地方電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)

地方電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)（一）目的要求：通過設(shè)計(jì)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)專業(yè)知識(shí)，特別是有關(guān)電力網(wǎng)、發(fā)電廠和變電站方面的理論、概念和計(jì)算方法，加深對(duì)電網(wǎng)特性的了解，進(jìn)而了解有關(guān)技術(shù)政策、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)定，樹立統(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)際工程問題的能力（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容：本規(guī)劃設(shè)計(jì)包括有一個(gè)電廠，四個(gè)變電站的地方電網(wǎng)。他們的地理位置如下圖：發(fā)電廠G裝機(jī)（發(fā)電廠G裝機(jī)（MV）：距離關(guān)系：SG2=16KmSG-3=20KmSg4=33.6KmSG-1=38.4KmS12=22.4KmS2-3=12KmS=16KmS=1-432KmS13=27.2KmS=2-427.2Km4x12MVcos4=0.8510.5KV電網(wǎng)負(fù)荷（MVA）最大負(fù)荷最小負(fù)荷Tmax調(diào)壓要求低壓側(cè)電壓變電所17+j66+j44000順調(diào)壓10KV變電所27+j4.56.5+j43000順調(diào)壓10KV變電所37.5+j45+j33500逆調(diào)壓10KV變電所48.5+j57+j44800順調(diào)壓10KV機(jī)端負(fù)荷5+j34+j23800逆調(diào)壓10KV具體設(shè)計(jì)過程如下:

第一節(jié)電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案擬訂及初步比較1、電力網(wǎng)電壓的確定和電網(wǎng)接線的初步選擇由于電網(wǎng)電壓的高低與電網(wǎng)接線的合理與否有著相互的影響，因此，在這里設(shè)計(jì)的時(shí)候是將兩者的選擇同時(shí)予以考慮。1.1電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇電網(wǎng)電壓等級(jí)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，根據(jù)網(wǎng)內(nèi)線路輸送容量的大小和輸電距離，在此確定電網(wǎng)的電壓等級(jí)為110KV1.2電網(wǎng)接線方式這里所擬訂的電網(wǎng)接線方式為全為有備用接線方式，這是從電網(wǎng)供電的可靠性、靈活性與安全性來考慮的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何一段線路因發(fā)生故障或檢修而斷開時(shí)，不會(huì)對(duì)用戶中斷供電。這里結(jié)合所選的電網(wǎng)電壓等級(jí)，初步擬訂了五種電網(wǎng)接線方式，方案（1）、方案（2）為雙回線路，方案（3）為環(huán)網(wǎng)，方案（4），方案（5）中既有環(huán)網(wǎng)又有雙回線路。它們均滿足負(fù)荷的供電的可靠性。五種方案的電網(wǎng)接線方式如圖1-1所示：1圖1-1電網(wǎng)的接線方式方案初步比較的指標(biāo)2.1路徑長(zhǎng)度（公里）它反映架設(shè)線路的地理長(zhǎng)度，考慮到架線地區(qū)地形起伏等因素，單回線路長(zhǎng)度應(yīng)在架設(shè)線路的廠、站間直線距離的基礎(chǔ)上增加（5-10）%的彎曲度。這里對(duì)各種方案的架空線路的長(zhǎng)度統(tǒng)一增加8%的彎曲度。方案（1）：L=（16+22.4+20+33.6）x1.08=99.36Kmi方案（2）：L=（16+22.4+20+16）x1.08=80.35Km2方案（3）：L=（16+22.4+20+16+32）x1.08=114.91Km3方案（4）：L=（16+22.4+20+32+33.6）x1.08=133.92Km4方案（5）：L5=（16+22.4+20+33.6+27.2）x1.08=128.74Km。2.2線路長(zhǎng)度（公里）它反映架設(shè)線路的直接費(fèi)用，雙回路線路的長(zhǎng)度應(yīng)為地理長(zhǎng)度的2倍。方案（1）：L；=（16+22.4+20+33.6）x2x1.08=198.72Km方案（2）：L2=（16+22.4+20+16）x2x1.08=160.7Km方案（3）：L'=（16+22.4+20+16+32）x1.08=114.91Km3方案（4）：L'=（16+22.4+20x2+32+33.6）x1.08=155.52Km4方案（5）：L'=（16+22.4+20+33.6x2+27.2）x1.08=165.02Km52.3.負(fù)荷矩（兆瓦*公里）全網(wǎng)負(fù)荷矩等于各線段負(fù)荷矩之和，即zp（。它可部分反映網(wǎng)絡(luò)的電壓損耗和功率損耗。在方案（3）、方案（4）、方案（5）中有環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，這里先按線段長(zhǎng)度和負(fù)荷功率求出各線段上的功率分布（初分布），再計(jì)算其負(fù)荷矩。

方案（1）的電網(wǎng)接線及功率初分布圖如下所示:SG-2=14+j10.5MVASG-3=5MVAS21=7+j6MVASG4=8.5+j5MVA￡P(guān)l=P方案（1）的電網(wǎng)接線及功率初分布圖如下所示:SG-2=14+j10.5MVASG-3=5MVAS21=7+j6MVASG4=8.5+j5MVA￡P(guān)l=P-1+P-1+P-1+iiG—2G—22-12-1G-3G-3P4-1G4=14*16+7*22.4+7.5*20+8.5*33.6=816.4(MW.km)方案（2）的電網(wǎng)接線及功率初分布圖如下所示:SG-2S2-1=14+j10.5MVA=7+j6MVA￡P(guān)1=P.1+PiiG-2G-22-1SG-3S3-4=16+j9MVA=8.5+j5MVA.12-1+PG-3'1G-3+P34-134=14*16+7*22.4+16*20+8.5*16=836.8(MW.km)方案（3）的電網(wǎng)接線及功率初分布圖如下所示:T.5+J4、V8.5+j5將環(huán)網(wǎng)拆開：TOC\o"1-5"\h\z_14?日二GGV*pV7+j4.57+j68.5+j57.5+j4

(阻抗的大小與線路長(zhǎng)度成正比，假設(shè)所有導(dǎo)線型號(hào)均相同)￡z*s.(7+j4.5)X90.4+(7+j6)x68+(8.5+j5)x36+(7.5+j4)x20S=-Tj=G-2=Z；10(4=14.71+j10.10(MVA)^^z-s.(7+j4.5)x16+(7+j6)x38.4+(8.5+j5)x70.4+(7.5+j4)x86.4S=-7=1=G-3Z；10.4=15.29+j9.40(MVA)S=7+j5.6(MVA)S=7.79+j5.4(MVA)S=0.71-j0.4(MVA)2-13-41-44為有功功率分點(diǎn)，2為無功功率分點(diǎn)?！關(guān)l=P-1+P-1+P-1+P-1+P-1iiG-2G-22-12-1G-3G-33-43-44-14-1=14..71*16+7*22.4+15.29*20+7.79*16+0.71*32=861.22(MW.km)方案（方案（4）的電網(wǎng)接線及功率初分布圖如下所示:o(7+j4.5)x88+(7+j6)x65.6+(8.5+j5)x33.6Sg2=^4=13.08+j9.21MVAc(7+j4.5)x16+(7+j6)x38.4+(8.5+j5)x70.4104S==9.42+j6.29MVA104G-4S=6.08+j4.71MVAS=0.92+j1.29MVAS=7.5+j4MVA1為功率分點(diǎn)2-1J4-1JG-3￡P(guān)l=13.08*16+6.08*22.4+7.5*20+9.42*33..6+0.92*32=841.42(MW.km)方案（5）的電網(wǎng)接線及功率初分布圖如下所示:

>■8.5+j5(7+j4)x49.6+(8.5+j5)x33.6>■8.5+j5S=——=9.45+j5.26MVATOC\o"1-5"\h\zG-369.6o(7.5+j4)x20+(8.5+j5)x3669.6S==6.55+j3.74(MVA)G-469.6S=14+j10.5MVAS=7+j6MVAS=1.95+j1.26MVA4為功率分點(diǎn)G-22-1'3-4￡P(guān)l=14*16+7*22.4+9.45*20+6.55*33..6+1.95*16=821.08（MW.km）所以：方案（1）的負(fù)荷矩￡P(guān)l.=816.4（MW.km）方案（2）的負(fù)荷矩￡P(guān)l.=836.8（MW.km）方案（3）的負(fù)荷矩￡P(guān)l.=861.22（MW.km）方案（4）的負(fù)荷矩￡P(guān)li=841.42（MW.km）方案（5）的負(fù)荷矩￡P(guān)li=821.08（MW.km）2.4高壓開關(guān)（臺(tái)數(shù)）由于高壓開關(guān)價(jià)格昂貴，在網(wǎng)絡(luò)投資中占較大比例，所以需應(yīng)統(tǒng)計(jì)在擬訂的各設(shè)計(jì)方案中的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)，以進(jìn)行比較。這里暫以網(wǎng)絡(luò)接線來統(tǒng)計(jì)高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)，暫不考慮發(fā)電廠與變電站所需的高壓開關(guān)?？紤]到一條單回線路的高壓斷路器需在兩端各設(shè)置一個(gè)，故一條單回線路的高壓斷路器需2個(gè)。各種接線方案所需的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)（高壓斷路器）統(tǒng)計(jì)如下：方案（1）所需的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)為16個(gè)；方案（2）所需的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)為16個(gè)；方案（3）所需的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)為10個(gè)；方案（4）所需的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)為12個(gè)；方案（5）所需的高壓開關(guān)臺(tái)數(shù)為14個(gè)；方案初步比較及選擇這里將各初選方案的四個(gè)指標(biāo)如表1-1所示：表1-1方案初步比較的指標(biāo)

方案線路長(zhǎng)度（公里）路徑長(zhǎng)度（公里）負(fù)荷矩（兆瓦*公里）高壓開關(guān)（臺(tái)數(shù)）（1）198.7299.36816.416（2）160.780.35836.816（3）114.91114.91861.2210（4）155.52133.92841.4214（5）158.11116.64821.0812根據(jù)表1-2所列四個(gè)指標(biāo)，注意到方案（3）、方案（4）與方案（5）的各項(xiàng)指標(biāo)較??；但考慮到方案（3）為單一環(huán)網(wǎng)，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的某線路發(fā)生故障而斷開時(shí)，電壓降落太大很可能不滿足電壓質(zhì)量要求，而且線路可能負(fù)荷較重，所以為慎重起見，不予采納。方案（4）與方案（5）的各項(xiàng)指標(biāo)均較小，因此這里僅對(duì)方案Q）與方案（5），再做進(jìn)一步的詳細(xì)比較。第二節(jié)電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較架空線路導(dǎo)線截面選擇對(duì)35KV及以上電壓級(jí)的架空線路，其導(dǎo)線截面的選擇是從保證安全、電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性等來考慮。一般是按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，用電壓損失、電暈、機(jī)械強(qiáng)度及發(fā)熱等技術(shù)條件加以校驗(yàn)。在本次設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，所選線路統(tǒng)一采用LGJ-120導(dǎo)線，所以導(dǎo)線截面的選取及校驗(yàn)這一步驟可以省去。電壓損耗計(jì)算2.1線路參數(shù)計(jì)算氣=0.42Q/km（其中l(wèi)為線路長(zhǎng)度，單位：公里）LGJ-120型號(hào)經(jīng)查表得：,廣0.22Q/km阻抗參數(shù)計(jì)算公式：%=r「l，X.=氣?l氣=0.42Q/km（其中l(wèi)為線路長(zhǎng)度，單位：公里）Zg2=Rg2+jXG2=(0.22+j0.42)*16=3.52+j6.72(0)Zg2=25.025+j15.4(Q)彳Zg2=25.025+j15.4(Q)彳2=4.928+j9.408(0)氣4=7.392+j14.112(Q)彳4=7.04+j13.44(Q)Zg3=(4.4+j8.4)/2=2.2+j4.2(0)2）方案（5）中各線路的阻抗參數(shù)計(jì)算如下:2）方案（5）中各線路的阻抗參數(shù)計(jì)算如下:=(3.52+j6.72)/2=1.76+j3.36(Q)Z=(4.92阱j9.408/2=2.46再j4.704。)1-2

氣3=4.4氣3=4.4+j8.4(Q)氣4=7.392+j14.112(Q)Z34=3.52+j6.72（Q）2.2線路功率計(jì)算由于所有方案中所選線路的型號(hào)都相同，為L(zhǎng)GJ-120,所以該整個(gè)電網(wǎng)是一個(gè)均一網(wǎng)絡(luò)，環(huán)網(wǎng)的功率分布僅與線路長(zhǎng)度成正比，因此其功率的分布與前面所算相同，這里不再重算。1）方案（4）：Sg2Sg2=13.08+j9.21(MVA)S21=6.08+j4.71(MVA)Sg3=7.5+j4(MVA)2)方案(5)Sg2=14+j10.5(MVA)S21=7+j6(MVA)S34=1.95+j1.26(MVA)Sg4=9.42+j6.29(MVA)S4廣0.92+j1.29(MVA)Sg3=9.45+j5.26(MVA)S=6.55+j3.74(MVA)2.3電壓損耗計(jì)算為保證用戶的電能質(zhì)量，正常情況下，網(wǎng)絡(luò)中電源到任一負(fù)荷點(diǎn)的最大電壓損耗，不超過額定電壓的5%，故障時(shí)（指斷一條線路）應(yīng)不超過10%。1）方案（4）電壓損耗：由于方案（4）包括環(huán)網(wǎng)，在負(fù)荷變電站1處有功率分點(diǎn)，所以這里校驗(yàn)變電站母線1處的電壓。還校驗(yàn)負(fù)荷變電站3處母線電壓。AVG-2=(Pg-2AVG-2=(Pg-2^Rg-2+QG-2?XG一2)y-N(13.08*3.52+9.21*6.72).'110=0.98KV△匕2%=0.89%V2=110-0.98=109.02(kv)AV2-16.08*4.928+4.71*9.408109.02=0.68(如)A匕1%=0.62%匕=109.08-0.68=108.4(kv)從電源點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)1的總電壓損耗為EAV%=1.51%AVG-37.5*2.2+4*4.2110=0.3(kv)AVg3%=0.28%4G-4b）故障情況下：若線路G-2因故障而被切除，則Ay"14*7.04+10.5*13-44)106.5=2.25KVAV41%=2.05%V=106.5-2.25=104.25KV1A匕2=(7*4.928+4.5*9.40%4.25=0.74KVV2=104.25-0.74=103.51KVAV12%=0.67%從電源點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)2的總電壓損耗EAV%=5.9%若線路G-4因故障而被切除，則

1忌=（22.5*3.52+15.5*6.712）.珂10=1.67KVNVG-2(13.08*3.52+9.21*6.72).'110=0.98KV△匕2%=0.89%V2=110-0.98=109.02(kv)AV2-16.08*4.928+4.71*9.408109.02=0.68(如)A匕1%=0.62%匕=109.08-0.68=108.4(kv)從電源點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)1的總電壓損耗為EAV%=1.51%AVG-37.5*2.2+4*4.2110=0.3(kv)AVg3%=0.28%4G-4b）故障情況下：若線路G-2因故障而被切除，則Ay"14*7.04+10.5*13-44)106.5=2.25KVAV41%=2.05%1忌=（22.5*3.52+15.5*6.712）.珂10=1.67KV若雙回線路G-3中的一條因故障而被切除，則AVG-37.5*4.4+4*8.4110AVg3%=0.55%=0.61（如）通過計(jì)算，可看出該方案（4）的電壓損耗AV%，在正常情況下最大為1.51%；在故障情況下，其最大可能的電壓損耗為5.9%，可見該網(wǎng)絡(luò)的電壓質(zhì)量問題還是能得到保證的。2）方案（5）電壓損耗計(jì)算

方案（5）也包括有一小環(huán)網(wǎng)，在負(fù)荷變電站4處有功率分點(diǎn)，所以這里校驗(yàn)變電站母線4處的電壓。還校驗(yàn)負(fù)荷變電站1處母線電壓。a）正常情況下:AVG-2=(14*1.76+10.5*3.36)/110=0.54KVV2=110-0.54=109.46KVAVg2%=0.5%AV2-1=(7*2-464+6*4.704%9.46=0.42KVV2=109.46-0.42=109.04KVAV2=0.38%從電源點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)1的總電壓損耗EAV%=0.88%AV=(6.55*7.392+3.74*14.112)110=0.92(kv)V4=110-0.92=109.08（kv）AVg3%=0.84%b）故障情況下：若線路G-4因故障而被切除，則AVG-3=(16*4.4+9*8.4),,1'10=1.33KVV=110-1.33=108.67KV1AVg1%=1.21%AV3-4(8.5*3.52+5*6.72)=.'108.67=0矣KVV4=108.67-0.58=108.09KVA匕4%=0.53%從電源點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)4的總電壓損耗EAV%=1.74%若線路G-3因故障而被切除，則△匕4%=2.03%△匕3=(7.5*3.52+4*6.7%7.77=0.49KVAV43%=0.45%V3=107.77-0.49=107.28KVAVg-4=(16*7?392+9*14.112%。=*3KVV4=110-2.23=107.77KV從電源點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)3的總電壓損耗EAV%=2.48%若雙回線路G-2中的一條因故障而被切除，則AVg3%=0.99%AVg2=（14*3.52+1°5*6?72、0=1.09KVV2=110-1.09=108.91KV△七」7*2.464+6*4.704)^8.91=0.42KVV3=108.91-0.42=108.49KVAV21AV43%=0.45%AVg3%=0.99%通過計(jì)算，可看出該方案（5）的電壓損耗AV%，在正常情況下最大為0.88%；在故障情況下，其最大可能的電壓損耗為2.48%，可見該網(wǎng)絡(luò)的電壓質(zhì)量問題還是能得到保證的。電網(wǎng)的年電能損耗電網(wǎng)的年電能損耗AA一般用最大損耗時(shí)間法計(jì)算，即：AA=APmaxy（萬度）式中APnax為最大負(fù)荷時(shí)的有功損耗（千瓦）；T為最大負(fù)荷損耗時(shí)間（小時(shí)）；最大負(fù)荷損耗時(shí)間匚與元件上通過功率的最大負(fù)荷利用小時(shí)TmaX^n功率因素cos4有關(guān)，其具體的關(guān)系見附表1。3.1AP最大負(fù)荷時(shí)的有功損耗計(jì)算計(jì)算公式：AP=（P2+QV）*r

/V2L'N式中S=P+jQ為線路上流過的潮流（單位：MW）；匕為線路的額定電壓（KV）；Rl為線路的電阻值（Q）a）方案（4）各線路的功率損耗經(jīng)計(jì)算如下：APG-2=(%+&2)*RG-2N=(13.°&+9.2%?)*3.52*1000=74.45KW)*2.2*1000=13.14)*2.2*1000=13.14KW2AP=(7.52+AP4-1b）方案（5）APG-2=44.55(kw)AP3=42.53(kw)AP21=17.31(kw)AP4=34.75(kw)AP4=(9AP4-1b）方案（5）APG-2=44.55(kw)AP3=42.53(kw)AP21=17.31(kw)AP4=34.75(kw)△P2-1'/11027=(0.922+1.292：)*7.04*1000=1.46KW'.1102’AP34=1.57（kw）3.2t最大負(fù)荷損耗時(shí)間的計(jì)算Tma與cos4AP34=1.57（kw）3.2t最大負(fù)荷損耗時(shí)間的計(jì)算Tma與cos4的計(jì)算一條線路供給幾個(gè)負(fù)荷，此時(shí)按照下式計(jì)算:PmLm/0S4〃PMb=SMb°。瞞Tmax-1_PT+PT/—Mamax-aMbmax吻?'尸+尸cosP1MaSTcos4STcos4上述計(jì)算公式以下圖為例加以說明TmaxaTTmaxaTmaxba）方案（4）最大負(fù)荷損耗時(shí)間匚的計(jì)算如下：方案（4）中包括有環(huán)網(wǎng)，在已求出功率的初分布后，從功率分點(diǎn)1處將其拆開成兩個(gè)開式電網(wǎng)，再利用上述公式計(jì)算。T—/2*T2+PM2]*T—7*3000+6.08*4000—3465max(G-2)匕2+P^21—13.08—.8.5*4800+0.92*4000T=—4722max(G-4)9.42表2-1列出了各線路的匚值及相關(guān)參數(shù)表2-1線路名線路潮流（MVA）Tmax(h)cos。最大負(fù)荷損耗時(shí)間^（h）G-213.08+j9.2134650.8223502-16.08+j4.7140000.82750G-37.5+j435000.882000G-49.42+j6.2947220.8330004-10.92+j1.2940000.582750b）方案（5）方案（5）中也包括有環(huán)網(wǎng)，在已求出功率的初分布后，從功率分點(diǎn)4處將其拆開成兩個(gè)開式電網(wǎng)。6.55+j3.747.5+j41否5+jl.況7.5*3500+1.95*4800—3768Tmax(G-3)9.457*3000+7*4000—3500Tmax(G一2)線路名線路潮流（MVA）"）cos。最大負(fù)荷損耗時(shí)間匚（h）G-214+j10.535000.823502-17+j640000.76275014表2-2列出了各線路的匚值及相關(guān)參數(shù)表2-2G-39.45+j5.2637680.872600G-46.55+j3.7448000.8735003-41.95+j1.2648000.8435003.3電網(wǎng)的年電能損耗計(jì)算a）方案（4）電網(wǎng)的年電能損耗計(jì)算如下：AA=AP-T=（74.45*2350+13.14*2000+78.38*3000+max24.09*2750+1.46*2750）/10000=50.66（萬度）b）方案（5）電網(wǎng)的年電能損耗計(jì)算如下：AA=AP-T=（44.55*2350+42.53*2600+17.31*2750+max34.75*3500+1.57*3500）/10000=39（萬度）方案經(jīng)濟(jì)比較4.1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資費(fèi)用K這里計(jì)算投資費(fèi)用是為了進(jìn)行方案比較，故只計(jì)算其不同部分的投資費(fèi)用。它由線路、變壓器和高壓斷路器的投資構(gòu)成。4.1.1線路投資KL所選導(dǎo)線均為L(zhǎng)GJ-120，單價(jià)為：20.5萬元/km，雙回路的第二回路投資取第一回路的90%。表2-3方案（2）的線路投資一攬表表2-4方案（5）的線路投資一攬表線路名導(dǎo)線長(zhǎng)度（公里）線路造價(jià)（萬元）線路名導(dǎo)線長(zhǎng)度（公里）線路造價(jià)（萬元）G-21616*20.5=328G-2（雙回）16*1.9623.22-122.4459.22-1（雙回）22.4*1.9872.5G-433.6688.8G-3204104-132656G-433.6688.8G-3（雙回）20*1.97793-416328線路總投資費(fèi)用：球廣2911（萬元）線路總投資費(fèi)用：球廣2922.5（萬元）4.1.2變壓器投資、因兩種方案（4）與（5）的電壓損耗在正常時(shí)或是在故障時(shí)都能滿足電壓質(zhì)量要求，即在正常情況下AV%<5%,在故障情況下AV%<10%,初步考慮在變電站選擇普通雙繞組變壓器就能滿足調(diào)壓要求。所以這兩種方案在變壓器上的投資相同。a）變壓器型號(hào)選擇根據(jù)變電站1、2、3、4所帶負(fù)荷的容量大小，以及為了保證供電的連續(xù)性即當(dāng)變壓器因故障或需要檢修而退出運(yùn)行時(shí)不至于對(duì)負(fù)荷的供電中斷，同時(shí)盡可能減小變壓器的初次投資，所以考慮分別在變電站1、2、3、4處安排兩臺(tái)普通雙繞組變壓器，這兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。變壓器暫按120萬元/臺(tái)計(jì)算b）變壓器投資計(jì)算由于這兩種方案在變電站1、2、3、4所選變壓器的容量及臺(tái)數(shù)均相同，所以它們其在變壓器上的總投資也相同，變壓器的總投資費(fèi)用計(jì)算如下：^Kt=120*2*4=960（萬元）4.1.3高壓斷路器的投資KS所有線路采用相同型號(hào)的斷路器，暫按28.3萬元/臺(tái)計(jì)算。方案（4）￡Ks=12*28.3=339.6（萬元）方案（5）￡Ks=14*28.3=396.2（萬元）全網(wǎng)總投資費(fèi)用：K=￡K+￡匕+^KS方案（4）為:K=2911+960+339.6=4210.6（萬元）方案（5）為：K=2922.5+960+396.2=4278.2（萬元）4.2計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用C年運(yùn)行費(fèi)用包括全網(wǎng)的年電能損耗費(fèi)和設(shè)備的折舊維護(hù)費(fèi)。（1）年電能損耗費(fèi)NA=*-P（萬元）式中AA為全網(wǎng)年電能損耗（萬度）P為電價(jià)（元/度）P這里取0.35元/度方案（4）年電能損耗費(fèi)NA=AA-P=50.66*0.35=17.731（萬元）方案（5）年電能損耗費(fèi)NA=AA-P=39*0.35=13.65（萬元）（2）設(shè)備折舊維護(hù)費(fèi)Nz=K?a（萬元）式中K為設(shè)備投資費(fèi)a為設(shè)備折舊維護(hù)率，其值可取為：線路2.2%；變電（包括變壓器、斷路器等）4.2%方案（4）設(shè)備折舊維護(hù)費(fèi)Nz=Ka=2911*2.2%+（960+339.6）*4.2%=118.625（萬元）方案（5）設(shè)備折舊維護(hù)費(fèi)Nz=Ka=2922.5*2.2%+（960+396.2）*4.2%=121.255（萬元）全網(wǎng)年運(yùn)行費(fèi)用：C=NA+Nz方案（4）為：C=17.731+118.625=136.35（萬元）方案（5）為：C=13.65+121.255=134.88（萬元）4.3方案經(jīng)濟(jì)比較表2-5經(jīng)濟(jì)比較

方案（4）方案（5）全網(wǎng)投資費(fèi)用K（萬元）4210.64278.2全網(wǎng)年運(yùn)行費(fèi)用N（萬元）136.35134.88這里因方案（4）的全網(wǎng)投資費(fèi)用氣＜方案⑸的全網(wǎng)投資費(fèi)用K之而方案（4）的全網(wǎng)年運(yùn)行費(fèi)用q＞方案（5）的全網(wǎng)年運(yùn)行費(fèi)用C2這里采用抵償年限法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較用下式計(jì)算抵償年限T：T=K1-K"_C（年）T=（4210.6-4278.2）/（134.88-136.35）=46（年）因T＞＞標(biāo)準(zhǔn)抵償年限T（T=5-7年）所以，在經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后，可以看出方案（5）在經(jīng)濟(jì)方面占優(yōu)，且方案（5）的電壓損耗也小于方案（4），因此最終確定選擇方案（5）作為在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上綜合最優(yōu)的電網(wǎng)接線。第三節(jié)最優(yōu)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算及設(shè)計(jì)成果通過方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終選擇出方案（5）作為一個(gè)最優(yōu)方案，將其作為電網(wǎng)建設(shè)的依據(jù)，這里對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算。電網(wǎng)的接線圖和等值電路圖如圖3-1,3-2所示：圖3-1：電網(wǎng)接線圖G|TSLD3SLD4圖3-2：電網(wǎng)的等值電路圖1.潮流分布計(jì)算1.1G|TSLD3SLD4圖3-2：電網(wǎng)的等值電路圖1.潮流分布計(jì)算1.1線路的充電功率因?yàn)殡娋W(wǎng)是110KV，所以這里計(jì)及線路的充電功率。充電功率Q=—3.21Mvar/100kmc所以：Qg2/2=—3.21/100X16=—0.514Mvar(雙回)Qg3/2=—3.21/100x20/2=—0.321MvarQ/2=—3.21/100x33.6/2=—0.54MvarG一4Q/2=—3.21/100x22.4=—0.719Mvar(雙回)2—1Q34/2=—3.21/100x16/2=-0.257Mvar1.2各種損耗計(jì)及線路和變壓器的功率損耗、變壓器的激磁功率損耗。①線路阻抗：Zg2=1.76+j3.36(Q)氣3=4.4+j8.4(Q)Z34=3.52+j6.72(Q)彳2=2.464+j4.704(0)Zg4=7.392+j14.112(Q)②變壓器的選擇（變電站變壓器均為兩臺(tái)同型號(hào)變壓器并聯(lián)）主變壓器T的容量St=（4xSt=（4x12+0.85）x（1+10%）=57.04MVA所以可選T的額定容量Stn=63MVA，參數(shù)：AP=260KWAP=65KW七%=10.5APV2260x11021000S2N10%=0.6則：RT632x10000.79（。）10.51102

x10063=20.17（。）所以可選T11、T12的額定容量St10.51102

x10063=20.17（。）所以可選T11、T12的額定容量St11n=5口2n=10MVA，=14KWVs%=10.572x1102參數(shù):則：RT11=RT12AP=72KWAP0APV2SN=10%=1.11000S21000x102N8.71（。）100sNAS=AP+j4%S=0.065+j06x63=0.065+j0.378MVA00100nJ100變電站1變壓器的容量St11=St12=如+62x70%=6.45MVA（注意：兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，每臺(tái)不可能滿載運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)只要滿足能承擔(dān)全部負(fù)荷的70%即可）=127.05（。）XT11=XT12V%V2=127.05（。）XT11=XT12100Sn10010ZT1=2（Rt11+jXT11）=2（8.71+j127.05）=4.355+j63.525（。）（2變壓器并聯(lián)）變電站2變壓器的容量St21=St22=（72+4.52x70%=5.83MVA所以可選T21、T22的額定容量所以可選T21、T22的額定容量，晝］n=，空n=6.3MVA，AP=52KWAP=9.76KW匕%=10.5APV?_52x1102

1000S=1000*632N則：Rt21=RT22=15.85（。）參數(shù)：I%=1.1XT21=201.67（。）V%XT21=201.67（。）=——x^N=xt22100Sn1006.3Z=1（15.85+j201.67）=7.925+j100.84（。）T22

AS=AP+j箜S=0.0098+j0.0693MVA00100N變電站3變壓器的容量ST31=，空=%，「7.52+42x70%=5.95MVAt31n=St32n=6.3MVA，參數(shù):V%=10.5Xt31=201.67(0)所以可選T31、T32的額定容量SAPs=52KWAP=9.76KWI°%=1.1ZT3=7.925+j100.84(Q)t31n=St32n=6.3MVA，參數(shù):V%=10.5Xt31=201.67(0)I°%=1.1ZT3=7.925+j100.84(Q)變電站4變壓器的容量AS0=0.0098+j0.0693MVAST41=ST42=48.52+52X70%=6.9MVA所以可選T41、T42的額定容量，以］n=ST42n=10MVA，參數(shù)：=14KWVs%=10.5I%=1.1=乂以2=127.05(0)APs=72KWAP0則：常］=%以2=8.71(0)XT41AS0=0.014+j0.11MVA等值電路圖如下：（將環(huán)網(wǎng)在功率分點(diǎn)4處打開）ZT4=4.355+j63.525(0)ASAJ泣'S2JVjiQBA-2S2VsiSIIAlsiirSillSA2J.此——OVjAQEA-3S3VS4VjAQBA-4jAQA2=-j0.514MVAjQ2廣一j0.719jAQA3=-j0.321MVAf3-4=-jOUjAQ=-j0.539MVABA-41.3功率分布與電壓分布分別計(jì)算最大負(fù)荷、最小負(fù)荷及最嚴(yán)重?cái)嗑€故障（最大負(fù)荷）時(shí)功率分布與電壓分布。最大負(fù)荷情況。

P2+Q272+62/AS=LD1QLD1=X(4.355+j63.525)=0.031+j0.446MVAT1V21102NAS01=2AS0=0.028+j0.22MVAAST272+4.521102X(7.925+jAST272+4.521102X(7.925+j100.84)=0.045+j0.577MVAAS02=2x(0.0098+0.0693)=0.02+j0.139MVAAST37.52+421102x(7.925+j100.84)=0.047+j0.602MVAAS03=2x(0.0098+0.0693)=0.02+j0.139MVAAST48.52+521102x(4.355+j63.525)=0.035+j0.511MVAAS01=2x(0.014+j0.11)=0.028+j0.22MVA各節(jié)點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷為：S=S+AS+AS+jAQLD1T101B2-1=7+j6+0.031+j0.446+0.028+j0.22-j0.719=7.059+j5.947MVAS=S+AS+AS+jAQ+jAQLD2T202BA-2B2-1=7+j4.5+0.045+j0.577+0.02+j0.139-j0.514-j0.719=7.065+j3.983MVAS=S+AS+AS+jAQ+jAQLD3T303BA-3B3-4=7.5+j4+0.047+j0.602+0.02+j0.139-j0.321-j0.257=7.567+j4.163MVAS=S+AS+AS+jAQ+jAQLD4T404BA-4B3-4=8.5+j5+0.035+j0.511+0.028+j0.22-j0.539-j0.257?=8.563+j4.935MVA雙回路線路功率，電壓分布：（設(shè)A的運(yùn)行電壓匕=110KV）AS2-1P1+Q12x(R+jX)=7°59+5'47x(2.46雙回路線路功率，電壓分布：（設(shè)A的運(yùn)行電壓匕=110KV）AS2-1P1+Q12x(R+jX)=7°59+5'47x(2.46知j4.704V22-12-1…八N0.017+j0.033MVA+AS=7.076+j5.98MVAS”=S+S'=14.141+j9.963MVA2-1222ASA-214.1412+9一9632x(1.76+j3.36)=0.044+j0.083MVA110S'A=S2+ASa2=14.185+j10.046MVAAVA-2PARA2+QAXA2VA14.185x1.76+10.046x3.36

1^=0.543KVAV2-17.076x2.464+5.98x4.704109.47=0.416KVV=V2-AV21=109.47-0.416=109.05KV環(huán)網(wǎng)功率，電壓分布:(7.567+j4.163)x49.6+(8.563+j4.935)x33.669.6=9.526+j5.349MVAsn=(7.567+j4.163)x20:(睛63+j4.935)x36=6.604+j3.749MVA69.6sm=sI-S3=1.159+j1.186MVA△SLI=9.5262+5.3492110x(4.4+j8.4)=0.043+j0.083MVASA1=SdSLM.569+j5-432mva△SLII=△SLII=6.6042+3.7492110x(7.392+j14.112)=0.035+j0.067MVASa2=$11+頑11=6.639+j3.816MVA1.9592+11862△SLm=1i^x(3.52+j6.72)=0.0015+j0.003MVA

sm'=sm+ASLm=1.961+ji.189mvaP'R+QQ9.569x4.4+5.432x8.4△VI=_41,43==0.798KVV1104V=匕—△VI=109.202KVPR+Q'Q△VII=~4-442—4-4VA6.639x7.392+3.816x14.112

1^=0.936KV匕=匕—△VH=109.06KV最小負(fù)荷情況，計(jì)算方法類似*1=0.019+j0.273MVAASPR+Q'Q△VII=~4-442—4-4VA6.639x7.392+3.816x14.112

1^=0.936KV匕=匕—△VH=109.06KV最小負(fù)荷情況，計(jì)算方法類似*1=0.019+j0.273MVAAS=0.03維j0.48MVAT2AS=0.022+j0.28MVAT3ASt4=0.023+j0.341MVA各節(jié)點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷為：S1=6.047bj3.774MVAS3=5.042bj2.844MVAAS01=0.028+j0.22MVAAS02=0.02+j0.139MVAAS03=0.02+j0.139MVAAS04=0.028+j0.22MVAS=6.558+j3.391MVAS4=7.051+j3.765MVA雙回路線路功率，AS21=0.010+j0.020MVAS"=12.615+j7.185MVA2SA=12.646+j7.244MVAAVa2=0.424KVAV21=0.30KV環(huán)網(wǎng)功率，電壓分布：SI=6.997+j3.844MVsm=1.955+j1.000MVA△SLI=0.023+j0.044MVA電壓分布：（設(shè)A的運(yùn)行電壓匕=110KV）S2=6.057+j3.794MVAASa2=0.031+j0.059MVAV2=109.58KVV=109.28KV1SI=5.096+j2.765MVASA1=7.02+j3.888MVA△VI==0.578KV匕=109.42KV△V11=0.704KVV4=109.3KV嚴(yán)重故障下的功率電壓分布（最大負(fù)荷時(shí)）a）若線路G-3因故障而被切除，則7.567+j4.163^力?EE7.567+j4.163^力?EE=7.567+j4.163MVAs4=8.563+6j4935mvaAS4—37.5672+4」632*(3.52+j6.72)=0.022+j0.041MVA1102S4=S3+AS43=7.589+j4.204MVA+S4=16.152+j9.139MVAASA—4110216.1522+9.1392x(7.392+j14.112)=0.21+j0.402MVAS'A=S4+ASA4=16.362+j9.541MVAAV=(16.362*7392+9.541*14」12垢=2.324KVA—4『110V4=110—2.324=107.68KVA匕3=(7.589*3.52+4.204*6.7%7.68=0.51KVV3=107.68ASA—41102b）若線路G-4因故障而被切除，計(jì)算類似QM3*j4935%=%=7.567+j4.163MVAAS34=0.028+j0.054MVAS3=16.158+j9.152MVAS'a=16.283+j9.391MVAAVA3=1.368KVAV34=0.587KVS4=8.563+j4.935MVAS3=8.591+j4.989MVAASA3=0.125+0.239MVAV3=108.63KVV4=108.04KV。）若雙回線路G-2中的一條因故障而被切除，則S2=7.076+j5.98MVAS;=14.141+j9.963MVA14.1412+9.9632110AS=-x(3.52+j6.72)=0.087+j0.166MVAA-2SA=14.228+j10.129MVAAVA2110AVA2=1.074KVV=108.93KVAV21=0.418KVV=108.51KV1通過計(jì)算，表明網(wǎng)絡(luò)在最嚴(yán)重故障時(shí)，通過發(fā)電機(jī)調(diào)壓（升高發(fā)電機(jī)端壓）是可以保證負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量，而且線路能承擔(dān)故障時(shí)的大電流。2.調(diào)壓與調(diào)壓設(shè)備選擇2.1發(fā)電機(jī)端電壓發(fā)電機(jī)端電壓可在額定電壓土5%范圍內(nèi)變動(dòng)，發(fā)電機(jī)高壓母線電壓為了滿足變電站低壓母線的電壓要求，其值較大，發(fā)電機(jī)的升壓變壓器選擇一個(gè)高于額定電壓的分接頭。調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端壓可以達(dá)到部分調(diào)壓的作用。這里在調(diào)節(jié)變電站低壓側(cè)電壓時(shí)借助了發(fā)電機(jī)端電壓

調(diào)壓。根據(jù)發(fā)電機(jī)額定容量，在發(fā)電廠選擇兩臺(tái)升壓變壓器，其參數(shù)為：容量：2x63MVA額定電壓：121KV/10.5KV2.2調(diào)壓及選擇變電站的變壓器分接頭各變電站在最大負(fù)荷與最小負(fù)荷下的高壓測(cè)流過的功率、實(shí)際電壓及低壓側(cè)的調(diào)壓要求數(shù)據(jù)如下：S=SD+ASt+AS0變電站1:S=7.059+j6.666(MVA)V^=109.05(KV)S.=6.074+j4.493(MVA)Vh=109.28(KV)低壓側(cè)繞組額定電壓：10.5KV調(diào)壓要求：順調(diào)壓變電站2：S=7.065+j5.216(MVA)Vh=109.47(KV)S.=6.588+j4.624(MVA)V=109.58(KV)Hmin低壓側(cè)繞組額定電壓：10.5KV調(diào)壓要求：順調(diào)壓變電站3：S=7.567+j4.741(MVA)VHmax=109.2(KV)S.=5.042+j3.422(MVA)Vh=109.42(KV)低壓側(cè)繞組額定電壓：10.5KV調(diào)壓要求：逆調(diào)壓變電站4：S=8.563+j5.731(MVA)Vh=109.06(KV)S=7.051+j4.561(MVA)Vhmin=109.3(KV)低壓側(cè)繞組額定電壓：10.5KV調(diào)壓要求：順調(diào)壓順調(diào)壓范圍：1.。25匕?1.075Vn=10.25~10.75KV逆調(diào)壓范圍：1匕~1.05匕=10~10.5KV變電站1分接頭選擇計(jì)算如下:AVTmax七RT+4AVTmaxVHmax=4.165KV7.059x4.355+6.666x63.525109.05=4.165KVV=VHmax」AVTmaxXV=109.05—4.615x10.5=107.44KVtmaxV2N10.25LmaxAVTmin

109.286.074x4.355+4.493x63g=次釧109.28V=—HminTminXVtminV2NV=—HminTminXVtminV2NLmin10.75匕=(匕+匕.)/2=(107.44+103.95)/2=110.42(KV)變壓器分接頭匕選擇與之最接近的電壓，即匕=匕-5%=1045（KV）校驗(yàn)低壓側(cè)實(shí)際電壓：匕=(109.05-4.165)*10.5/104.5=10.54>10.25(KV)VLmin=(109.28-2.85)*10.5/104.5=10.69<10.75(KV)通過校驗(yàn)表明滿足低壓側(cè)的調(diào)壓要求。變電站2分接頭選擇：方法類似AVt=5.36KVVAVt=5.36KVV=106.65KVAV=4.73KVV=102.41KV匕=104.53(KV)變壓器分接頭V選擇:

t匕=Vn-5%=104.5(KV)校驗(yàn)低壓側(cè)實(shí)際電壓:匕=(109.47-5.36)*10.5/104.5=10.46>10.25(KV)Vlmin=(109.58-4.73)*10.5/104.5=10.54<10.75(KV)變電站3分接頭選擇:校驗(yàn)低壓側(cè)實(shí)際電壓:AVt=4.93KVV=104.27AVt=4.93KVV=104.27KVAV=3.52KVV=101.195KV匕=107.73(KV)變壓器分接頭V選擇:tVt=VN~2.5%=107.25（KV）校驗(yàn)低壓側(cè)實(shí)際電壓:匕皿=(109.2-4.93)*10.5/107.25=10.21<10.5(KV)V^min=(109.42-3.52)*10.5/107.25=10.37>10(KV)變電站4