 相應(yīng)的輔助系統(tǒng)（一般成為二次系統(tǒng)），以及通過(guò)電或機(jī)械的方式聯(lián)入電力系統(tǒng)中的設(shè)備 關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)規(guī)劃 電力電量平衡 供電可靠經(jīng)濟(jì)目錄摘 要 1目 錄 2一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 31.1 、題目：某地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃初步設(shè)計(jì) 31.2 、目的要求 31.3 、設(shè)計(jì)任務(wù) 31.4 、原始資料 3二、原始資料的分析 52.1 、發(fā)電廠技術(shù)參數(shù) 52.2 、發(fā)電廠和變電所負(fù)荷資料 52.3 、負(fù)荷合理性校

4、驗(yàn) 5三、電力網(wǎng)電壓的確定和電網(wǎng)接線的初步選擇 63.1 、電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 63.1.1 電壓等級(jí)選擇的原則 63.1.2 電壓等級(jí)選擇的方法 73.2 、電網(wǎng)接線方式的初步比較 83.2.1 電網(wǎng)接線方式 83.2.2 方案初步比較的指標(biāo) 10四、方案的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 114.1 、導(dǎo)線截面參考數(shù)據(jù) 114.2 、方案（ B）中的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算 124.2.1 按均一網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行粗略潮流分布的計(jì)算 124.2.2 導(dǎo)線截面面積的選擇 134.2.3 根據(jù)查閱的導(dǎo)線截面面積，計(jì)算線路的阻抗 144.2.4 計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失 154.2.5 投資費(fèi)用 154.2.6 年運(yùn)行費(fèi)用 1

5、54.3 、方案（ C）中的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算 174.3.1 按均一網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行粗略潮流分布的計(jì)算 174.3.2 導(dǎo)線截面的選擇 194.3.3 線路阻抗計(jì)算 214.3.4 正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失 214.3.5 投資 214.3.6 年運(yùn)行費(fèi)用 22五、最終方案的選定 24六、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 26七、參考資料 26八、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)及成績(jī)?cè)u(píng)定 27一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1 、題目：某地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃初步設(shè)計(jì)1.2 、目的要求通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)能掌握電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的一般原則和常用方法，綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知 識(shí)，特別是有關(guān)電力網(wǎng)、發(fā)電廠等方面的理論、概念和計(jì)算方法，加深對(duì)電網(wǎng)特性的了解 進(jìn)而了解有

6、關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)定、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，樹(shù)立統(tǒng)籌兼 顧、綜合平衡、整體優(yōu)化的觀點(diǎn)， 培養(yǎng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)諸多方面分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。1.3 、設(shè)計(jì)任務(wù)1）電力網(wǎng)電壓等級(jí)的確定2）初步擬定若干待選的電力網(wǎng)接線方案進(jìn)行初選3）對(duì)初選接線方案進(jìn)行詳細(xì)的綜合比較4）最后對(duì)電網(wǎng)的接線方案進(jìn)行評(píng)定1.4 、原始資料1）發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置及距離如圖所示：說(shuō)明： A為發(fā)電廠、為待建的變電站2）發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目臺(tái)數(shù)容量（ MW ）電壓（ kV ）功率因數(shù)15256.30.8215010.50.853）發(fā)電廠和變電所負(fù)荷資料廠站項(xiàng)目發(fā)電廠變電所A1234最大負(fù)荷（ MW）3050504550最小負(fù)荷（ MW）

7、1528282328功率因數(shù) cos0.820.850.850.860.85Tmax (h)50005300550052005500低壓母線電壓 （kV）1010101010調(diào)壓要求順常逆順常各類(lèi)負(fù)荷 （%）I類(lèi)303030025II 類(lèi)3030253030設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 （簽字） ：二、原始資料的分析2.1 、發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目臺(tái)數(shù)容量（ MW ）電壓（ kV ）功率因數(shù)15256.30.8215010.50.852.2 、發(fā)電廠和變電所負(fù)荷資料廠站項(xiàng)目發(fā)電廠變電所A1234最大負(fù)荷（ MW）3050504550最小負(fù)荷（ MW）1528282328功率因數(shù) cos0.820.850.850.

8、860.85Tmax (h)50005300550052005500低壓母線電壓 （kV）1010101010調(diào)壓要求順常逆順常各類(lèi)負(fù)荷 （%）I類(lèi)303030025II 類(lèi)3030253030根據(jù)原始資料確定電網(wǎng)的電壓等級(jí)和初步擬定 5 個(gè)方案，綜合考慮電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、可 靠性、操作容易和保護(hù)簡(jiǎn)單等問(wèn)題，綜合優(yōu)先選出兩個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。利用 原始資料中的最大負(fù)荷、功率因數(shù)、最大利用小時(shí)進(jìn)行潮流計(jì)算和導(dǎo)線截面選擇，同時(shí)根 據(jù)原始資料和導(dǎo)線截面的選擇、電壓損耗確定兩個(gè)參加詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方案中的投資費(fèi) 和年運(yùn)行費(fèi)。2.3 、負(fù)荷合理性校驗(yàn)1 ）在已知某規(guī)劃年的需電量后，可用年最大負(fù)荷利用

9、小時(shí)數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)年最大負(fù)荷，即Pn·max= An/Tmax式中 Pn ·max 年最大負(fù)荷（ MW）；An 年需用電量（ kWh）；Tmax 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（ h ）2 ）根據(jù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的定義，最大負(fù)荷運(yùn)行 Tmax 小時(shí)所消耗的電量等于全年實(shí) 際電量。所以，以最大負(fù)荷運(yùn)行 Tmax 小時(shí)所消耗的電量應(yīng)大于全年以最小負(fù)荷運(yùn)行的電量。 即：Pmax Tmax Pmin 8760 8760- 全年小時(shí)數(shù)1、發(fā)電廠負(fù)荷（Pmax·Tmax30×5000150000）（ Pmin·876015×8760131400）（MW）h2、

10、變電所 1 負(fù)荷（Pmax·Tmax50×5300265000）（ Pmin·876028×8760245280）（MW）h3、變電所 2 負(fù)荷（Pmax·Tmax45×5500275000）（ Pmin·876028×8760245280）（MW）h4、變電所 3 負(fù)荷（Pmax·Tmax45×5200234000）（ Pmin·876023×87602014800）（MW）h5、變電所 4 負(fù)荷（Pmax·Tmax50×5500275000）（ Pmi

11、n·876028×8760245280）（MW）h 結(jié)論：所以負(fù)荷均滿足合理性要求。根據(jù)原始資料確定電網(wǎng)的電壓等級(jí)和初步擬定 5 個(gè)方案，綜合考慮電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、可 靠性、操作容易和保護(hù)簡(jiǎn)單等問(wèn)題，綜合優(yōu)先選出兩個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。利用 原始資料中的最大負(fù)荷、功率因數(shù)、最大利用小時(shí)進(jìn)行潮流計(jì)算和導(dǎo)線截面選擇，同時(shí)根 據(jù)原始資料和導(dǎo)線截面、電壓損耗確定兩個(gè)參加詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方案中的投資費(fèi)和年運(yùn) 行費(fèi)。三、電力網(wǎng)電壓的確定和電網(wǎng)接線的初步選擇3.1 、電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇目前我國(guó)常用的電壓等級(jí)： 220V、 380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、3

12、30kV、 500kV。3.1.1 電壓等級(jí)選擇的原則1 ）選定的電壓等級(jí)應(yīng)符合國(guó)家電壓標(biāo)準(zhǔn)2 ）電壓等級(jí)不宜過(guò)多，以減少變電重復(fù)容量，同一地區(qū)、同一電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)盡可能簡(jiǎn) 化電壓等級(jí)。3 ）選定的電壓等級(jí)要能滿足近期過(guò)渡的可能性， 同時(shí)也要能適應(yīng)遠(yuǎn)景系統(tǒng)規(guī)劃發(fā)展的 需要。4 ）在確定電壓系列時(shí)應(yīng)考慮到與主系統(tǒng)及地區(qū)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的可能性， 故電壓等級(jí)應(yīng)服從 于主系統(tǒng)及地區(qū)系統(tǒng)。5 ）如果是跨省電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線，則應(yīng)考慮適應(yīng)大工業(yè)區(qū)與經(jīng)濟(jì)體系的要求，進(jìn)一步建成一個(gè)統(tǒng)一的聯(lián)合系統(tǒng)，最好采用單一的合理的電壓系列。6 ）大容量發(fā)電廠向系統(tǒng)送電， 考慮出現(xiàn)高一級(jí)電壓一回線還是低一級(jí)電壓多回線向系 統(tǒng)送電，與該

13、電廠在系統(tǒng)中的重要性有關(guān)。7 ）對(duì)于單回線供電系統(tǒng)， 在輸電電壓確定后的一回線送電容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘繎?yīng)保 持合適的比例，以保證在事故情況下電力系統(tǒng)的安全。8 ）是否發(fā)展新的高一級(jí)電壓，應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)實(shí)要求、目前電網(wǎng)的基礎(chǔ)、科研和設(shè)備供 應(yīng)的可能性等因素綜合考慮。3.1.2 電壓等級(jí)選擇的方法1）直接查表法： 這種方法比較粗糙一些。它是根據(jù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)電壓等級(jí)與輸送容量和輸 送距離的關(guān)系而得來(lái)的。一般可用于初選。各種電壓相應(yīng)的輸送容量和輸送距離范圍見(jiàn)下 表：注：用的時(shí)候不能兩個(gè)都用極端，即最大輸送容量對(duì)應(yīng)最大輸送距離。根據(jù)變電所負(fù)荷大小、變電所與發(fā)電廠的距離，由有關(guān)資料確定電壓等級(jí)，采

14、用架空 線時(shí)與各額定電壓等級(jí)相適應(yīng)的輸送功率和輸送距離。發(fā)電廠A最大功率 30MW，1 變電站最大負(fù)荷為 50MW, 2 變電站最大負(fù)荷為 50MW, 3變電站最大負(fù)荷為 45MW， 4 變電站最大負(fù) 荷為 50MW。結(jié)合設(shè)計(jì)的地理分布 , 最長(zhǎng)輸電線路 47km，最短輸電線路 23km，用查表法選擇 110KV的輸電等級(jí)。電壓等級(jí)的選擇原則如下：額定電壓輸送容量輸送距離額定電壓輸送容量輸送距離（kV）（MW）（km）（kV）（MW）（km）0.38<0.1<0.6603.5 303010030.1 1.01311010505010060.1 1.24152201005001003

15、00100.2 26205008002000150850352102050表 1 1 根據(jù)地理位置中測(cè)量的各發(fā)電廠、變電站的距離和給出的輸送容量，綜合考慮各方面 因素，我們采用 110KV的電壓等級(jí)。根據(jù)原始資料和表 11 中電壓等級(jí)選擇的原則，本次 設(shè)計(jì)中本設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)是區(qū)域電力網(wǎng)，輸送容量 3050MVA，輸送距離從 23 47kM。根據(jù)各 級(jí)電壓的合理輸送容量及輸電距離，應(yīng)選擇 110KV 電壓等級(jí)。2）根據(jù)負(fù)荷矩查表法：所謂負(fù)荷矩就是線路傳輸?shù)墓β逝c傳輸距離的乘積， 即 P（傳輸功率 ）·L（距離） =P·LU PR QXPr1L Ptg x1L 0.1U NU N

16、UN N根據(jù)2P L r 0.1Ux tNgf(UN)r1 x1tg選擇方法：P·L 為 4240 37000 kW·km，選 10kV；91000720000 kW·km，選 35kV；1260000 15100000 kW·km，選 110kV。用負(fù)荷矩查表法： P· L=50000 35=1750000 kW·km，選 110KV 電網(wǎng)電壓等級(jí)要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，選擇電網(wǎng)電壓是根據(jù)網(wǎng)內(nèi)線路輸送容量的大 小和輸送距離來(lái)決定的。3.2 、電網(wǎng)接線方式的初步比較3.2.1 電網(wǎng)接線方式電網(wǎng)的接線方式目的在于提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，電

17、網(wǎng)接線方式的選擇是高水平配電 自動(dòng)化系統(tǒng)的前提和重要基礎(chǔ)。不同城市電網(wǎng)負(fù)荷密度、地理環(huán)境、配電變電站的保護(hù)方 式、配網(wǎng)的接地方式等是不同。因此，電網(wǎng)的接線方式因地制宜，各具特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)電網(wǎng)接 線方式設(shè)計(jì)原則目前正在進(jìn)行的電網(wǎng)建設(shè)工程和即將實(shí)施的配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)工程，都 要求對(duì)電網(wǎng)的接線方式進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。因此，電網(wǎng)接線方式的應(yīng)該滿足以下基本要求：1 ）穩(wěn)定可靠的供電能力和較強(qiáng)的接受外電能力，滿足 N-1 。2 ）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理，各級(jí)電壓接線層次分明。盡量減少網(wǎng)上潮流和迂回供電。3 ）運(yùn)行靈活，應(yīng)變能力強(qiáng)。具有足夠的彈性和設(shè)備容量，具備應(yīng)付各種可能出現(xiàn)情況 的應(yīng)變能力?？紤]電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中前后階段的關(guān)

18、聯(lián)性。4 ）對(duì)網(wǎng)內(nèi)大型發(fā)電機(jī)組的上網(wǎng)方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。5 ）限制短路電流，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)模分層分區(qū)供電，各區(qū)之間有足夠的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力，相 互支援。6 ）接線標(biāo)準(zhǔn)化，提高可靠性，減少維護(hù)、檢修費(fèi)用。7 ）運(yùn)行安全性。8 ）操作方便，運(yùn)行靈活。9 ）接線簡(jiǎn)單及優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，有效降低線損。10 ）設(shè)備選擇合理。11 ）便于運(yùn)行及維護(hù)檢修。12 ）適應(yīng)配電自動(dòng)化的需要，有利于提高供電可靠性和電壓質(zhì)量。13 ）與上一級(jí)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和布局相互協(xié)調(diào)，充分了解主網(wǎng)和電源的發(fā)展考慮變電站 落點(diǎn)、規(guī)模、線路布局接線方式時(shí)應(yīng)超前 5-10 年。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的發(fā)電廠和變電站的基本的分布，電網(wǎng)的接線方式可以初步的擬

19、定 為以下的幾種方式：（在初步擬定的方案中，主要考慮的是有備用接線表 2-1方 案結(jié)線圖線路長(zhǎng) 度（kM）斷路器 （每條線路 按兩個(gè)算）優(yōu)缺點(diǎn)A28316優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性 高,每個(gè)負(fù)荷節(jié) 點(diǎn)均出三條線路供 電 缺點(diǎn)：但線路長(zhǎng)度最 長(zhǎng)、造價(jià)最高，而且 繼電保護(hù)整定難度 最大。31 A24B3A 424216優(yōu)點(diǎn)：由雙回路供 電，供電可靠性高， 線路總長(zhǎng)較短。 缺點(diǎn)：電廠出線多， 倒閘操作麻煩；保護(hù) 須帶方向。194 12優(yōu)點(diǎn)：雙環(huán)網(wǎng)供電， 可靠性高，線路總長(zhǎng) 較短，開(kāi)關(guān)數(shù)目較 少，繼電保護(hù)較容 易。缺點(diǎn)：存在保護(hù)需要 識(shí)別方向。143.521812優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)數(shù)量最 少，線路總長(zhǎng)度最 短，繼電保護(hù)

20、相對(duì)容 易，保護(hù)設(shè)置簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：可靠性比較 低。優(yōu)點(diǎn)：雙回路與環(huán)網(wǎng) 相結(jié)合，供電可靠性 高。缺點(diǎn)：投資較大，倒 閘操作麻煩；有環(huán) 網(wǎng)，保護(hù)需帶方向。方案初步比較的指標(biāo)表 2-2 各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較方案ABCDE供電可靠性最高較 D 高較 B 高最低較 D 高每負(fù)荷節(jié)點(diǎn)線 路數(shù)32212線路總長(zhǎng)度 km 注：雙回長(zhǎng)度算 70%283242194143.521810開(kāi)關(guān)數(shù)量 每條線路按 2 個(gè)算161612812繼保整定難度最難較 C 易較 A 易最容易較 C 易總結(jié)：根據(jù)上表比較，根據(jù)各方案的接線形式所用的線路長(zhǎng)度和斷路器個(gè)數(shù)以及各變 電所的、負(fù)荷情況，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、操作容易、保護(hù)簡(jiǎn)

21、單等方面，綜合優(yōu)選 出 B 、 C兩種方案進(jìn)行精確比較。四、方案的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較4.1 、導(dǎo)線截面參考數(shù)據(jù)確定導(dǎo)線材料和桿塔的類(lèi)別及導(dǎo)線的幾何均距。 目前我國(guó)高壓輸電線主要采用鋼芯鋁絞 線。 按電力設(shè)計(jì)手冊(cè)， 當(dāng)負(fù)荷的年最大利用小時(shí)數(shù)達(dá) 5000 小時(shí)以上時(shí)，鋼芯鋁絞線的經(jīng) 濟(jì)電流密度取 J=0.9A/mm2，在高壓區(qū)域電力網(wǎng)， 用經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇導(dǎo)線截面， 用發(fā)熱校 驗(yàn)。因本設(shè)計(jì)是 110kV 電壓等級(jí)，為了避免電暈損耗，導(dǎo)線截面不得小于 LGJ-70。在 LGJ-240 以下者， 均采用單桿三角形排列， 在 LGJ-300以上者，采用型桿塔。有關(guān)數(shù)據(jù)查參考書(shū)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)（摘錄）

22、，綜合如下：表 3-1導(dǎo)線截面載流量（ A）r o( xo( 導(dǎo)線投資（萬(wàn)元）線路綜合投資（萬(wàn)元）LGJ-702750.450.4320.291.95LGJ-953350.330.4160.42.1LGJ-1203800.270.4090.492.25LGJ-1504450.210.4030.622.45LGJ-1855150.170.3950.762.7LGJ-2406100.1320.1880.982.95LGJQ-3007100.1070.3821.463.4114.2 、方案（ B）中的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算表 3-2方 案結(jié)線圖線路長(zhǎng) 度（kM）斷路器 （每條線路 按兩個(gè)算）優(yōu)缺點(diǎn)B3A

23、424216優(yōu)點(diǎn)：由雙回路供電， 供電可靠性高，線路 總長(zhǎng)較短。 缺點(diǎn)：電廠出線多， 倒閘操作麻煩；保護(hù) 須帶方向。4.2.1 按均一網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行粗略潮流分布的計(jì)算 按均一網(wǎng)對(duì)方案其進(jìn)行粗略潮流分布的計(jì)算：兩個(gè)假設(shè) 1 ）計(jì)算時(shí)不考慮線路的功率損失；2 ）功率的大小按導(dǎo)線長(zhǎng)度均一分布。nnSi ZiSiLi根據(jù)均一網(wǎng)初步功率分布的計(jì)算公式： S i 1n即S i 1n計(jì)算每條線路的復(fù)功ZiLi率 S, 由 SPi1 i 1 jQ ，可以分別計(jì)算 P 和 Q。線路 A1：PA 1P1?max50MWQA 1PA 1 tan(arccos0.85) 50 tan(arccos0.85) 30.99(

24、M var)SA 1 50 30.99 jSA 1 58.82MVA 線路 A2：PA 2 P2?max 50MWQA 2 PA 2 tan(arccos0.85) 50 tan(arccos0.85) 30.99(M var)SA 2 50 30.99 j12SA 2 58.82MVA 線路 A3：PA 3 P3?max 45MWQA 3 PA 3 tan(arccos 0.86) 45 tan(arccos0.86) 26.7(M var)SA 2 45 26.7jSA 2 52.32MVA 線路 A 4：PA 4 P4?max 50MWQA 4 PA 4 tan(arccos0.85)

25、50 tan(arccos0.85) 30.99(M var)SA 3 50 30.99jSA 3 58.82MVA4.2.2 導(dǎo)線截面面積的選擇 確定導(dǎo)線傳輸?shù)淖畲筘?fù)荷電流 I max按最大負(fù)荷計(jì)算 Imax與功率、電壓和功率因數(shù)的關(guān)系為 : I maxPmax3U N cos( 式中： Imax 為最大負(fù)荷電流，A；Pmax為最大傳輸功率，kW；U N 為線路額定電壓， kV；cos線路 A1：Pmax50 103I max3U N cos3 110 0.85線路 A2：Pmax50 103I max3U N cos3 110 0.85線路 A3：IPmax345 103I max3U N

26、 cos3 110 0.86線路 A 4：IPmax350 103I max3U N cos3 110 0.85為負(fù)荷功率因數(shù) )308.74( A)308.74( A)302.1(A)308.74( A)確定負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax, 根據(jù)本設(shè)計(jì)的原始資料 Tmax都大于 5000 小時(shí), 確定經(jīng)濟(jì)電流密度 J本設(shè)計(jì)根據(jù)目前我國(guó)高壓輸電線主要采用鋼芯鋁絞線。 按電力設(shè)計(jì)手冊(cè)， 當(dāng)負(fù)荷的 年最大利用小時(shí)數(shù)達(dá) 5000小時(shí)以上時(shí)，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度取 J 0.9A/mm2 ，在 高壓區(qū)域電力網(wǎng)，用經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇導(dǎo)線截面，用發(fā)熱校驗(yàn)。13計(jì)算導(dǎo)線截面 S，計(jì)算式I max (

27、2)S J (mm )線路 A1：SI max J308.740.92343.04(mm )線路 A2：SI max J308.740.9343.04(mm )線路 A3：SI max J302.10.92335.67(mm )線路 A 4：SI max J308.740.92343.04( mm )根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)查參考書(shū)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)(摘錄) 中的表 3-3 選擇相應(yīng)的標(biāo) 稱(chēng)截面。表 3-3導(dǎo)線截面載流量(A )ro(/km)xo(/km)導(dǎo)線投資(萬(wàn)元)線路綜合投資(萬(wàn)元)LGJ-702750.450.4320.291.95LGJ-953350.330.4160.42.1LGJ-120

28、3800.270.4090.492.25LGJ-1504450.210.4030.622.45LGJ-1855150.170.3950.762.7LGJ-2406100.1320.1880.982.95LGJ-3007100.1070.3821.463.4LGJ-4008980.0790.38624選擇的標(biāo)稱(chēng)截面如下：22線路 A1： S 400(mm )線路 A2： S 400( mm )22線路 A3：S 400(mm2)線路 A4 : S 400( mm2)4.2.3 根據(jù)查閱的導(dǎo)線截面面積，計(jì)算線路的阻抗根據(jù)導(dǎo)線面積及上表確定導(dǎo)線中 r0和 x0 的值和公式 Z R jX r0 jx

29、0計(jì)算線路阻抗線路 A1：ZRjX0.07935j 0.386352.765j13.51線路 A2：ZRjX0.07933j 0.386332.607j12.738線路 A3：ZRjX0.07930j 0.386302.37j11.5814線路 A4 ： Z R jX 0.079 23 j0.386 23 1.817 j8.8784.2.4 計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失由公式 U% PR 2QX 100%計(jì)算電壓損耗 :UNA1：U%50 2.765 30.99 13.511102100%138.25 418.671102100%4.6%A2：U%50 2.607 302.99 12.738 10

30、0% 130.35 3294.75 100%110211024.34%A3：U%45 2.37 26.7 11.581102100%106.65 309.1861102100%3.44%A4：U%50 1.817 30.99 8.8781102100%90.85 275.131102100%3.02%4.2.5 投資費(fèi)用總投資：K1 K2289.3 128 466.8（ 萬(wàn)元）線路：（雙回路線路投資，線路計(jì)算長(zhǎng)度為兩線路長(zhǎng)度之和的70）Ka35 20.7298Kb33 20.7 292.4Kc30 20.7284Kd23 20.7 264.4線路： K1 Ka K bKcKd98 8492.4

31、 64.4338.8（萬(wàn)元）斷路器： K 2 16 8 128（萬(wàn)元）4.2.6 年運(yùn)行費(fèi)用年運(yùn)行費(fèi)用包括折舊費(fèi)和損耗費(fèi)折舊費(fèi) =總投資 *K（折舊率）折舊費(fèi) 8K466.8 ×8 37.34 萬(wàn)元（折舊率 8）線路年網(wǎng)損費(fèi)用：電能損耗： A Pmax max （Kwh年）：（查表：電力系統(tǒng)分析第三版下冊(cè)表， 線路網(wǎng)損費(fèi)用 =總的電能損耗 * 電價(jià)。15線路 A1：P%S2U2P2 2Q2 R 502 302.992 2.765 3460.38 2.765 0.791(MW ) U 2110212100cos0.85Tmax5300h查表得4000h線路 A2：P%S2U222P2U

32、2Q2 R22502 30.9922 2.60711023460.38121002.607 0.745(MW )cos0.85Tmax5500h查表得4000h線路 A3：P%S2U222P2U2Q2 R22452 26.722 2.3711022737.89121002.37 0.536(MW )cos0.86Tmax5200h查表得4000h線路 A4:P%S2U222P2U2Q2 R22502 30.9922 1.81711023460.38121001.817 0.52(MW )cos0.85Tmax5500h查表得4000h16表 3-4cos0.800.850.900.951.00

33、Tmax(h)20001500120010008007002500170015001250110095030002000180016001400125035002350215020001800160040002750260024002200200045003150300029002700250050003600350034003200300055004100400039503750360060004650460045004350420065005250520051005000485070005950590058005700560075006650660065506500640080007400

34、73507250電能損耗：A 0.791 4000 0.745 4000 0.536 4000 0.52 4000 10368（ MWh ） 總網(wǎng)損成本 10368 103 0.35 3628800（元 ） 362.8（8 萬(wàn)元） 年運(yùn)行費(fèi)： N 37.34 362.88 400.22（萬(wàn)元 ）4.3 、方案（ C）中的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算表 3-5方 案結(jié)線圖線路長(zhǎng) 度（kM）斷路器 （每條線路 按兩個(gè)算）優(yōu)缺點(diǎn)C3A 419412優(yōu)點(diǎn)：雙環(huán)網(wǎng)供電， 可靠性高，線路總 長(zhǎng)較短，開(kāi)關(guān)數(shù)目 較少，繼電保護(hù)較 容易。 缺點(diǎn)：存在保護(hù)需 要識(shí)別方向。把發(fā)電廠、變電站 1、3 連成的環(huán)網(wǎng)打開(kāi)：35km1u

35、'30km30kmP1 50MWP3 45MW圖 3-1 變壓器 1-3 網(wǎng)絡(luò)潮流流向4.3.1 按均一網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行粗略潮流分布的計(jì)算按均一網(wǎng)對(duì)方案其進(jìn)行粗略潮流分布的計(jì)算：兩個(gè)假設(shè) 1 ）計(jì)算時(shí)不考慮線路的功率損失；2 ）功率的大小按導(dǎo)線長(zhǎng)度均一分布17SiZi根據(jù)均一網(wǎng)初步功率分布的計(jì)算公式： S i 1n即 SZii1i1nSiLi 計(jì)算每條線路的復(fù)功Lii1率 S, 由 SjQ ，可以分別計(jì)算 P和 Q。線路 A-1：(30 30) 50 30 45 45.79(MW )30 35 301P?tan cos45.791tan cos 1 0.8528.38 MVar線路 A-3：

36、線路 1-3 ：把發(fā)電廠、P2 Q2 53.87 MVA(30 35) 45 50 3530 35 30P?tan cos 1 49.21P2 Q2 57.22 MVA49.21(MW)tan cos 1 0.8629.2 MVarPA P3 49.21 45 4.21 MW1P?tan cos4.21 tan cos 10.85P2 Q2 4.95 MVA變電站 2、4 連成的環(huán)網(wǎng)打開(kāi)：3343P2 50MW2.61 MVaru'23P4 50MW圖 3-2 變壓器 2-4 網(wǎng)絡(luò)潮流流向(43 23) 50 50 23線路 A-2： P44.95(MW)33 43 23Q P?tan

37、 cos 1 44.95 tan cos 1 0.85 27.86 MVarSP2 Q2 52.88 MVA18（33 43） 50 50 33 線路 A-4： P55.05（MW）33 43 23Q P?tan cos 1 55.05 tan cos 1 0.85 34.21 MVarS P2 Q2 64.77 MVA線路 2-4：P PA P4 55.05 50 5.05 MWQ P?tan cos 1 5.05 tan cos 10.85 3.13 MVarS P2 Q2 5.94 MVA4.3.2 導(dǎo)線截面的選擇確定導(dǎo)線傳輸?shù)淖畲筘?fù)荷電流 TmaxP 按最大負(fù)荷計(jì)算 Tmax 與功率、

38、電壓和功率因數(shù)的關(guān)系為 : I maxPmax3U N cos（ 式中： Tmax 為最大負(fù)荷電流， A； Pm ax為最大傳輸功率， kW；UN為線路額定電壓， kV； cos 為負(fù)荷功率因數(shù) ）計(jì)算導(dǎo)線截面 S ，計(jì)算式 S I max （mm2） J根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)查參考書(shū)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)（摘錄） 中的表 3-6 選擇相應(yīng)的標(biāo) 稱(chēng)截面。表 3-6導(dǎo)線截面載流量（A ）ro(/km)xo(/km)導(dǎo)線投資（萬(wàn)元）線路綜合投資（萬(wàn)元）LGJ-702750.450.4320.291.95LGJ-953350.330.4160.42.1LGJ-1203800.270.4090.492.25LGJ

39、-1504450.210.4030.622.45LGJ-1855150.170.3950.762.7LGJ-2406100.1320.1880.982.95LGJ-3007100.1070.3821.463.4LGJ-4008980.0790.38624線路 A-1： IP 45.79 103282.75A3U cos 3 110 0.85193586.61APm ax(50 45) 103m ax3U cos 3 110 0.85282.750.92314.17mm2故選 LGJ-300 Tmax 710A線路 A-3： IP3U cos 49.21 1033 110 0.86300.33

40、AmaxPmax3U cos3(50 45) 103 579.79A3 110 0.86300.330.92333.7mm2故選 LGJ-300 Tmax 710A線路 1-3： IP3U cos4.2110 33 110 0.8526 AmaxPmax3U cos350 1033 110 0.85308.74A260.932.22mm2故選 LGJ-95 Tmax 335A線路 A-2：IP44.95 1033 110 0.85277.56 A3U cos IPmax(50 50)103617.49 AI max3U cos3 1100.85617.49I 277.562S308.4mm2J

41、 0.9故選LGJ-300 Tmax710A線路 A-4： IP 3U cos 55.05 1033 110 0.85339.93AmaxPmax3U cos3(50 50) 1033 110 0.85617.49 AI 339.93J 0.92377.7mm220線路 2-4： I3P 5.05 10331.18A3U cos 3 110 0.85故選 LGJ-300 Tmax 710AmaxPmax 3U cos350 1033 110 0.85308.74 AI 31.18 2 S 34.64mmJ 0.9故選 LGJ-95Tmax 335A4.3.3 線路阻抗計(jì)算ZRjXr0ljx0l

42、A-1： ZRjXr0ljx0l0.10735j 0.382353.745j13.37A-2： ZRjXr0ljx0l0.10733j 0.382333.531j12.606A-3： ZRjXr0ljx0l0.10730j 0.382303.21j11.46A-4： ZRjXr0ljx0l0.10723j 0.382232.461j8.7861-3：ZRjXr0ljx0l0.3330j0.416309.9 j2.482-4：ZRjXr0ljx0l0.3343j 0.4164314.19j17.8884.3.4 正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失U%PR QXU2100%A-1： U%45.79 3.745

43、28.38 13.371102100%4.55%A-2： U %44.95 3.531 27.86 12.6061102100%4.21%A-3： U % 49.21 3.21 229.2 11.46 100% 4.07%1102A-4： U% 55.05 2.461 324.12 8.786 100% 3.6% 1102投資表 3-7導(dǎo)線截面載流量（ A）r o( xo(導(dǎo)線投資（萬(wàn)元）LGJ-702750.450.4320.29LGJ-953350.330.4160.421LGJ-1203800.270.4090.49LGJ-1504450.210.4030.62LGJ-1855150.1

44、70.3950.76LGJ-2406100.1320.1880.98LGJQ-3007100.1070.3821.46線路：（雙回路線路投資，線路計(jì)算長(zhǎng)度為兩線路長(zhǎng)度之和的70）K1 KA1 KA 2 KA3 KA 4 K13 K2 41.46 35 1.46 33 1.46 ×30 + 1.46 ×23 + 0.33 ×30 + 0.33×43200.75萬(wàn)元 斷路器： K 8×1296萬(wàn)元（單價(jià) 8 萬(wàn)元） 總投資： KK1K200.75+96296.75（萬(wàn)元）4.3.6 年運(yùn)行費(fèi)用 年運(yùn)行費(fèi)用包括折舊費(fèi)和損耗費(fèi) 折舊費(fèi) 8 00 K 2

45、96.75 ×8 0023.74萬(wàn)元（折舊率 8）線路年網(wǎng)損費(fèi)用：（查表：電力系統(tǒng)分析第三版下冊(cè)表 14-1 p.129 ）最大負(fù)荷損耗小時(shí) max與最大負(fù)荷利用小時(shí) Tmax （h） 、功率因數(shù) cos 之間的關(guān)系表 3-8cos Tmax(h)0.800.850.900.951.002000150012001000800700250017001500125011009503000200018001600140012503500235021502000180016004000275026002400220020004500315030002900270025005000360035

46、003400320030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048507000595059005800570056002275006650660065506500640080007400735072502 2 2PA1% US2 R 45.79110228.38 3.745 0.898MW線路 A-1 ：cos 0.85 Tmax 5300h 查表得 4000h線路 A-2 ：2 2 2S244.952 27.862PA 1% S2 R 44.9522 7.86 3.531 0.82MWA 1

47、 U 21102cos 0.85 Tmax 5500h 查表得 4000h線路 A-3 ：2 2 2S249.212 29.22PA 1% S2 R 49.21 229.2 3.21 0.869MW A 1U 21102cos 0.86 Tmax 5200h 查表得 4000h線路 A-4 ：PA 1%222S22 R 55.052 324.122 2.461 0.85MWU 21102線路 1-3：線路 2-4：電能損耗：cosP1 3%cos0.85 Tmax 5500h 查表得2 2 2S24.212 2.6122 R 29.9U 211020.85 Tmax 5300h 查表得P2 4

48、% S22R 5.052 32.132U 211024000h0.02MW4000h14.19 0.041MWcos 0.85 Tmax 5500h 查表得 4000h整個(gè)電網(wǎng)全年電能損耗 WPmax max （Kwh 年）Pmax max 0.898×40000.82×4000+0.869×4000 +0.85×4000+0.02×4000+0.041×4000=13992MWh總網(wǎng)損成本 13992×103×0.35489.72（萬(wàn)元） （取 0.35 元 Kwh ）年運(yùn)行費(fèi)： N 27.74 489.72 513.46（萬(wàn)元 ）23五、最終方案的選定表 4-1 初選出來(lái)的方案（ B）和方案（ C）技術(shù)和經(jīng)濟(jì)精確比較方案結(jié)線圖B）潮流（ MVA）線路 A-1 ：45.79+j28.38線路 A-1 ： 50+j30.99線路 A-3 ：49.21+j29.2線路 A-2 ： 50+j30.99線路 1-3： 4.21+j2.61線路 A-3 ： 45+j26.7線路 A-2