电力系统课程设计说明书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除第一部分设计说明书设计任务书一、原始资料1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1cm10Km2、各变电所负荷情况：变 电 所 编 号1234最大负荷 （MW）75406055最小负荷 （MW）50354035Tmax (小时)5000400045004200功率因数 COS0.850.80.850.9低压侧电压 (kV)10101010对备用要求55%15%85%50%对调压要求逆调压顺调压常调压常调压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AQFS5025010.5KVBQFS252256.3KV4、其它情况：（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）第二篇 电力系统设计说明书一、电力系统功率的初步平衡（一）目的在电力系统的规划设计时，应本着安全、经济、合理的原则进行。进行电力系统设计时，应编制从当前到设计水平年的逐年电力电量平衡，以及远景水平年系统和地区的电力电量平衡，必要时还应作地区最小负荷的电力平衡。电力系统的功率初步平衡，是根据最大负荷情况确定装机容量，用最小负荷校验，来明确系统所需的装机容量、调峰容量以及电能输送方向、装机计划、调峰措施、网络方案等提供依据。根据设计任务书的要求，本次课程设计所给电力负荷均已计及了数年内的发展裕量，无需再考虑逐年增长情况，且不要求进行电量的平衡。因此，仅就最大、最小负荷时有功功率及无功功率的平衡进行分析计算。（二）计算方法1、有功功率的平衡：（1）用户负荷 （2）供电负荷 （3）发电负荷 (4)备用容量负荷备用容量：一般为(25%)Pf，现取0.05263.10=13.16MW；事故备用容量：一般为10%PF，且不小于系统中最大一台机组的容量，现取50MW； 检修备用容量：一般为(815%)PF，且不小于系统中最大一台机组的容量，现取50MW。三种备用容量之和：13.16+50+50113.16MW(5)装机容量：考虑备用容量后的系统应有容量：263.10+113.16=376.26MW实际装机容量可取A发电厂550MW，B发电厂425MW的方案： 550+425350MW系统备用容量： 350-263.10=86.90 MW备用率： 86.90263.10=0.33 (6)功率缺额：376.26-35026.26MW即考虑各种备用容量后，将出现26.26MW的功率缺额。(7)解决功率缺额的办法：将本区域电网发电机组的检修安排在负荷较低时进行。这样，可以不考虑在最大负荷时，一台50MW机组检修另一台机组又发生故障的情况。这样一来，备用容量可减少50MW，减为26.26-50=23.74MW，即功力不但不缺，还可以送出23.74MW。因此，确定A发电厂采用550MW的方案，B发电厂采用425MW的方案。2、无功功率的平衡：电网最大自然无功负荷系数K取1.1，得系统最大自然无功负荷 发电机满发且运行于额定功率因数时所发出的无功功率：QF350tg(arcCos0.8)262.5MW Mvar 则QF 由于需要将#1、#2、#3、#4变电所低压侧功率因数补偿到0.9，因此应安装并联电容器进行无功补偿。计算出所需的补偿电容器容量以及补偿后各变电所低压侧最大、最小负荷时的无功功率如下：（1）计算方法如下：1)tg(arcCos0.95)=0.329,tg(arcCos0.9)=0.484,tg(arcCos0.85)=0.620；tg(arcCos0.8)=0.75,tg(arcCos0.75)=0.882；2)Qmax=0.329Pmax；3)Qmin=0.329Pmin；4)QC=Pmaxtg(arcCos)-tg(arcCos0.9)。（2）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#175 + j36.350 + j21.78#240 + j19.3635 + j14.52#360 + j29.0440 + j19.36#455 + j26.6235+ j16.94计算无功补偿容量也可以按照电力系统课程设计及毕业设计参考资料第21页表212查表计算。二、电网电压等级的确定：（一）原则1.电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级；2.同一地区或同一电力系统内电网的电压等级应尽量简化3.电力网的电压等级选择应根据网络现状及今后负荷发展所需的输送容量、输送距离而确定，同时要求根据网络现状并兼顾发展。（二）结论初步分析，正常运行时，新建变电所、发电厂之间的线路输送容量不超过85MW/条，送电距离不超过150km，根据电力系统课程设计及毕业设计参考P24表3-1，确定采用110kV的电压等级较为合理。三、电网接线方案的选择：（一） 网络接线方案的初步选择1、原则根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料第24页及有关资料知：（1） 接线形式可采用为双回路、幅射式、环式或链式；（2） 为了保证各变电所的母线电压在合格范围内，即减少线路上的压降，环网中所连变电所不宜多于三个；（3） 同理，在链式接线形式中变电所也不宜多于三个；（4） 尽量简化接线，减少出线电压等级和回路数；（5） 有利于系统安全稳定运行，有利于系统调度及事故处理；（6） 对将来的发展，应有一定的适应能力；（7） 必须保证用户供电的可靠性，电网发生故障时，继电保护动作将故障切除后，应能保证重要负荷的供电；（8） 考虑新建变电所变压器台数、容量及采用配电装置等情况。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变电所分别有55%、15%、85%、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。根据设计任务书中待建变电所地理位置图，B电厂与#1、#3变电所距离较远，根据接线应尽量短的原则，B电厂与#3、#4变电所应无直接连线。初步选择下列6种方案： 从供电可靠性、电能质量、检修、运行、操作的灵活性和方便性、线路长短、继电保护及自动装置的复杂程度比较：上述6种接线，都为双电源，供电可靠性强，但是根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料第 23页中（2）对电力网方案得主要要求中“8)向无源或电源很小得终端地区供电，若同一电压等级线路有两回及以上时，任一回线事故停运后，应分别保证地区符合得80或70以上”，则输送容量最小将达到125WM,超过110kV电压等级线路合理输送容量，故对于A1、A3网络不考虑环网接线，A1、A3均采用平行双回线，故不考虑方案1、方案5；方案6在B4段线路故障或者检修时，B电厂出力将无法送出，故也不考虑；方案3和方案4线路长度基本相等而开关数量相等，但4#变电所负荷远大于2变电所负荷，而B2和B4段线路距离基本相等，方案3中B4段线路潮流远大于方案4中B2段线路潮流，则使得线路投资方案、线路损耗、运行维护费用、电压损耗均大于方案4，故两者比较，选择方案4。经以上比较和分析，初步选定方案2和方案4进行进一步比较。 （二）方案2和方案4技术比较1、技术比较原则和方法。原则：送电线路的导线截面积一般按经济电流密度选择，对于大跨越线一般按长期载流量选择。导线必须符合国家颁布的产品标准。方法：先按经济电路密度选择导线标称截面积，然后作机械强度、电晕发热、电压损耗等技术条件的校验。（1）按照经济电流密度选择导线截面积根据Tmax在电力系统课程设计及毕业设计参考资料第 29页的“经济电流密度曲线”查得经济电流密度J， 利用 SJ=计算出各导线的计算面积，查电力系统课程设计及毕业设计参考资料第30页的导线表初步选出线路型号。查电力系统课程设计及毕业设计参考P118附表1-25,得到所选各段导线电阻电抗值。1）方案2中选择导线如下：段别A1A3B2A2B4A4型号LGJ-210/35LGJ-185/30LGJ-70/10LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-120/25r1(/Km)0.1500.1700.4500.4500.2630.263x1(/Km)0.4050.4100.4410.4410.4210.421长度(Km)18.028222.36222.284318.02846.098Z()(5.41+j14.60)/2(6.13+j14.78)/225.46+j24.9513.15+j21.0538.71+j37.9422.47+j35.97（2）方案4中选择导线如下：段别A1A3B2B4A2型号LGJ-210/35LGJ-185/30LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-70/10r1(/Km)0.1500.1700.4500.2630.450x1(/Km)0.4050.4100.4410.4210.441长度(Km)18.028222.36222.2818.028243Z()(5.41+j14.60)/2(6.13+j14.78)/225.46+j24.95(38.71+j37.94)/213.15+j21.052、对所选导线进行校验1）对所选导线进行校验（1）电压损耗校验 根据 计算出在正常运行和故障情况下各段导线的电压损耗是否在允许范围内，应考虑最严重情况即故障时到最远端变电所的电压损耗（正常运行u10%，故障时u15%）。经过计算，除方案2中故障时A4段u略大于15，但通过调整运行方式和负荷分配，减少A2线上潮流，也可以达到小于15的要求外，其余均符合要求。方案2中：段别A1A3B2A2B4A4正常时u3.59%2.95%4.17%6.35%4.56%7.8%故障时u7.17%5.89%8.35%12.69%9.13%15.59%方案4中：段别A1A3B2B4A2正常时u3.59%2.95%4.17%4.56%6.35%故障时u7.17%5.89%8.35%9.13%12.7%（2）机械强度校验 本设计所选电压等级为110KV，根据有关规定，35KV及以上线路导线截面积大于35mm2，可不必校验机械强度。由于方案2、方案4中所选导线截面积最小为LGJ-70/10，大于35mm2，不必校验机械强度。（3）发热校验查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,得到所选各段导线长期允许载流量。将所选各段导线的长期允许载流量与实际可能出现的最大工作电流Imax=进行比较。 因为Ial为环境温度为25时，根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料第114页查得的允许温度为+80时的导线长期允许载流量，再根据最热月平均温度查第117页附表1-23、1-24,得到：最热月平均最高温度为32.3，温度修正系数K为0.95。经校验，方案2、方案4中所选导线满足发热要求。方案2：段别A1A3B2A2B4A4型号LGJ-210/35LGJ-185/30LGJ-70/10LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-120/25长期允许载流量(A)607551297297433433修正后长期允许载流量(A)622.25523.45282.15282.15411.35411.35最大工作电流(A)469.6359.12165.75165.75303.87303.87方案4：段别A1A3B2B4A2型号LGJ-210/35LGJ-185/30LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-70/10长期允许载流量(A)607551297433297修正后长期允许载流量(A)622.25523.45282.15411.35282.15最大工作电流(A)469.6359.12165.75303.87165.75（4）电晕强度校验 根据有关规定，当海拔高度不超过1000m时，在常用相间距离情况下，如110KV线路导线截面积不小于70mm2，可不必进行电晕校验。由于方案2、方案4中所选导线截面积最小为LGJ-70/10，大于35mm2，不必校验电晕强度强度。（三）方案2和方案4经济比较：采用年总费用法，分别计算出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，得到各个方案总的投资额，并归算至运行期内每年的数额，再加上年运行费用（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。显然，年总费用最小的方案最经济。由于在此进行的是两个方案的比较，关心的只是被比较的两个方案之间的相对优劣，而不是每个方案具体的概算费用。因此，由于方案1、2中发电厂主变数量、容量、型号相同，主接线均采用单母接线，故相同部分不予计算；考虑方案1中1、2、3变电所采用桥式接线，4#变电所采用扩大单元桥式接线，方案2中1中1、2、3、4变电所均采用桥式接线，而方案1、方案2中主变数量、容量、型号，故计算时也不予考虑；方案1、方案2中低压侧采用相同接线，不予计算。1、工程总投资1） 变电所投资：ZJBD =变电所主要设备（变压器、断路器）2） 线路总投资：ZJXL =各段线路长度（Km）单价（万元/Km）3) 总投资：* Z= ZJBD + ZJXL* 其中：110kV变电所概算定额标准：每个开关间隔70万元。110kV输电线路：按所采用的导线截面积估算每公里线路造价导线型号LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-185/30LGJ-210/40线路造价45万元/公里50万元/公里58万元/公里62万元/公里注：双回线按单回线造价的1.8倍考虑。2、年运行费用u年运行费用包括电能损耗及检修、维护费用。 (1) 电能损耗费用ZA =电能损耗AFA（KWh）单价（0.5元/KWh）, 电能损耗AFA=。S最大负荷下各段线路上流通的最大功率；R各线路的电阻；max最大负荷损耗小时数，由最大负荷利用小时数Tmax和功率因数cos查表得。(2)变电所年运行费用WHBD按变电所总投资的12%计算(3)线路年运行费用WHXL按线路总投资的7%计算。3、年总费用NF：NF=Z+uZ当年投资当年投产，故不需折算r年利率，取0.1；n工程使用年限，取25年。经过计算后，各方案的技术、经济性能列表如下表：方案技术比较经济比较正常情况umax%故障情况umax%总投资 (万元)年总费用(万元)27.8%（在A4线路上）15.59%(略大于15，单通过调整运行方式和负荷分配，减少A2线上潮流，也可以达到小于15的要求23545532246.35%（在A2线路上）12.7%（在A2线上上）208414776比较可得：两个方案的电压损耗都满足要求，方案4的经济指标更优秀。故选择方案4作为本区域的最终供电方案。四、发电厂和变电所主接线的选择（一）发电厂接入系统的设计1、发电厂主变的选择1）发电厂主变的选择原则（1） 发电机母线与系统连接的变压器，一般为两台；（2） 发电厂的升压变压器，一般选用无励磁变压器；（3）具有发电机端母线时，当发电机电压母线上的负荷最小时，应能将剩余功率送入系统，当发电机电压母线上的最大一台、发电机停运时，应能保证系统经主变供给电压母线上最大负荷；（4）发电机与变压器作单元接线时：发电机的额定容量，扣除本机组的厂用负荷后，尚有10%的裕度；按发电机最大连续发出功率，减去本机组厂用负荷。2）发电厂主变压器的选择（1）A发电厂主变压器的选择A发电厂五台50MW机组，单机容量为50MW，额定功率因数为0.80，额定视在功率为50/0.8=62.5MVA，没有发电机电压直配负荷,仅有7%Se的厂用电. 故容量选取63MVA的变压器,共计五台.型号：SFPQ7-63000/110额定电压：12122.5% / 10.5kV空载损耗：65.0kW短路损耗：260kW空载电流（%）：0.6短路电压（%）：10.5联结组别：YN,d11等值阻抗（标幺值）（Sb=100MVA,Ub=110kV）RT*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066XT*=（10.51102100）/（100110263）=0.1667（2）B发电厂主变压器的选择发电机出力为4 25/0.8=125 MVA，发电机电压母线上没有直配负荷,仅有7%Se的厂用电. 故容量选取两台63MVA的变压器。型号：SFPQ7-63000/110额定电压：12122.5% / 6.3kV空载损耗：65.0kW短路损耗：260kW空载电流（%）：0.6短路电压（%）：10.5联结组别：YN,d11短路电压（%）：10.5等值阻抗（标幺值）（Sb=100MVA,Ub=110kV）RT*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066XT*=（10.51102100）/（100110263）=0.16672、发电厂接线方案确定 A发电厂五台50WM机组，五台主变，由于发电厂为负荷中心，与多个变电所相连，地位十分重要，故其高压母线采用双母线带旁母的接线方式,发电机与主变设计为发电机变压器单元接线；B发电厂四台25WM机组，两台主变，为保证可靠性，设发电机电压母线，电压等级10kV采用双母线分段。（二）变电所主接线的设计1、变电所主变的选择1）变电所主变选择原则 （1）在变电所中，一般装有两台变压器，终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台变压器； （2）对于330kV及以下变电所，在设备运输不受限制时，均采用三相变压器； （3）装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上。 2）变电所主变的选择由于这四个110kV变电所均只有两个电压等级，且有备用要求，依据以上原则，各变电所进行选择变压器如下：(1) #1变电所主变压器的选择：最大负荷时：P1max=85(MW) ， Cos=0.95S1max=85/0.95=89.47 (MVA)，0.6 S1max=0.689.47=53.68(MVA)，S重要负荷0.689.47=53.68 (MVA) 由以上0.6S1max和S重要负荷两条件，查阅电力系统课程设计及毕业设计参考P103附表1-11，选取容量为63000KVA的有载调压变压器SFZ7-63000/110。型号：SFZ7-63000/110额定电压：1102.5% / 10.5kV空载损耗：71kW短路损耗：260kW空载电流（%）：0.9短路电压（%）：10.5联结组别：YN,d11等值阻抗（标幺值）（Sb=100MVA,Ub=110kV）RT*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066XT*=（10.51102100）/（100110263）=0.1667(2) #2变电所主变压器的选择：最大负荷时：P2max=30(MW) Cos=0.95S2max=30/0.95=31.58 (MVA)，0.6 S2max=0.631.58 =18.94 (MVA)，S重要负荷=0.731.58=22.12 (MVA)（查设计参考，确定2#变压器型号） 由以上0.6 S2max和S重要负荷两条件，查阅电力系统课程设计及毕业设计参考P103附表1-11，选取容量为25000KVA的有载调压变压器SFZ725000/110。型号：SFZ7-25000/110额定电压：1101.25% / 10.5kV空载损耗：35.5kW短路损耗：123kW空载电流（%）：1.1短路电压（%）：10.5联结组别：YN,d11等值阻抗（标幺值）（Sb=100MVA,Ub=110kV）RT*=（1231102100）/（10001102252）=0.0197XT*=（10.51102100）/（100110225）=0.42 (3)#3变电所主变压器的选择：最大负荷时：P3max=65(MW) Cos=0.95S3max=65/0.95=68.42 (MVA)，0.6 S3max=0.668.42 =41.05 (MVA)，S重要负荷=0.868.42=54.73 (MVA) 由以上0.6 S3max和S重要负荷两条件，查阅电力系统课程设计及毕业设计参考P103附表1-11，选取容量为63000KVA的有载调压变压器SFZ7-50000/110。型号：SFZ7-63000/110额定电压：1102.5% / 10.5kV空载损耗：71kW短路损耗：260kW空载电流（%）：0.9短路电压（%）：10.5联结组别：YN,d11等值阻抗（标幺值）（Sb=100MVA,Ub=110kV）RT*=（2601102100）/（10001102632）=0.0066XT*=（10.51102100）/（100110263）=0.1667 (4)#4变电所主变压器的选择：最大负荷时：P4max=55(MW) Cos=0.95S4max=55/0.95=57.89 (MVA)，0.6 S4max=0.657.89 =34.74 (MVA)，S重要负荷=0.657.89=34.74 (MVA) 由以上0.6 S3max和S重要负荷两条件，查阅电力系统课程设计及毕业设计参考P103附表1-11，选取容量为40000KVA的有载调压变压器SFZ7-40000/110。型号：SFZ7-40000/110额定电压：1101.25% / 10.5kV空载损耗：50.5kW短路损耗：174kW空载电流（%）：1.0短路电压（%）：10.5联结组别：YN,d11等值阻抗（标幺值）（Sb=100MVA,Ub=110kV）RT*=（1741102100）/（10001102402）=0.0109XT*=（10.51102100）/（100110240）=0.2625（二）变电所主接线的确定1、变电所高压侧主接线的选择原则（1） 应尽量采用断路器较少的接线方式，为桥式接线；（2） 在有两台变压器的变电所中，110KV线路为双回时，若无特殊要求，均采用桥式接线；（3） 110KV配电装置中，当线路为3-4回时，一般采用单母线分段接线。2、变电所高压侧主接线的确定根据上述原则，1#、3#、4#变电所110kV均为平行双回线，无穿越功率，故采用内桥式接线，2#变电所110kV均为双回线，考虑有穿越功率，故采用外桥接线。五、电力网接线、发电厂和变电所主接线六、电力网接线方案的评定（一）供电可靠性：本设计中所有变电所所有变电所均采用双电源供电，且配备了两台主变，以保证任一组件故障时对重要负荷的连续供电。（二）电能质量：电压是代表电能质量的一个重要指标。在本设计中，所有变电所均采用有载调压变压器，可确保在正常检修和事故抢修情况下，电压偏移在允许范围内。（三）运行检修灵活性：本设计方案中，电厂采用双母线带旁路，变电所采用桥接线，在设备检修或n-1故障时，可灵活地转移负荷，改变运行方式，保证可靠供电。（四）与系统联：各网络独立性强，通过联络线加强两个网络的联系。（五）继电保护自动装置的复杂程度：1#4#变电所采用备用电源自动投入装置，正常运方下,两进线同时供电,桥(分段)开关断开.故障时, 备用电源自动投入装置动作,实现一进线带两主变运行,大大提高了供电可靠性。由于本设计方案中采用链式网和环网布置、开环运行，所以继电保护和自动装置并不复杂，相互间的配合也较容易，其操作的复杂程度不高。（六）发展的可能性：因本设计方案中所选导线均留有裕度，变电所主接线采用桥型接线，很容易发展为单母线分段运行。（七）经济性：1#、3、4变电所110kV均为平行双回线，无穿越功率，故采用内桥式接线，2变电所110kV均为双回线，考虑有穿越功率，故采用外桥接线，有良好的经济性。七、潮流计算与电压计算（一）潮流及电压计算 1方法与步骤 （1）线路及变压器参数计算，得潮流等值电路。（2）在全网电压额定的情况下，根据各负荷节点的负荷情况求出变压器中的 功率损耗及线路导纳支路的充电功率，计算运算负荷。根据运算负荷不计电压损耗求出各条线路上的始、末端功率，从而求出发电厂的出力，即确定电厂运行方式。计算结果为：A发电厂最大负荷时需要四台发电机、四台主变运行，出力为170.8+j88.24(MVA)；最小负荷时需要三台发电机、三台主变运行运行，出力为112.88+j52.63 (MVA)。B发电厂最大负荷时需要三台发电机、两台主变运行，出力为73.76+j 50.73(MVA)；最小负荷时需要两台发电机、一台主变运行，出力为45.8+j 23.7(MVA)。（4）设定发电厂高压侧的母线电压，不计功率损耗，求出网络中各阻抗上的压降，从而得到各节点电压为调压计算作准备。 2计算过程及结果见计算书（二）调压计算变压器分接开关的选取方法：常调压：（1.02 1.05）UN；逆调压：最大负荷时1.05 UN，最小负荷时1.0UN；顺调压：最大负荷时不小于1.025 ，最小负荷时不高于1.075UN将最大（最小）负荷时潮流计算得到的变压器高压侧个电压减去变压器绕组的电压损耗,得到最大（最小）负荷时变压器低压侧母线电压归算到高压侧的值，此值与低压母线之比便是主变的实际变比，即可得变压器分接开关的位置小负荷时的分抽头电压类推，实际选用的分抽头是与大小负荷分抽头电压平均值最接近的一个。求变压器分接开关位置结果如下：厂站变压器抽头#1变电所110+51.25% / 11#2变电所110 / 11#3变电所110+51.25% / 11#4变电所110+41.25% / 11第二部分设计计算书一、电力系统功率的初步平衡1、有功功率的平衡：（1）用户负荷 （2）供电负荷 （3）发电负荷 (4)备用容量负荷备用容量：一般为(25%)Pf，现取0.05263.10=13.16MW；事故备用容量：一般为10%PF，且不小于系统中最大一台机组的容量，现取50MW； 检修备用容量：一般为(815%)PF，且不小于系统中最大一台机组的容量，现取50MW。三种备用容量之和：13.16+50+50113.16MW(5)装机容量：考虑备用容量后的系统应有容量：263.10+113.16=376.26MW实际装机容量可取A发电厂550MW，B发电厂425MW的方案： 550+425350 MW系统备用容量： 350-263.10=86.90 MW备用率： 86.90263.10=0.33 (6)功率缺额：376.2635026.26MW即考虑各种备用容量后，将出现26.26MW的功率缺额。(7)解决功率缺额的办法：将本区域电网发电机组的检修安排在负荷较低时进行。这样，可以不考虑在最大负荷时，一台50MW机组检修另一台机组又发生故障的情况。这样一来，备用容量可减少50MW，减为26.26-50=23.74MW，即功力不但不缺，还可以送出23.74MW。因此，确定A发电厂采用550MW的方案，B发电厂采用425MW的方案。2、无功功率的平衡：电网最大自然无功负荷系数K取1.1，得系统最大自然无功负荷 发电机满发且运行于额定功率因数时所发出的无功功率：QF350tg(arcCos0.8)262.5MW Mvar 则QF 由于需要将#1、#2、#3、#4变电所低压侧功率因数补偿到0.9，因此应安装并联电容器进行无功补偿。计算出所需的补偿电容器容量以及补偿后各变电所低压侧最大、最小负荷时的无功功率如下：（1）计算方法如下：1)tg(arcCos0.95)=0.329,tg(arcCos0.9)=0.484,tg(arcCos0.85)=0.620；tg(arcCos0.8)=0.75,tg(arcCos0.75)=0.882；2)Qmax=0.329Pmax；3)Qmin=0.329Pmin；4)QC=Pmaxtg(arcCos)-tg(arcCos0.9)。（2）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#175 + j36.350 + j21.78#240 + j19.3635 + j14.52#360 + j29.0440 + j19.36#455 + j26.6235+ j16.94计算无功补偿容量也可以按照电力系统课程设计及毕业设计参考资料第21页表212查表计算。二、方案技术比较1、方案2（如下图）（1) 导线选取：A1段：P1max=75(MW) Cos=0.9 Tmax=5000查电力系统课程设计及毕业设计参考P29图3-1，得 J=1.11Imax=437.39(A)SJ=197.03(mm2)查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,选LGJ-210/35导线。A3段：P3max=60(MW) Cos=0.9 Tmax=4500查电力系统课程设计及毕业设计参考P29图3-1，得 J=1.19Imax=349.91(A)SJ=147.02(mm2)查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,选LGJ-185/30导线。B2、A2段：P2max=40(MW) Cos=0.9 Tmax=4000查电力系统课程设计及毕业设计参考P29图3-1，得 J=1.27Imax=233.27(A)SJ=91.84(mm2)查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,选LGJ-70/10导线。B4、A4段：P4max=55(MW) Cos=0.9 Tmax=4200查电力系统课程设计及毕业设计参考P29图3-1，得 J=1.24Imax=320.75(A)SJ=129.33(mm2)查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,选LGJ-120/25导线。（2）校验：1) 机械强度校验：因为以上所选各段导线截面积均大于35mm2，所以不必校验机械强度。2) 发热校验：查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,得到所选各段导线长期允许载流量如下表：段别A1A3B2A2B4A4型号LGJ-210/35LGJ-185/30LGJ-70/10LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-120/25长期允许载流量(A)607551297297433433查电力系统课程设计及毕业设计参考P117附表1-24,得到：最热月平均最高温度为32.3，由附表1-23查得温度修正系数K为0.95. A1段，取最大故障情况下，即A1两回中一回断线：Imax=437.79(A)Iyx=k607=576.65(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。 A3段，取最大故障情况下，即A1两回中一回断线：Imax=349.91(A)Iyx=k551=523.45(A)ImaxIyx结论：满足发热要求B2段，取最大故障情况下，即A2断线：Imax=233.27(A)Iyx=k297=282.15(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。 B4段，取最大故障情况下，即A4断线：Imax=320.75(A)Iyx=k433=411.35(A)ImaxIyxA2段同B2段，满足发热要求。A4段同B4段，满足发热要求。结论：满足发热要求。3) 电晕校验：因为以上所选各段导线截面积均不小于70mm2，所以不必进行电晕校验。查电力系统课程设计及毕业设计参考P118附表1-25,得到所选各段导线电阻电抗值如下表：段别导线型号长度(Km)r1(/Km)x1(/Km)Z()A1LGJ-210/3518.02820.1500.405(5.41+j14.60)/2A3LGJ-185/3022.3620.1700.410(6.13+j14.78)/2B2LGJ-70/1028.280.4500.44125.46+j24.95B4LGJ-120/25430.2630.42113.15+j21.05A2LGJ-70/1018.0280.4500.44138.71+j37.94A4LGJ-120/2546.0980.2630.42122.47+j35.974) 电压损耗校验：正常情况下：A1段：UA1=3.95(KV)U A1%=100%=100%=3.59%10%A3段：UA3=3.24(KV)U A3%=100%=100%=2.95%10%B2段：UB2=4.59(KV)Umax%=100%=100%=4.17%10%B4段：UB4=5.02(KV)Umax%=100%=100%=4.56%10%A2段：UA2=6.98(KV)Umax%=100%=100%=6.35%10%A4段：UA4=8.57(KV)Umax%=100%=100%=7.8%10%结论：满足要求。正常时,最大电压损耗产生在A4段,为7.8%。 故障情况下：A1段：考虑A1段双回线中一回线路断线.UA1=7.89(KV)U A1%=100%=100%=7.17%15%A3段：考虑A3段双回线中一回线路断线.UA3=6.48(KV)U A3%=100%=100%=5.89%15%B2段：考虑A2段断线* UB2= = =9.18(KV)UB2%=100%=100%=8.35%15%，满足要求。B4段：考虑A4段断线UB4=10.04(KV)Umax%=100%=100%=9.13%15%A2段：考虑B2段断线UA2=13.96(KV)Umax%=100%=100%=12.69%15%A4段：考虑B4段断线UA4=17.15(KV)Umax%=100%=100%=15.59%15%，略大于15%2、方案4（1) 导线选取：说明：方案4中, A1段和A3段导线选取同方案1.B2、A2段：P2max=30(MW) Cos=0.95 Tmax=4000查电力系统课程设计及毕业设计参考P29图3-1，得 J=1.27Imax=165.75(A)SJ=65.25(mm2)查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,选LGJ-70/10导线。B4段：P4max=55(MW) Cos=0.95 Tmax=4200查电力系统课程设计及毕业设计参考P29图3-1，得 J=1.24Imax=303.87(A)SJ=122.53(mm2)查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,选LGJ-120/25导线。（2）校验：1) 机械强度校验：因为以上所选各段导线截面积均大于35mm2，所以不必校验机械强度。2）发热校验：查电力系统课程设计及毕业设计参考P115附表1-21,得到所选各段导线长期允许载流量如下表：段别A1A3B2B4A2型号LGJ-210/35LGJ-185/30LGJ-70/10LGJ-120/25LGJ-70/10长期允许载流量(A)607551297433297查电力系统课程设计及毕业设计参考P117附表1-24,得到：最热月平均最高温度为30，由附表1-23查得温度修正系数K为0.95. A1段，取最大故障情况下，即A1两回中一回断线：Imax=469.6(A)Iyx=k655=622.25(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。 A3段，取最大故障情况下，即A1两回中一回断线：Imax=359.12(A)Iyx=k551=523.45(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。 B2段，取最大故障情况下，即A2断线：Imax=165.75(A)Iyx=k297=282.15(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。d) B4段，取最大故障情况下，即B4两回中一回断线：Imax=303.87(A)Iyx=k433=411.35(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。e) A2段，取最大运方下，即B2断线时：Imax=165.75(A)Iyx=k297=282.15(A)ImaxIyx结论：满足发热要求。3）电晕校验：因为以上所选各段导线截面积均不小于70mm2，所以不必进行电晕校验。查电力系统课程设计及毕业设计参考P118附表1-25,得到所选各段导线电阻电抗值如下表：段别导线型号长度(Km)r1(/Km)x1(/Km)Z()A1LGJ-210/3536.05620.1500.405(5.41+j14.60)/2A3LGJ-185/3036.05620.1700.410(6.13+j14.78)/2B2LGJ-70/1056.5690.4500