高压配电网的设计.doc

第 78 页目 录摘 要1第一章 高压配电网的设计任务21.1 配电网的概述21.1.1 电力系统的划分21.1.2 配电网的特点21.2 高压配电网的规划设计31.2.1 高压配电网的设计内容及要求31.2.2 设计文件及图纸要求41.2.3 原始资料4第二章 高压配电网的有功功率平衡计算72.1 有功平衡计算的目的72.2 电力负荷的分析72.2.1 用电量和用电负荷的计算72.2.2 系统供电负荷和发电负荷计算82.2.3 有功平衡计算的内容和方法92.3 电网有功功率平衡计算112.3.1 在最大负荷情况下的发电负荷112.3.2 在最小负荷情况下的的发电负荷11第三章 一次接入系统的设计133.1 输电线路电压等级的确定133.2 电力网接线方案的选择143.2.1 接线形式143.2.2 电力网接线方案的选择153.2.3 导线截面积的选择173.3 导线截面计算223.3.1 确定不同负荷曲线的最大负荷利用小时树Tmax。223.3.2 确定初步方案的导线截面积23第四章 主变压器的选择294.1 主变压器型式的选择294.1.1 相数的确定294.1.2 绕组数的确定294.2 主变压器容量和台数的确定原则304.2.1 发电厂主变压器容量的确定原则304.2.2 变电所主变压器容量的确定原则304.2.3 主变压器台数的确定原则314.3 计算变压器容量并确定主变的台数31第五章 潮流计算335.1 简单电力系统潮流分布计算的概述335.2 辐射形网络潮流分布的计算原理345.3 闭式网络潮流分布的计算原理355.4 电力线路的功率损耗和电压降落计算原理365.5 潮流分布计算375.5.1 计算输电线路参数并确定等值电路图375.5.2 计算变压器各参数385.5.3 确定各变压器功率损耗：405.5.4 计算变压器损耗405.5.4 潮流分布计算：425.5.5 系统潮流分布图63第六章 电气主接线的设计646.1 电气主接线的设计原则和要求646.1.1 电气主接线的设计原则646.1.2 电气主接线的设计步骤646.1.3 对电气主接线的基本要求646.2 发电厂、变电所主接线设计656.2.1 主接线的基本形式和特点656.2.2 发电厂主接线设计716.2.3 变电站主接线设计716.3 电气主接线方式图72第七章 无功功率的补偿与电压调整737.1 无功功率的补偿737.1.1 概述737.1.2 无功功率的平衡与补偿737.1.3 无功补偿设备的选用747.2 电压调整757.2.1 电压的允许偏差值757.2.2 电力系统的调压措施767.3 调压计算777.3.1 最大运行方式下各变电所电压777.3.2 最小运行方式下各变电所电压78参考文献79致谢80附录81附录一81附录二81高压配电网的规划设计摘 要随着电力在国民经济发展中的作用的日益突出，电网建设与发展正扮演着越来越重要的角色。电网作为联系电能生产企业与用户的桥梁，对供电的可靠性与稳定性不言而喻，而电网的设计作为电网建设中的重要一环，必须给予高度的重视。本文简明扼要地介绍了高压配电网设计的过程与方法。高压配电网的设计应根据用户负荷的相关资料，各配电变电所的地理位置和已有电厂的供电情况做出相应的功率平衡，确定各变电所变压器的主变容量与台数。根据已有的知识与经验设想出几种备选的方案，通过技术经济比较，主要从以下几个方面：1、按经济截面选择导线，按机械强度、是否发生电晕、载流量等情况校验导线，确定各段的导线型号。2、从各种方案线路的电能损耗、线路投资、变电所的投资以及年运行费用等方面进行经济比较，评定各种接线方案3、对所选方案进行正常情况下的潮流计算，本过程的计算主要采用手工算潮流的方法。综合以上三个方面确定最佳的方案，即为本设计的选定方案。最后根据潮流计算结果对确定的方案评定调压要求，选定调压方案。本设计给出所选方案的完整接线图。关键词：高压配电网，电力电量平衡，电力潮流计算，调压 第一章 高压配电网的设计任务1.1 配电网的概述1.1.1 电力系统的划分电力系统可划分为输电系统和配电系统。配电系统常称为配电网，它面向用户，从输电系统接受电能，再分配给各个用户。配电网与输电系统,原则上按其功能来划分。但通常按输电系统的降压变电站中主变电高压/中压侧来划分,高压侧断路器及其联系的网络属于输电系统,另一侧则为配电网。可以简单地认为,配电网为地区级调度管理的电力网。配电网按电压等级划分,可分为三类,即高压配电网(110KV,35KV)、中压配电网(10KV，6KV)和低压网（0.4KV，220V)。这一类并没有严格的定义。例如,较小的县级电力系统中,可能110KV线路及相关设备是其输电系统；而许多电网中，35KV电网为中压配电网。1.1.2 配电网的特点（1）配电网地域比较集中。（2）电压等级低、级数多,单条馈电线传输功率和距离一般不大。（3）网络结构多样、复杂.网络接线有辐射状网、树状网及环网,环网以可分为普通环式及手拉手环式。普通环式接线是指在一个变电站的供电范围内,把不同的两回同电压等级配电线另一种的末端或中部边接起来构成环式。而手拉手环式则是指在一条本配电主干线上两端分接于两个不同变电站的母线上,形成环式接线,任何一端都可以供给全线负荷。不论哪种环式接线,均采取环式设计,开环运行。具体的配电网结构可以是多种网络形式的组合,且线路稠密。网络形式主要由用户性质、数量及供电可靠性的要求决定。（4）在城市配电网中,随着现代化的进程,电缆线路将越来越多,电缆线路与架空线路的混合网络给电网运行和分析带来复杂性。（5）配电网中性点性点接地方式有以下两类：中性点有效接地系统。这包括中性点直接接地及中性点经小电阻接地两种方式.林接地性质上,两者大致一样,即接地故障电流大。适当加大中性点接地电阻,可以减少一相接地时的故障电流,但会使非故障相对相对地电压增大。中性点非有效接地系统。非有效接地以包括中性点不接地系统中性点经消弧线圈接地和经高阻接地系统。此时,单相接地故障时,故障电流较小,但非故障相对地电压高。不接地系统容易发生间歇性电弧电压经。经消弧线圈接地可消除接地可消除间歇性过电压,但若补偿不当,则可能会导致谐振过电压。（6）配电网内设备类型多且数量大,多种设备装于露天,工作条件恶劣。通常,一个配电变电站的设备总量与输电系统中的大型变电站相比,数量较小；但因配电站的数量多,所以配电网的设备数据库规模比所连接的输电系统的设备数据规模大。（7）配电网内运行方式多变。（8）配电网中采用的通信方式多,但通信速率往往没有系统要求高。（9）配电网中,即使自动化程度较高,仍需要人工操作；而输电系统内,大多数设备为自动控制。（10）配电网中有大量电力、电子等非线性负荷,故障产生不容忽视的谐波.谐波必须抑制。上述配电网中数据容量庞大,网络结构复杂的特点,以及网络运行方式的多变和面对用户,要求处理问题及时。这些因素直接影响电网自动化系统的结构设计及实施与管理方式。第二章 高压配电网的有功功率平衡计算2.1 有功平衡计算的目的有功平衡是负荷与发电负荷之间的平衡，即发电负荷等于综合用电负荷、网损、厂用电负荷及发电厂直配负荷之和，其流程过程如下图所示：图2.1系统功率流程负荷计算的主要任务是确定计算负荷，计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面、和仪表量程的依据。也是继电保护装置整定计算的重要依据。计算负荷是否合理，直接影响电器和导线的选择是否经济合理。如果计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生严重事故，同样给国家和企业造成损失。因此，正确进行负荷计算是配电网设计的前提，也是实现供配电安全、经济运行的必要条件。2.2 电力负荷的分析2.2.1 用电量和用电负荷的计算 电力负荷的确定,来自规划区域内各经济部门的发展计划,以及上级部门对该区域经济发展的有关文件,但常常由于这些资料的不完整,多采用预测的方法来确定.负荷预测的基本方法之一是从电量预测入手,然后转化为负荷.电量预测的常用方法很多，Q/GDW156-2006城市电力网规划设计导则中推荐了四种主要的方法:单耗法,综合用电水平,外推法和弹性系数法.并明确提出单耗法较适用近、中期规划.下面仅对单耗法作简单介绍。 所谓单耗法就是根据产品用电单耗和产品来推算电量。总的工业用电量可按主要产品分类预测，或分行业综合预测后再进行汇总。该方法简单、方便，但影响因素多，偏差可能较大。很显然产品用单耗与工厂规模、生产流程、技术水平、经营管理等诸多方面有关，故在使用此方法时应根据区域内实际情况进行估算。 系统用电负荷为规划地区各行业用电负荷的综合，即：式中 Aii行业的计划用电量,KW.HTmaxi行业的最大负荷利用小时数，H K1同时率，一般应根据实际统计资料确定， 用户及系统情况用户较少用户很多地区与系统之间同时率0.951.000.700.850.900.95表2.2同时率K1参考值当然，系统最大用电负荷Py也可由系统的总用电量，除以系统的最大负荷利用小时数Tmax而得。但这时需要注意的是系统的最大负荷利用小时数Tmax与系统所有的用户有关，可采用加权平均的方法求得。在规划设计中也可根据过的Tmax，参.照系统中各行业用电比例的变化情况，做一些调整从而得出近似的Tmax值。2.2.2 系统供电负荷和发电负荷计算（1）系统供电负荷。它是指系统综合最大用电负荷Py，加上电力网的损耗，其计算式Pgd=式中K2网损率,通常以供电的百分数表示, (2)系统发电负荷。系统的发电负荷为发电机出力。其值等于系统供电负荷、发电机直配负荷及发电厂厂用电负荷之和,计算式为 Pfd= 式中Pz发电机电压直配负荷 K3厂用电率,通常以本厂发电负荷的百分数表示 电力负荷：电力系统中所有设备消耗的总和，将各部门消耗的电功率与农业、交通运输业、通信业和市政生活等消耗的电功率相加。即为电力系统的综合用电负荷。系统供电负荷：综合用电负荷与电力线路网损功率之和，即电力系统中各发电厂提供的的功率，称为电力系统的供电负荷。系统发电负荷：供电负荷与各发电厂本身消耗的功率之和即（厂用电），就是电力系统中各发电机应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷。计算负荷：导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。2.2.3 有功平衡计算的内容和方法1计算内容（1）求计算负荷或称需用负荷。目的是为了合理的选择供配电系统中各级变电站的变压器容量，电气设备型号码导线截面等。2）尖峰电流，用于计算电压损失。电压波动选择熔断器和保护元件。3）求平均负荷，用来计算全厂电能需要量。电能损耗和选择无功补偿装置。2计算方法（1）需要系数法变电所各设备实际负荷总容量是小于其连接设备（不包括备用）额定总容量，两者的比值称为需用系数。根据连接于变电所的设备总容量及需用系数来计算变电所的计算负荷的方法称为需用系数法。基本公式为 （2）单位产品电耗法这是一种近似估算法，在有已投产的性质相似规模相等的企业作为参考，它是一种简单而适用的方法。单位产品电耗法的基本做法是已知企业的年产量M及单位产品电能消耗量a，先用下例公式求出企业年变能需要量A（KW.h） 再根据最大负荷利用小时，用下式求出计算负荷的估算值，即 （3）二项式法二项式法是用两个系数来表征负荷变化的规律，所计算负荷看着由两个分量组成，一个分量是平均负荷，另一个分量是若干台大型设备参于计算时对平均负荷造成的参考值，利用等效台数来固定的反应大型设备的影响，但由于过分突出大型设备对电力负荷的影响，故计算结果往往偏大。公式： 式中：用电设备组的平均负荷(Kw)表示该组中几台最大容量设备运行时的附加负荷，Px为X台最大容量设备的总容量（Kw）； b，c为二项式系数（4）利用系数法利用系数法是以概率论为理论基础，分析所有用电设备在工作时的功率叠加曲线得到的参数为依据，找出P（）与平均负荷的的关系，通过利用系数，最大利用系数来确定计算负荷基本公式： 2.3 电网有功功率平衡计算2.3.1 在最大负荷情况下的发电负荷（1）新建电网：系统综合用电负荷：Py=（36+20+25+22）1.0=103Mw系统供电负荷：Pgd= （K2线路网损率）新建电网发电负荷: Pfd=（2）原有电网： 发电厂直配负荷：Pz=1.562=18Mw系统供电负荷：Pgd=原有电网发电负荷: Pfd=总发电负荷： （K3厂用电率）发电机总出力为 100 Mw，S与G间的联络上的功率:Ps= 2.3.2 在最小负荷情况下的的发电负荷（1）新建电网：系统综合用电负荷：Py=（36+25）+（20+22）=63.7Mw系统供电负荷：= （K2线路网损率）新建电网发电负荷: Pfd= （K3厂用电率）（2）原有电网：系统综合用电负荷：系统供电负荷：Pgd=发电厂直配负荷：原有电网发电负荷: 总发电负荷：Pfd =发电机总出力为100Mw，S与G间的联络线上的功率:计算结果原有电网发电负荷（MW）新建电网发电负荷（MW）总发电负荷（MW）发电机运行方式（MW）发电机总出力（MW）联络线功率（方向GS） (MW）最大负荷42.24117.82160.0625+25+5010060.06最小负荷21.1272.8793.9925+25+50100-6.01表2.3 高压配电网有功平衡计算结果 第三章 一次接入系统的设计3.1 输电线路电压等级的确定电力线路输送的功率一定时，输电电压越高，线路电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资也越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，为保证产品的系列性，应规定标准的电压登记。相邻电压等级之比不宜过小，一般在2左右。我国规定的电力网标准电压等级即是指线路的额定电压U，主要有3、6、10、35、110、220、330、500KV输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级，我国现存的输电线路额定电压标准见下表线路额定电压(kV)输送容量 (mw)输送距离(km)线路额定电压(kV)输送容量(mw)输送距离(km)0.380.10.611010.050.01505030.11.031220100.0300.030010060.11.2154330200.01000.0600200100.22.0206500800.02000.01000400352.010.05020750605.020.010020表3.1各电压等级输电线路合理输送容量及输送距离在选择输电线路电压等级时,应根据输送容量和输电距离,以及周围电力网的额定电压的情况,拟定几个方案,通过技术经济比较确定。在拟定接线方案时,应注意既要满足远景发展需要,又要具有近期过渡的可能。当两个方案技术经济相近或较低电压等级的方案优点不太明显时，应选用电压等级高的方案,必要时可考虑初期降压运行。 另需注意的是,在同一地区或同一电力系统内,电网的电压等级应尽量简化且各级电压间的级差不宜太小。根据给定的任务书的数据分析可知,本设计配电网电压等级选择110kV3.2 电力网接线方案的选择3.2.1 接线形式电力网的接线方式大致可分为无备用和有备用两类。无备用接线包括单回路放射式、干线式和链式网络，如下图：(a)放射式 (b)干线式 (c)链式图3.2无备用接线形式 有备用接线包括双回线路放射式、干线式、链式、环式和两端供电网络，如下图（a）放射式 （b）干线式 （c）链式（d）环式 （e）两端供电网络图3.3无备用接线形式无备用接线方式简单、经济、运行方便，但供电可靠性差。架空线路的自动重合闸装置在一定程度上能弥补上述缺点。相反，有备用接线方式供电可靠性高，一条线路的故障或检修，一般不会影响对用户的供电。但投资大，且操作较复杂。其中，环式供电和两端供电方式较为常有。3.2.2 电力网接线方案的选择在变电所和电源布局确定的基础上,电力网接线方案选择就是十分重要的了。一个良好的接线方案,对于电力网的投资、建设、运行和发展都有重要意义。电力网接线方案的选择原则有：1、采有分区供电的原则分区供电是将计划供电地区,根据能源分配原则,即损耗最小和线路距离最短的原则 ,以及其他技术上的要求,分成若干区域,先在每个分区中选择接线方案,最后再整体分析。这是一种割裂的研究方法,是减少初步方案的罗列,提高接线方案选择质量和速度的有效措施。2、采用先技术后经济的比较原则在技术不能满足要求的界限方案，应立即舍弃 只有那些技术上合理又能满足供电要求的方案，才有追求最有经济目标的价值。因此，进行电力网接线方案选择时，必须先进行技术比较，然后再进行经济比较。 电力网的接线方案的选择中需考虑的技术条件通常有：供电的可靠性、电能的质量、运行及维护的方便灵活性; 需计及的经济因素有：电能损耗、主要原材料的消耗量、工程总投资、电力运行费用等。3.电力网接线方案应考虑负荷的等级划分及其对供电电源的要求 用电负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三个等级。 一级负荷需要采用两个以上的独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。所谓独立电源是指两个电源之间无联系，或两个电源间虽有联系，但在任何一个电源发生故障时，另外一个电源不致同时损坏。 二级负荷应采用两回路电源供电。对两个电源的要求条件可比一级负荷放宽。如两路市电，其源端是来自变电站或低压变电所的不同母线即可。 三级负荷对供电无特殊要求。电力网接线方案的具体选择过程中常采用筛选法,其步骤大致为：（1） 列出每个可能的接线方案（2）从供电可靠性、运行维护的灵活性等角度去掉明显不合理的方案。（3）暂留下的方案，按相类似的接线方式进行粗略经济比较。方法是按象征变电所投资大小的断路器数和象征线路投资大小的线路长度进行比较。同一类型留12个相对较经济的方案。（4）对继续留下的所有方案电压损耗，电能损耗，工程总投资，年运行费及年费用进行计算，筛去不合理方案，作后中选择出一个理想方案。 综上所述，接线方案选择的原则和方法是:首先选出若干个技术合理又满足供电要求的方案,进行调查研究,分析比较,最后选出可能的方案,但也不能漏掉一个重要方案。 根据待建变电站有关资料，其待建变电站A、B、C、D接线方案设计如下： 方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6 方案7通过对可靠性、灵活性、经济性的比较，确定比较方案。可靠性： 每个变电所必须是有备用的接线方式。经济性：通过计算各方案中各条线路设置断路器数量及线路长度做比较。(各条线路两端需设置保护线路所用的断路器,) 比较项目方案断路器个数(个)线路长度(km)112168212191312166414211510143614166714188表3.4 断路器数量及线路长度统计表由上表的数据可选定参加比较的方案为：方案1和方案6初步接线方案图如下： （a）接线方案1 (b)接线方案3.2.3 导线截面积的选择 送电线路导线截面积选择的一般作法是：先按电流密度选导线截面积，然后进行电压损失，、机械强度、电晕、发热等技术条件的检验。对用于不同地方的送电线路来说，起控制作用的技术条件往往不同，例如超高压输电线路主要考虑电晕放电、无线电干扰和噪音的程度；110kV的线路主要考虑电压损耗；大跨越段的导线主要考虑机械强度和长期允许截流量；电缆线路则主要考虑热稳定和动稳定等。送电线路导线截面的选择，应根据510年电力系统的发展规划进行。1.选择导线截面积的实用方法 （1）35kV及以上电压等级的送电线路。这类线路首先应按经济电流密度选择导线截面，再按电晕条件，允许载流量和机械强度条件等校验。 （2）10kV及以下电压等级的送电线路。这类线路往往是按允许电压损耗选择导线截面，再按允许载流量，机械强度条件进行校验。 （3）低压配电线路。这类线路由于线路较短，电压损耗也较小，导线截面主要按允许载流量条件选取。 (4)闭式网络.这种网络由于各段线路的功率分布与各段线路型号有关，其导线截面的选择按下述步骤进行： 1）先假设导线截面相等,按均一网计算出初步功率分布。 2）用初步功率分布按经济电流密度(或允许电压损耗)选出导线截面。 3）按所选导线截面的参数再求功率分布。 4）用第二次功率分布计算的结果,再按经济电流密度选出导线截面。 5）这样反复迭代直到久别重逢后两交选出的导线截面相等为止。 对按允许电压损耗选择截面的闭式地方网来说,由于通常采用的是各段线路截面相等的原则,因此做到第2)步即可得果。而对于闭式区域网则需按上述几个步骤反复迭代,由于每计算一次导线截面,都要选用标称值,而标称截面级差又大,所以一般迭代2 3次就可得出结果。2. 按经济电流密度选择导线截面按经济电流密度以及该线路在正常运行方式下的最大持续输送功率，可求得导线的经济截面，其实用的计算公式为 或 式中 Pmax正常运行方式下线路最大持续有功功率,应计及510年的发展，km Qmax正常运行方式下线路最大持续无功功率，应计及510年的发展，km UN线路额定电压 J经济电流密度，A/mm2 Cos负荷的功率因数。根据计算结果选取最接近的标准截面的导线。我国现行的软导线经济电流密度J与最大负荷利用小时数Tmax的关系如图表3.5所示。当线路的最大负荷利用小时数Tmax已知时，则可找到相应的经济电流密度J 1-10kV及以下LJ型导线；2-10kV及以下LGJ型导线；3-35220kV LGJ、LGJQ型导线 表3-1图3.5 软导线经济电流密度J线路的最大负荷利用小时数Tmax，应由所通过的各负荷点的功率及其Tmax决定。对于放射形网络，每条线路向一个负荷点供电，则线路的最大负荷利用小时数就是所供负荷的最大负荷利用小时数Tmax，对于链形网络，各段线路的最大负荷利用小时数Tmax等于所供负荷点的最大负荷利用小时数Tmax的加权平均值，即 式中 各负荷点的最大有功功率；各负荷点的最大负荷利用小时数。对于环形网络，通常可在有功功率分点处拆开，成为放射形或链形网络，其各段线路可用上述方法求的。需说明的是，为了便于检修和管理，在现场的实际应用中，同一地区同一电压等级的电力网导线选用的种类和规格应尽可能少。3. 校验导线截面积 1）按允许载流量条件校验导线截面积（发热校验）导线型号初选后，需计算出最严峻的正常运行方式和事故运行方式下，实际可能的工作电流，将其与该型号导线长期允许载流量相比较，前者应小于等于后者。在正常情况下导线的最高工作温度取，当计及日照影响时最多不应超过。在海拔1000m及以下、环境温度为时的铝绞线、钢芯铝绞线以及部分特殊导线的长期允许载流量列于下表3.6、3.7中；当导线的工作条件与表3.6、3.7所示载流量计算条件不符时，则导线的长期允许载流量需要进行修正，其修正系数见表3.8。需注意的是这里的环境温度，对于户外裸导线应取当地一年中最热月份的平均最高气温，即最热月每日最高气温的月平均值，再取多年平均值。表3.6 LJ铝绞线的长期允许载流量（环境温度20）标准截面(mm2)长期允许载流量(A)标准截面(mm2)长期允许载流量(A)+70+80+70+80182535507095120150112151183231291351410466117157190239301360420476185210240300400500630800534584634731879102311851388543593643738883102311801377表3.7 LGJ铝绞线的长期允许载流量（环境温度20）标准截面(mm2)长期允许载流量(A)标准截面(mm2)长期允许载流量(A)+70+80+70+80101625355070951201508811515418923428935740846393121160195240297365417472185210240300400500630800539577655735898102511871403548586662742901102411821390表3.8 不同环境温度时载流量的校正导体工作温度 （）环境温度（）51015202530354045506065801.341.251.221.171.261.201.171.131.181.131.121.091.091.071.061.041.01.01.01.00.8950.9260.9360.9540.7750.8450.8650.9050.6630.7560.7910.8530.4470.3350.7070.7082）按电晕条件校验导线截面积110kV及以上线路，避免电晕的产生往往是限制导线截面不能过小的主要原因。通常所选导线产生电晕的临界电压应大于其最高工作电压。3）按机械强度条件检验导线截面积为保证架空线路具有必要的机械强度，对于跨越铁路，通航河流、公路、通信线路以及居民区的电力线路，其导线截面积不得小于35mm2；通过其他地区的允许最小截面积为：35kV及以上线路35 mm2, 35kV以下线路16 mm2。3.3 导线截面计算3.3.1 确定不同负荷曲线的最大负荷利用小时树Tmax。负荷曲线A：负荷曲线B： 3.3.2 确定初步方案的导线截面积（一）方案1（1）取功率因数为0.9,各变电所的最大负荷 如下： A变电所 B变电所 C变电所 D变电所 （2）每段导线流过的最大电流。在正常情况下，A变电所110kV侧分段断路器闭合和10kV分断器分开；B变电所110kV侧的桥短路器闭合和10kV侧分段断路器分开；C、D变电所环网由功率分点C变电所解开.根据每段导线的Tmax查表3.9,且应用直线插值法得到的经济电流密度如下: 表3.9 经济电流密度J(A/mm2) 线路电压(kV)导线型号最大负荷利用小时数Tmax (h)200030004000500060007000700010LG1.481.191.000.860.750.670.60LGJ1.721.401.171.000.870.780.7035220LGJ/LGJQ1.871.531.281.100.960.840.76Tmax 计算结果如下：G-A: GA段的Tmax取变电所A和B负荷的Tmax加权平均数. A-B: , G-C: G-D: G-E: G-F: G-S： 每段导线流过的最大电流、经济截面和选择的导线型号如下：G-A：双回线的一回线 选取的导线型号为LGJ-185。A-B ：双回线中的一回线 选取的导线型号为LGJ-70。G-C： 选取的导线型号为LGJ-185。G-D： 选取的导线型号为LGJ-120。C-D：与GD段相同，选取的导线型号为LGJ-120。G-E: 选取的导线型号为LGJ-70G-F: 选取的导线型号为LGJ-120E-F线路: 与G-E线路相同，即： 选取的导线型号为LGJ-70G-S： 双回线中的一回线, 选取的导线型号为LGJ-210。方案1 表3.10 导线选型结果G-A(双回)A-B(双回)G-C(单回)G-D(单回)C-D(单回)G-E(单回)G-F(单回)E-F(单回)Tmax(h)65705256730052565256730062787300电流密度J(A/mm2)0.8921.0640.8161.0641.0640.8160.9230.816最大电流 ( A)2163.2258.3145.8128.3128.358.32116.758.32经济截面S （mm2)183.154.8178.7120.6120.671.5126.471.5导线型号LGJ-185LGJ-70LGJ-185LGJ-120LGJ-120LGJ-70LGJ-120LGJ-70（3）校验。分以下几种情况进行校验：1）按机械强度校验导线截面积.为保证架线路具有必要的机械穿孔机度,相关规程规定,1-10kV不得采用单股线,其最小截面如表3.11所示.对于更高电压等级线路,规程未作规定,因此一般则认为不得小于35mm2 。因此，所选的全部导线满足机械强度的要求。导线类型通过居民区通过非居民区铝绞线和铝合金线3525钢芯铝线2516铜线1616表3.11 满足机械强度要求的导线最小截面（mm2)2） 按电晕校验导线截面积.表8-10列出可不必验算电晕临界电压的导线最小直径和相应的导线型号。3）按允许载流量校验导线夫面积.允许载流量是根据热平衡条件确定的长期允许通过电流.因此,所有线路都必须根据可能出现的长期运行情况作允许载流量校验.相关规程规定,进行这种较验时,钢芯铝绞线的允许温度一般取70.按此规定并取导线周围温度为25时,各种导线的长期允许通过电流如表所示.表3.12 导线长期允许通过电流截面型号35507095120150185240300400LG170215265325375440500610680830LGJ170220275335380445515610700800按经济电流密度选择的导线截面积一般比按正常运行情况下的允许载流量计算的截面积大，所以不必作校验。（二）方案2方案2的C、D变电所接线与方案1完全相同。下面只需列出与方案1不同的A、B变电所接线部分。（1） 取功率因数为0.9，A、B变电所的最大负荷如下 A变电所 B变电所 （2）每段导线流过的最大电流。设在正常情况下，A、B变电所与系统构成的环网为闭环运行。根据每段导线的Tmax查表，得经济电流密度如下：GB：Tmax= Tmax.a=5256(h) , J= 1.064(A/mm2)GA：Tmax =6570（h）, J=0.892(A/mm2)每段导线流过的最大电流、经济截面和选择的导线型号如下：G-A： 选取的导线型号为LGJ-240。G-B： 选取的导线型号为LGJ-120。A-B： A、B变电所环网由功率分点A变电所解开。 AB与GB段相同，选取的导线型号为LGJ-240。方案2 表3.13 导线选型结果G-A(单回)G-B(单回)A-B(单回)G-C(单回)G-D(单回)G-E(单回)G-F(单回)E-F(单回)Tmax(h)73005256525673005256730062787300电流密度J(A/mm2)0.8161.0641.0640.8161.0640.8160.9230.816最大电流 ( A)210116.6116.6145.8128.358.32116.758.32经济截面S （mm2)257.4110110178.7120.671.5126.471.5导线型号LGJ-240LGJ-120LGJ-240LGJ-185LGJ-120LGJ-70LGJ-120LGJ-70通过技术经济比较确接线方案1线路投资比方案2投资省，即：方案1最佳。本设计选用接线方案1。第四章 主变压器的选择 4.1 主变压器型式的选择4.1.1 相数的确定(1)330kV及以下的电力系统,在不受运输条件限制时,应选用三相变压器。 (2)550kV及以上电力系统,应水牛根据制造、运输条件和可靠性要求等因素,经技术经济比较后，确定采用三相还是单相变压器。若选用单相变压器组，可考虑系统和设备的情况，装设一台备用变压器。4.1.2 绕组数的确定（1）最大机组容量为125MW及以下的发电厂,当有两种长高电压向用记供电或系统连接时,宜采用三绕组变压器,但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上.否则绕组未能充分利用,反而不如选择两台双绕组变压器合理.两种升高电压的三绕组变压器一般不超过两台。(2)在高中压系统均匀中性点直接接地系统的情况下,可考虑采用自耦变压器。 (3)200kV及以上的机组采有双绕组变压器加联络变压器更为合理。 (4)联络变压器一般应选三绕组变压器,而在中性点接地方式允许的条件下,以选自耦变压器为宜,低压绕组可作为厂用备电源或厂用启动电源,亦可连接无功补偿装置。(5)具有三种电压的变电所中,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上；或低压侧虽无负荷,但在变电所内需装设无功补偿设备时、主变压器宜采用三绕组变压器,当中性接地方式允许时则应采用自耦变压器。(6)对深入引进负荷中心,具有直接从高压降为低压供电条御的变电所,为简化电压等级或减少重复降压容量,可采用双绕组变压器。4.2 主变压器容量和台数的确定原则4.2.1 发电厂主变压器容量的确定原则1具有发电机电压母线接线的主变压器(1)当发电机母线上负荷最少时,能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。(2) 当发电机电压母线上最大一台发电机组停用果,能由系统倒送电以满足发电机电压母线上的最大负荷的要求。当然应适当考虑发电机电压母线上负荷的可能增长和变压器的允许过负荷能力。(3) 若发电机母线上接有两台或两台以上的主变压器时,当其中穷人中量最大的一台退出运行时,其他主变压器在允许地正常过负荷的范围内,应能输送母线剩余功率的70%。(4) 根据系统经济运行的要求(如充分利丰水季节的水能),而限制火电厂的输出功率。此时火电厂的主变压器应具有从系统倒送功率的能力,以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。2.单元接线的主变压器 (1)单元接线时的变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留有10%的裕度来确定。(2)采用扩大单元接线时,应尽可能采用分裂绕组变压器,其容量应接单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。3.连接两种升高电压母线的联络变压器 (1)应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下,网络间有功功率和无功功率交换。 (2)其容量一般不小于接于两种电道高一尺母线上最大一台机组的容量。为了布置和引线方便,联络变道高一尺器通常只选一台,帆布床多不超 过两台。4.2.2 变电所主变压器容量的确定原则(1)接变电所建成后510年规划负荷选择,并适当考虑到远期1020年的负荷发展,对城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。(2)装有两台以上主变压器的变电所,应考虑一台主变压器停运时,其余变压器容量不应小于60%的全部负荷,并保证I类、II类负荷的供电。4.2.3 主变压器台数的确定原则(1)与系统有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所,在一种电压等级下,主变压器应不小于2台。(2)与系统联系较弱的中、小型电厂和低压侧电压为610kV的变电所或与系统联系只是备用性质时,可只装1台主变压器。(3)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专业变电所,可设3台主变压器。4.3 计算变压器容量并确定主变的台数相关的设计规定:选择的变压器容量Se需同时满足下列两个条件: Se0.7Smax;SeSimp。其中, Smax为变电站的最大负荷容量; Simp为变电所的全部重要负荷容量。因为A、B、C、D四个变电所都有重要负荷,为保证供电的可靠性,每个变电所需要配置两台主变。 A变电所 Se0.7 =28(MVA) Se 0.75=30(MVA) 选取两台SFZ931500/110。B变电所 Se0.7=15.56(MVA)Se0.5=11.11(MVA)选取两台SFZ916000/110。C变电所 Se0.7=19.44(MVA)Se0.65=18.06(MVA)选取两台SFZ920000/110。D变电所 Se0.7=17.11(MVA) Se0.60=14.67(MVA)若考虑变压器的正常过负荷能力,选取两台SFZ916000/110。E变电所 Se0.7=7.78(MVA) 选取两台SFZ98000/110。F变电所 Se0.7=7.78(MVA) 选取两台SFZ98000/110。 发电厂G 根据待建变电站有关资料选用两台选取两台SFZ931500/110以及一台SFZ763000/110表4.1 变电所变压器选型结果ABCDEF变压器台数222222变压器型号SFZ931500/110SFZ916000/110SFZ920000/110SFZ916000/110SFZ98000/110SFZ98000/110第五章 潮流计算5.1 简单电力系统潮流分布计算的概述电力系统潮流分布计算，是指电力系统在某一稳态的正常运行方式下，电力网络各节点的电压和功率分布的计算 。它主要有以下目的：（1）检查电力系统各元件是否过负荷。（2）检查电力系统各节点的电压是否满足电压质量的要求。（3）根据对各种运行方式的潮流分布计算，可以帮助我们正确地选择系统接线方式，合理调整负荷，以保证电力系统安全、可靠地运行，向用户供给高质量的电能。（4）根据功率分布，可以选择电力系统的电气设备和导线截面积，可以为电力系统继电保护整定计算提供必要的数据等。（5）为电力系统的规划和扩建提供依据。（6）为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定计算提供必要的数据 。在计算机技术还未