电气工程课程设计电力系统网络设计.docx

电气工程系课程设计论文（六）设 计 任 务： 电力系统网络设计 专 业 班 级： 任课教师姓名： 学 生 姓 名 ： 学 生 学 号 ： 2014-09-26摘要:电力系统是由发电厂、电力网和电能用户组成的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。合理的电力系统网络规划是电力系统安全、稳定、经济运行的前提。本文根据电力工程设计的要求和特点，对课程题目所给出的简单电力系统网络进行了初步的分析和设计。主要内容包括：（1）对已知的负荷与电源预测结果进行有功、无功功率平衡（2）根据功率平衡结果，结合各个电气设备地理位置及自身属性，提出多种可行的接线方案，并分别进行潮流计算（3）对多种方案技术经济比较，选出最优者（4）根据所选方案特点，设计发电厂、变电站主接线方式（5）按照调压要求选择变压器抽头位置。本报告包含有设计说明书、计算书及设计图纸三大部分，由简至繁，阐述了我的设计理念。关键词：简单电力网络；功率平衡；潮流计算；接线方案目录(一) 原始资料(二) 设计说明书(三) 计算书一、 功率平衡二、 网络电压选择及接线方案的提出三、 接线方案的比较及选定四、 发电机、变压器主接线方式的选择五、 潮流计算六、 调压抽头的确定(四) 设计图纸(一) 原始资料71.59Km25Km28.28Km18Km18Km43.01Km42.72KmB1发电厂、变电所地理位置图 图中， 代表电厂， 代表变电所 2格为1cm，比例 1cm = 10km2各变电所负荷情况变 电 所 编 号1234最大负荷（MW）82406658最小负荷（MW）45234235Tmax （小时）5000400045004200 功率因数 cos0.850.8 0.850.9低压侧电压（kV）10101010 对备用要求60%50%80%50% 对调压要求逆调压顺调压逆调压常调压3发电厂装机 发电厂的发电机组参数如下:发电厂发 电 机 型 号额定容量（MW）台数备注AQFS-50-25010.5 kVBQFS-25-2256.3 kV 4其他情况 （1）各变电所功率因数必须补偿到0.9。 （2）各发电厂装机台数根据情况确定。二、设计内容1电力系统的功率平衡2网络电压等级和结线方式的选择3发电厂、变电所主结线的选择4潮流计算5调压措施的选择三、设计成品1设计说明书2发电厂、变电所、电力网电气主结线图网络等值阻抗图3潮流分布图（最大、最小负荷时之潮流分别标出）(二) 设计说明书一、 功率平衡1.有功平衡指标容量(MW)最大用电负荷246供电负荷261.7发电负荷281.4备用容量106.28装机容量387.682.无功平衡指标容量系统最大有功负荷（）246MW系统最大自然无功负荷（）282.9Mvar无功备用容量（）电网所需无功电源安装总容量（）325.335Mvar可补偿无功功率（）30.672Mvar无功电源发出容量（）294.663Mvar变电所所需无功功率（）119.14Mvar剩余无功功率（）175.523Mvar 二、 网络电压等级和接线方式的选择1. 功率因数补偿到0.9后各变电所的负荷如下：变电所最大负荷最小负荷182 + j39.7145 + j21.79240 + j19.3723 + j11.14366 + j31.9742 + j20.34458 + j28.0935 + j16.95经分析，正常运行时，新建变电所、发电厂之间每条线路输送容量不超过85MW，送电距离不超过80Km，根据资料，采用110kV的电压等级较为合理。2. 网络接线方案的初步选择电力系统的接线方式的有各种因素的影响，不仅需要考虑到电能的质量，运行的可靠，还要照顾到投资。在进行电网接线方案的选择时，应坚持“先技术后经济”的比较原则，即首先进行方案的技术比较，只有在技术条件得到满足的前提下，才考虑其经济性。从原始资料可知，1、2、3、4号变电所分别有60%、50%、80%、50%备用要求，从供电可靠性的要求出发，应采用有备用电源的接线方式，不采用单回线、孤立接线，且各变电所均采用两台主变。为尽量减少发电机数量，应将A厂建在靠右侧待建位置，B厂建在左侧待建位置。由于B电厂与右侧III、IV两变电所距离较远，根据接线尽量短的原则，B电厂与其应无直接连线。同理，也不考虑在较远线路、上设置双回接线方式。又由于110KV线路容量限制原因，不考虑两所变电所相互连接供电的情况。据此提出三种方案：方案一：IVIIIIII方案二：IIIVIIII方案三：IIIIVIII在不知各变电站具体对应的建址时，针对上述三种方案进行初步潮流计算。假设网络为均一网络，即各线路的单位阻抗相等，各负荷都工作在额定电压，忽略线路上的功率损耗。计算最大负荷时变电所功率因数补偿后，各条线路的传输功率。综合分析计算结果后，可确定各变电所的位置为I-4 II-2 III-1 IV-3。备选方案是方案一及方案二。并可初步确定A厂需要5台发电机，B厂需要6台发电机。下为各线路的传输功率。方案 一36.60+j17.7224.12+j11.6821.40+j10.4715.88+j7.6941+j19.8633+j15.99185.28+j89.8460.72+j29.4二29+j14.0524.12+j11.68015.88+j7.6941+j19.8633+j15.99163.88+j79.3782.12+j39.77三、 接线方案的比较及选定1. 选择导线截面方案一：（1） 导线截面积的计算及选取线路最大负荷小时数Tmax及经济电流密度J（查导线经济电流密度曲线得） Tmax（小时）420040004200400050004500J（A/）1.241.281.241.281.121.20可以得到各导线型号如下： 导线型号LGJ-185LGJ-120LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长期允许载流量515A380A380A335A610A515A长度25Km28.28Km42.72Km43.01Km18.03Km18.03Km /Km0.1700.2230.2230.3320.1310.170 /Km0.4100.4210.4210.4290.4010.410Z() 4.25+j10.256.31+j11.919.53+j17.9814.28+j18.452.36+j7.233.07+j7.39（2） 校验i. 按机械强度校验导线横截面为保证架空线路具有必要的机械强度，导线截面积最严要求不得小于35。以上选取的导线型号皆满足。ii. 按允许载流量条件校验导线横截面允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过电流。进行校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。取导线外室温为25。 线路可能出现最大电流(A)长期允许载流量(A)338.25515233.27380338.25380233.27335478.22610384.92515由上表易得，各线路均满足允许载流量条件。iii. 按电晕校验导线横截面在常用的相间距离情况下，存在不必验算电晕临界电压的导线最小直径。根据查表，110V额定电压下，不必验算电晕临界电压的导线最小外经为20mm，对应型号为LGJ-70。本方案所选导线直径皆大于此值，满足电晕要求。方案二：（1） 导线截面积的计算及选取线路最大负荷小时数Tmax及经济电流密度J（查导线经济电流密度曲线得） Tmax（小时）42004000400050004500J（A/）1.241.281.281.121.20可以得到各导线型号如下： 导线型号LGJ-150LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长期允许载流量445A380A335A610A515A长度25Km28.28Km43.01Km18.03Km18.03Km /Km0.2100.2230.3320.1310.170 /Km0.4160.4210.4290.4010.410Z() 5.25+j10.406.31+j11.9114.28+j18.452.36+j7.233.07+j7.39（2） 校验i. 按机械强度校验导线横截面为保证架空线路具有必要的机械强度，导线截面积最严要求不得小于35。以上选取的导线型号皆满足。ii. 按允许载流量条件校验导线横截面允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过电流。进行校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。取导线外室温为25线路可能出现最大电流(A)长期允许载流量(A)338.24445233.27380233.27335478.22610384.92515由上表易得，各线路均满足允许载流量条件。iii. 按电晕校验导线横截面在常用的相间距离情况下，存在不必验算电晕临界电压的导线最小直径。根据查表，110V额定电压下，不必验算电晕临界电压的导线最小外经为20mm，对应型号为LGJ-70。本方案所选导线直径皆大于此值，满足电晕要求。2. 计算正常运行和故障情况下的电压损耗对10KV以上线路，在无特殊要求条件下，要求正常运行时电压损耗不超过10%，故障情况下电压损耗不超过15%。对于110KV 线路，正常运行时电压损耗上限为11KV，故障情况下电压损耗上限为16.5KV。方案一：线路正常运行时电压损耗（kV）故障情况下电压损耗（kV）3.074.862.654.393.569.623.358.442.184.372.003.99 各线路损耗皆满足条件。方案二：线路正常运行时电压损耗（kV）故障情况下电压损耗（kV）2.715.422.654.393.358.442.184.372.003.99各线路损耗皆满足条件。3. 经济比较确定最佳方案经济比较中主要进行工程总投资和运行费用的对比。计算工程总投资时，分别计算各个方案中各变电所、发电厂的投资额，加上各个方案中各条输电线路的投资额，即可得到各方案的工程总投资。再求年运行费用，包括线路电能损耗费用、变电所运行维护费用及线路运行维护费用，得到运行期内每年的年总费用。将发电厂和变电所的总投资设为Z1，只计算线路部分。（1） 电能损耗经查表可知，当功率因数为0.9时，各Tmax对应的最大负荷损耗时间如下表：Tmax50004000450042003400240029002600方案一：()1510.6898.91162.3881.81376.3989.4总计9184.9 方案二：()1171.4898.9881.81376.3989.4总计8854.9 因此，方案二线路上电能损耗小于方案一（2） 线路投资以下为常用结构钢芯铝绞线报价: 导线型号LGJ-95LGJ-120LGJ-150LGJ-185LGJ-240线路造价7.85万元/公里10.11万元/公里11.54万元/公里14.07万元/公里18.51万元/公里注：双回线按单回线造价的1.8倍考虑。方案一： （双回）（双回）导线型号LGJ-185LGJ-120LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长度25Km28.28Km42.72Km43.01Km18.03Km18.03Km总价351.75万285.91万431.90万337.63万600.72万456.63万线路总投资: 351.75+285.91+431.90+337.63+600.72+456.63=2464.54万元方案二： （双回）（双回）（双回）导线型号LGJ-150LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长度25Km28.28Km43.01Km18.03Km18.03Km总计519.30万285.91万337.63万600.72万456.63万线路总投资: 519.30+285.91+337.63+600.72+456.63=2200.19万元（3） 运行费用维持电力网正常运行每年所支出的费用，称为电力网的年运行费，包括电能损耗费、小修费、维护管理费。为折旧费百分数，为小修费百分数，为维修管理费百分数，可查表取值。设备名称折旧费小修费维修管理费总计钢筋混泥土杆架空线4.5%0.5%2%7%方案一方案二工程总投资工程总投资运行费用运行费用（4） 确定方案两方案在技术上都具有可行性，通过下表经济性能比较，最终确定方案。其中为发电厂、变电所总投资费用，两方案耗费相同。方案工程投资运行年费方案一方案二经比较，方案二经济性能优于方案一，故选择方案二。四、 发电机、变压器主接线方式的选择1. 发电厂主变压器的选择A电厂共有5台发电机QFS-50-2，额定功率为50MW，功率因数为0.80。拟采用5台双绕组变压器SFP7-63000/110，直接升压110KV输出。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFP7-63000/11063000高压低压Yn,d11空载短路10.552.02540.610.5B电厂共有6台发电机QFS-25-2，额定功率为25MW，功率因数为0.80。为了节省变压器数目，拟采用3台双绕组变压器SFP7-63000/110，直接升压110KV输出。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFP7-63000/11063000高压低压Yn,d11空载短路10.552.02540.610.52. 变电所主变的选择考虑到变电所的安全运行，故需选用两台同样的变压器，且在系统最大运行方式下两台变压器并列运行。对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70。1号变电所：两台容量63000kVA的有载调压变压器SFZL7-63000/110。其详细参数如下。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFZL7-63000/11063000高压低压Yn,d11空载短路10.571.02600.910.5 2号变电所：两台容量为31500kVA的有载调压变压器SFZL7-31500/110。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFZL7-31500/11031500高压低压Yn,d11空载短路10.542.21481.110.53号变电所：两台50000KVA的有载调压变压器SFZQ7-50000/110。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFZL7-50000/11050000高压低压Yn,d11空载短路10.559.72161.010.54号变电所：两台50000KVA的有载调压变压器SFZQ7-50000/110。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFZL7-50000/11050000高压低压Yn,d11空载短路10.559.72161.010.53. 接线方案的确定a. 发电厂接线A发电厂五台50MW机组，五台主变，发电机与主变设计为发电机变压器单元接线。由于A为负荷中心，与三个变电所相连，地位十分重要，故其110KV侧采用双母线的接线方式，运行可靠性高；B发电厂六台25WM机组，三台主变，发电机出口侧电压为6.3KV。为限制短路电流，能用较低廉的电气设备，机压母线采用双母线分段接线方式，在分段处加装母联电抗器。具有较高的可靠性和灵活性。机压母线接3台双绕组变压器，其高压侧采用双母线接线方式向外供电。b. 变电所接线由于每个变电所均采用双变压器并列运行，可选用桥形接线方式，减少高压断路器的数量。由于变电所1、3、4均为双回线，可采用内桥形接线，2变电所由两发电厂分别供电，可能会产生穿越功率，故选用外桥形接线。4. 接线图见附图五、 潮流计算以标幺值计算，电压基准值为110kV，功率基准值为100MVA。计算结果见下表。表一 各节点计算负荷运行状态变电所1变电所2变电所3变电所4最大负荷0.82413+j0.477550.40231+j0.23350.66351+j0.386090.58298+j0.33443最小负荷0.45224+j0.250.23133+j0.129160.42213+j0.236190.35184+j0.1953运行状态发电厂A发电厂B最大负荷-(1.65408+j1.01185)-(0.86763+j0.51987)最小负荷-(0.96240+j0.51961)-(0.51148+j0.24828)表二 各运行状态下节点电压（变电所电压为负荷侧电压）运行状态变电所1变电所2变电所3变电所4最大负荷0.99536-j0.144260.98874-j0.133740.99298-j0.13930.97431-j0.14825最小负荷1.0472-j0.078161.04297-j0.075211.04081-0.082301.03278-j0.08613运行状态发电厂A发电厂B最大负荷1.06056-j0.065161.05807-j0.05624最小负荷1.07957-j0.034561.07805-j0.03012表三 各运行状态下线路传输功率运行状态（双回）（双回）（双回）最大负荷0.59488+j0.339230.26902+j0.107670.14072+j0.073230.83257+j0.413660.67331+j0.37032最小负荷0.35604+j0.17560.15336+j0.042660.08028+j0.025520.45224+j0.223360.42598+j0.20957六、 调压抽头的确定根据各变电站调压要求，抽头选择结果如下。变电所调压要求变压器分接头1号逆调压110/10.52号顺调压110-/10.53号逆调压110/10.54号常调压110-/10.5(三) 计算书一、 功率平衡有功功率、无功功率平衡在电网系统规划中起约束条件的作用。根据负荷预测和电源出力分析，可以初步进行系统的电力平衡计算，并根据计算结果估计系统的规模和布局。4. 有功功率a. 最大用电负荷：各回路最大负荷同时系数取1.0 b. 供电负荷及发电负荷：功率初步平衡，厂用电率7%，线损率6%。供电 发电 c. 备用容量：负荷备用容量一般为最大负荷的2%5%，大系统采用较小值，小系统采用较大值。根据容量大小取5%。因此0.05281.4=14.07MW；事故备用容量一般采用电力系统最大负荷的百分数来计算。根据历史统计资料分析，大致为系统最大负荷的8%10%，但应不小于运转中最大的一台机组容量。取最大值10%，0.1281.4=28.14MW。则取50MW；检修备用容量 检修备用容量的确定，一般为系统最大负荷的8 %15%。取15%，则0.15281.4=42.21MW；总备用 d. 装机容量：5. 无功功率220kV及以下电网的最大自然无功负荷，, -电网最大有功负荷，kW；k-电网最大自然无功负荷系数。K值与电网结构、变压级数、负荷组成、负荷水平及负荷电压特性等因素有关，现可根据查表估计，选定为1.15。 又， -电网无功电源安装总容量，Kvar.无功备用容量一般取最大无功功率负荷的7%8%。这里取8%。由于要求各变电所的功率因数必须补偿到0.9，计算各变电所承担的无功负荷： 计算补偿后的各变电厂无功负荷：补偿的总无功功率： 无功电源发出容量:=294.663Mvar经计算，剩余无功功率大于备用无功，因此满足无功平衡。二、 网络电压选择及接线方案的提出2. 电压选择功率因数补偿到0.9后各变电所的负荷如下：变电所最大负荷最小负荷182 + j39.7145 + j21.79240 + j19.3723 + j11.14366 + j31.9742 + j20.34458 + j28.0935 + j16.95经分析，正常运行时，新建变电所、发电厂之间每条线路输送容量不超过85MW，送电距离不超过80Km，根据资料，采用110kV的电压等级较为合理。3. 网络接线方案的初步选择电力系统的接线方式的有各种因素的影响，不仅需要考虑到电能的质量，运行的可靠，还要照顾到投资。在进行电网接线方案的选择时，应坚持“先技术后经济”的比较原则，即首先进行方案的技术比较，只有在技术条件得到满足的前提下，才考虑其经济性。在不知各变电站具体对应的建址时，假设各个预选位置对应编号为IIV，如下图所示。从原始资料可知，1、2、3、4号变电所分别有60%、50%、80%、50%备用要求，从供电可靠性的要求出发，应采用有备用电源的接线方式，不采用单回线、孤立接线，且各变电所均采用两台主变。为尽量减少发电机数量，应将A厂建在靠右侧待建位置，B厂建在左侧待建位置。由于B电厂与右侧III、IV两变电所距离较远，根据接线尽量短的原则，B电厂与其应无直接连线。同理，也不考虑在较远线路、上设置双回接线方式。又由于110KV线路容量限制原因，不考虑两所变电所相互连接供电的情况。据此提出三种方案：方案一：IVIIIIII方案二：IIIVIIII方案三：IIIIVIII针对上述三种方案进行初步潮流计算。假设网络为均一网络，即各线路的单位阻抗相等，各负荷都工作在额定电压，忽略线路上的功率损耗。计算最大负荷时变电所功率因数补偿后，各条线路的传输功率：方案一： 则各电厂所需发出功率： IIV变电所序号1-3-2-451.74+j25.0639.80+j19.2830.26+j14.6526.20+j12.7020+j9.6929+j14.05154.46+j74.8191.54+j44.343-1-2-441.65+j20.1749.45+j23.9524.35+j11.8032.55+j15.7620+j9.6929+j14.05154.91+j75.0291.09+j44.122-4-1-325.24+j12.2234.97+j16.9414.76+j7.1523.03+j11.1541+j19.8633+j15.99185.79+j89.9860.21+j29.164-2-1-336.60+j17.7224.12+j11.6821.40+j10.4715.88+j7.6941+j19.8633+j15.99185.28+j89.8460.72+j29.4经以上四组数据分析，由于线路、距离较短，适合传输较大的功率，因此安排变电所1、3分别建在图中III、IV位置。比较上表第三、四种排序，都满足变电所1、3建在III、IV位置的条件，但由于线路、比线路、距离更长，宜传输容量较小的变电所功率。所以舍弃2-4-1-3的顺序，选择4-2-1-3顺序。方案二：则各电厂所需发出功率：IIV变电所序号2-4-1-320+j9.6934.97+j16.9423.03+j11.1541+j19.8633+j15.99171.03+j82.8374.97+j36.314-2-1-329+j14.0524.12+j11.6815.88+j7.6941+j19.8633+j15.99163.88+j79.3782.12+j39.77以上两种建址顺序都已满足变电所1、3建在III、IV位置的条件，只是线路的传输功率不同，但由于线路、比线路距离更长，宜帮助传输容量小的变电所。所以舍弃第一种的2-4-1-3顺序，选第二种4-2-1-3顺序。方案三：则各电厂所需发出功率：IIV变电所序号2-4-1-325.24+j12.2229+j14.0514.76+j7.1541+j19.8633+j15.99162.76+j78.8383.24+j40.314-2-1-336.60+j17.7220+j9.6921.40+j10.4741+j19.8633+j15.99169.40+j82.1576.60+j37.09以上两种建址顺序也都满足变电所1、3建在III、IV位置的条件，但总线路长度比方案二线路长度长，由此可见该方案线路投资、线路损耗和运行维护费用都更大，因此舍去此方案。总结：综合以上分析结果，可确定各变电所的位置为I-4 II-2 III-1 IV-3。备选方案是方案一及方案二。两者对应的和的大小接近，可以看出这两种方案所需的各发电厂发电机数目相同。又因所需装机容量为，可初步确定A厂需要5台发电机，B厂需要6台发电机。方案 一36.60+j17.7224.12+j11.6821.40+j10.4715.88+j7.6941+j19.8633+j15.99185.28+j89.8460.72+j29.4二29+j14.0524.12+j11.68015.88+j7.6941+j19.8633+j15.99163.88+j79.3782.12+j39.77三、 接线方案的比较及选定1. 选择导线截面方案一：（3） 导线截面积的计算及选取线路最大负荷小时数Tmax及经济电流密度J（查导线经济电流密度曲线得） Tmax（小时）420040004200400050004500J（A/）1.241.281.241.281.121.20按线路在正常运行方式下的最大持续输送功率，用公式计算出各导线的经济截面，根据计算面积可初步选出线路型号。正常时导线流过的最大电流及对应导线截面积： 可以得到各导线型号如下： 导线型号LGJ-185LGJ-120LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长期允许载流量515A380A380A335A610A515A长度25Km28.28Km42.72Km43.01Km18.03Km18.03Km /Km0.1700.2230.2230.3320.1310.170 /Km0.4100.4210.4210.4290.4010.410Z() 4.25+j10.256.31+j11.919.53+j17.9814.28+j18.452.36+j7.233.07+j7.39（4） 校验i. 按机械强度校验导线横截面为保证架空线路具有必要的机械强度，导线截面积最严要求不得小于35。以上选取的导线型号皆满足。ii. 按允许载流量条件校验导线横截面允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过电流。进行校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。取导线外室温为25，各种导线的长期允许电流如上表。:断开时，由电厂B向I处变电所4供全部电能，此时流过最大电流为213.44+124.81=338.25A，小于515A，LGJ-185导线满足要求。:断开时，由电厂B向II处变电所2供全部电能，此时流过最大电流为140.66+92.61=233.27A，小于380A，LGJ-120导线满足要求。:同理，断开时流过最大电流为213.44+124.81=338.25A，小于380A，LGJ-120导线满足要求。:断开时，流过最大电流为140.66+92.61=233.27A，小于335A，LGJ-95导线满足要求。:双回线断开一回，流过另一回的最大电流为，小于610A，LGJ-240导线满足要求。:双回线断开一回，流过另一回的最大电流为，小于515A，LGJ-185导线满足要求。iii. 按电晕校验导线横截面在常用的相间距离情况下，存在不必验算电晕临界电压的导线最小直径。根据查表，110V额定电压下，不必验算电晕临界电压的导线最小外经为20mm，对应型号为LGJ-70。本方案所选导线直径皆大于此值，满足电晕要求。方案二：（2） 导线截面积的计算及选取线路最大负荷小时数Tmax及经济电流密度J（查导线经济电流密度曲线得） Tmax（小时）42004000400050004500J（A/）1.241.281.281.121.20正常时导线流过的最大电流及对应导线截面积： 可以得到各导线型号如下： 导线型号LGJ-150LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长期允许载流量445A380A335A610A515A长度25Km28.28Km43.01Km18.03Km18.03Km /Km0.2100.2230.3320.1310.170 /Km0.4160.4210.4290.4010.410Z() 5.25+j10.406.31+j11.9114.28+j18.452.36+j7.233.07+j7.39（3） 校验i. 按机械强度校验导线横截面为保证架空线路具有必要的机械强度，导线截面积最严要求不得小于35。以上选取的导线型号皆满足。ii. 按允许载流量条件校验导线横截面允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过电流。进行校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。取导线外室温为25，各种导线的长期允许电流如上表。:双回线断开一回，流过另一回的最大电流 ，小于445A，LGJ-150导线满足要求。:断开时，由电厂B向II处变电所2供全部电能，此时流过最大电流为140.66+92.61=233.27A，小于380A，LGJ-120导线满足要求。:断开时，流过最大电流为140.66+92.61=233.27A，小于335A，LGJ-95导线满足要求。:双回线断开一回，流过另一回的最大电流为，小于610A，LGJ-240导线满足要求。:双回线断开一回，流过另一回的最大电流为，小于515A，LGJ-185导线满足要求。iii. 按电晕校验导线横截面在常用的相间距离情况下，存在不必验算电晕临界电压的导线最小直径。根据查表，110V额定电压下，不必验算电晕临界电压的导线最小外经为20mm，对应型号为LGJ-70。本方案所选导线直径皆大于此值，满足电晕要求。2. 计算正常运行和故障情况下的电压损耗对10KV以上线路，在无特殊要求条件下，要求正常运行时电压损耗不超过10%，故障情况下电压损耗不超过15%。对于110KV 线路，正常运行时电压损耗上限为11KV，故障情况下电压损耗上限为16.5KV。方案一：（1） 正常运行时 各线路损耗皆小于11KV，满足条件。（2） 故障情况时各线路损耗皆小于16.5KV，满足条件。方案二：（1） 正常运行时 各线路损耗皆小于11KV，满足条件。（2） 故障情况时各线路损耗皆小于16.5KV，满足条件。6. 经济比较确定最佳方案先计算工程总投资，分别计算各个方案中各变电所、发电厂的投资额，加上各个方案中各条输电线路的投资额，即可得到各个方案的工程总投资。再求年运行费用，包括线路电能损耗费用、变电所运行维护费用及线路运行维护费用，得到运行期内每年的年总费用。经比较总投资和年运行费用，最小的方案最经济。由于进行的是两个方案的比较，对于两方案中的相同部分发电厂主变数量、容量、型号，主接线不需比较，故将发电厂和变电所的总投资设为Z1，只计算线路部分。（1） 电能损耗利用最大负荷损耗时间求全年的电能损耗，其计算公式为: 其中，为最大负荷时线路电阻上产生的功率损耗。经查表可知，当功率因数为0.9时，各Tmax对应的最大负荷损耗时间如下表：Tmax50004000450042003400240029002600方案一： 可得 方案二： 可得 因此，方案二线路上电能损耗小于方案一（2） 线路投资以下为常用结构钢芯铝绞线报价: 导线型号LGJ-95LGJ-120LGJ-150LGJ-185LGJ-240线路造价7.85万元/公里10.11万元/公里11.54万元/公里14.07万元/公里18.51万元/公里注：双回线按单回线造价的1.8倍考虑。方案一： （双回）（双回）导线型号LGJ-185LGJ-120LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长度25Km28.28Km42.72Km43.01Km18.03Km18.03Km总价351.75万285.91万431.90万337.63万600.72万456.63万线路总投资: 351.75+285.91+431.90+337.63+600.72+456.63=2464.54万元方案二： （双回）（双回）（双回）导线型号LGJ-150LGJ-120LGJ-95LGJ-240LGJ-185长度25Km28.28Km43.01Km18.03Km18.03Km总计519.30万285.91万337.63万600.72万456.63万线路总投资: 519.30+285.91+337.63+600.72+456.63=2200.19万元（3） 运行费用维持电力网正常运行每年所支出的费用，称为电力网的年运行费，包括电能损耗费、小修费、维护管理费。可按下式计算：式中，为计算电价，在此取0.5元/kWh；为每年电能损耗；Z为电网工程投资，等于线路总投资和发电厂、变电所总投资之和；为折旧费百分数，为小修费百分数，为维修管理费百分数，可查表取值。设备名称折旧费小修费维修管理费总计钢筋混泥土杆架空线4.5%0.5%2%7%方案一： 方案二：（4） 确定方案两方案在技术上都具有可行性，通过下表经济性能比较，最终确定方案。其中为发电厂、变电所总投资费用，两方案耗费相同。方案工程投资运行年费方案一方案二经比较，方案二经济性能优于方案一，故选择方案二。四、 发电机、变压器主接线方式的选择1. 发电厂主变压器的选择A电厂共有5台发电机QFS-50-2，额定功率为50MW，功率因数为0.80，则电机视在功率，其中含7%厂用电。拟采用5台双绕组变压器SFP7-63000/110，变比为10.5/121，直接升压110KV输出。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFP7-63000/11063000高压低压Yn,d11空载短路10.552.02540.610.5由此可得变压器等值阻抗标幺值： B电厂共有6台发电机QFS-25-2，额定功率为25MW，功率因数为0.80，则电机视在功率，其中含7%厂用电。6台发电机共出力187.5MVA。为了节省变压器数目，拟采用3台双绕组变压器SFP7-63000/110，变比为6.3/121，直接升压110KV输出。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFP7-63000/11063000高压低压Yn,d11空载短路10.552.02540.610.5由此可得变压器等值阻抗标幺值： 2. 变电所主变的选择考虑到变电所的安全运行，故需选用两台同样的变压器，且在系统最大运行方式下两台变压器并列运行。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70。1号变电所：最大负荷时，则。即一台变压器停运时，另一变压器容量应保证容量为，据此选择两台容量63000kVA的有载调压变压器SFZL7-63000/110。其详细参数如下表。型号额定容量/kVA额定电压/KV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%SFZL7-63000/11063000高压低压Yn,d11空载短路10.571.02600.910.5 2号变电所：最大负荷时