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机械毕业设计全套

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华北水利水电学院高压配电网毕业设计,机械毕业设计全套

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华北水利水电学院毕业设计 高压配电网设计（二） 摘要： 在近几年来，随着电力工业的不断发展，电力网络成为电力系统的一个重要组成部分；它主要包括变电站、输电线路和配电网络；它的主要作用是连接发电厂和用户，以最小的干扰，在一定的电压和频率下最有效最可靠地把电力通过输电线和配电网传送给用户。本设计采用理论和计算相结合的方法讨论高压配电网的设计。首先，根据负荷特点和要求来确定供电系统的类型、变压器的容量、导线截面积等。其次，电力网络的典型网络结构有环网、放射型、单端供电型、双端供电型等形式。我选择两种不同的网络，之后对之进行潮流计算得到各段的功率损耗以及电压降落。假设全 网电压为额定电压，可以得到各用户端的实际电压值。在电压偏移在允许的范围情况下，对所选的方案进行技术经济比较，找出一个最佳方案，使之在可靠性和经济性之间找到最佳平衡点。 关键字： 高压配电网，功率损耗，电压降落，允许电压偏移。 nts 华北水利水电学院毕业设计 前 言 随着我国经济不断发展，电力行业也不断发展，电力已经和人民群众的生活密不可分，为了能把优质的电能从发电厂送到千家万户，这就需要有一个良好的输配电力网络，本论文就讨论设计一个合理有效的高压配电网为目的。 本设计主要分析了高压配电网设计的基本理论和基本计算。 对所要求的供电负荷、变电所位置有一个大致了解，初步进行有功平衡计算，为以后的设计打下良好的基础。随后我开始了设计的主体部分，通过对变电所的主变型号和台数的选择。兼顾到实际需要负荷和经济性选择变压器型型号，尽量与所需负荷接近，对于重要负荷，各变电 所为了保证供电的可靠性，都装 2台主变以防止减少停电次数。在对电力线路的选择，要为以后的发展留有裕度，所选择导体一般要比要求值大一些。并对之进行必要的机械强度等校验，要选取正确的导线型号。对发电厂内部，我们不需进行太详细的分析，我们只需知道发电厂作为一整体时，所输出的选择功率，我在考虑到发电厂的主变损耗、厂用电消耗，以及直配负荷之后，得出一个电厂的运算功率，对变电所也考虑到负荷特点和降压变压器的消耗问题，得出各变电所的运算负荷，最后对各线路进行计算等值阻抗，最终得到一个功率流向的全网等值电路图。 其后，就是 要根据等值电路图，进行潮流计算，这是本次设计的重中之重。这需要大量的计算。在计算前，要再仔细分析一下，看有没有什么疏忽，否则，以后的计算就有可能前功尽弃。本设计涉及环网和双回路混合网络，对环网先进行初步计算，找出功率分点，在此打开网络，环网就成单回路，由此推出各段功率损耗，由系统电压可得各段压降，最终得到各变电所送的电压。双回路同理，一般情况下，电压偏移量越小越好，然这会增加投资成本，故要使电压质量在合理的偏移就行，在满足电压要求的方案中，进行必要的技术经济比较，通过对线路投资，变电所投资，年运行情况的经济 对比，选出一个最终方案。最后再讨论一下联络线路上的潮流情况，具体过程和以上潮流分析类似。最终进行仔细审核，完成本设计。 在这次设计过程中，各指导老师给予大量的帮助和指导，使我学到了很多知识，这对我以后的工作学习有很大的帮助，在此，我对他们致以最深切的谢意。 鉴于时间比较仓促，加之水平有限，缺点和错误也在所难免，恳请各位老师批评指正。 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 1 - 页 共 63 页 第一部分 设计说明书 1 有功功率的平衡计算 电力负荷是根据国民经济发展规划，计算相应的电力、电量的需求量，以便进行电力平衡，确定变电所的布局、规模，以及电网连接的规划。 系统供电负荷。它是指系统综合最大用电负荷，加上电力网损耗。 系统发电负荷。系统的发电负荷指系统供电负荷、发电机电压直配负荷、厂用电之和。 图 1 上图为本次设计的地理接线图。通过计算书计算得到以下结果： 表 -1 本高压配电网有功平衡的计算结果 计算结果 原电网发电负荷（ MW） 新电网发电负荷（ MW） 总发电负荷（ MW） 发电机 运行方式 发电机总出力（ MW） 联络线上功率（ MW） 最大负荷 40.86 120.69 161.55 25 2+50 100 61.55 最小负荷 21.97 75.06 97.03 25 2+40 90 7.03 2 高压配电网的电压等级的选择 电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级。我国现行的电力网额定电压标准有： 3、 6、 10、 35、 60、 110、 220、 330、 500、 750、 1000KV，同时 电压等级的选择主要取决于输电功率和输电距离，还要考虑已有的电网的电压等级。而原来电网的电压等级为 110KV；综上所述，本设计应选择的电 压等级为 110KV。 3 变电所主变 压器 的选择 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 2 - 页 共 63 页 相关的设计规程规定：选择的变压器容量应满足以下要求： （ 1）eSimpS（ 2）eS 0.6maxS其中maxS为变电所的最 大负荷容量 ；impS为变电所的全部重要负荷容量。 四个变电所都有重要负荷，所以每个变电所都选择两台主变压器。通过计算书计算所选的主变型号如下： 表 -2 变电所主变的选择 变电所 A B C D 型号 SFZ-40000 SFZ-12500 SFZ-20000 SFZ-20000 4 导线截面 的 选择 根据经济电流密度选择导体截面积 5，由计算书计算此选择的导线的截面如下： 表 -3 导线截面的选择 方案一 方案二 GA： 2 LGJ-210 GA： 2 LGJ-210 AB： 2 LGJ-50 AB： 2 LGJ-50 GC： LGJ-150 GD： 2 LGJ-185 GD， CD： LGJ-185 CD： 2 LGJ-95 选好导线后，我们要对其做各种校验，来验证所选的导线截面积是否满足要求，主要采用的校验主要包括： 按机械强度校验导线截面积 2 。 按电晕校验导体截面积 2 。 按允许截流量校验导线截面积（注意周围环境与温度标准温度不同，要进行温度修正） 2 。 经以上的校验，所选的导线全都符合要求。 5 潮流计算 5.1 潮流概括 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 3 - 页 共 63 页 根据以上对新建电网的分析，我初步选择两种方案如下图所示： 方案一： 方案二： （ 1） 根据所选的变压器和导线进行参数计算，确定各自的阻抗 以及线路电纳的无功功率，有根据各变电所的负荷多少 ，可以推出变压器的功率损耗，来确定各个变电所的运算负荷。（注意的是降压变压器的运算负荷是在原负荷加上变压器功率损耗加上变电所母线所联线路电 纳无功功率的一半；而发电厂的变压器是升压变压器，电厂的运算功率 等于发电机出力减去厂用电和地方负荷，减去厂用电和地方负荷能减去变压器功率损耗减去变电所母线所联线路电纳无功功率的一半），由此得出，各个变电所的运算负荷和发电厂的运算功率。 （ 2）另对算发电厂的运算功率，还应考虑到厂用电的功率因数和原有负荷的功率因数的不同，在调节 发电厂的发电出力时，尽量先调容量大的机组，这样可使电厂有更高的效率。根据以上运算，可画出它的等值电路图。 （ 3）由等值电路图，我们可以进行潮流计算。具体过程如下： 对于双回路干线式网络，先假设全网电压为额定电压，推算出功率损耗，得出各处的功率分布。对环行网络，nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 4 - 页 共 63 页 首先进行初步的潮流分布计算，并得到功率分点。然后，由功率分点向电源侧推算出功率损耗，最终得到全网的功率分布。再由假设的系统电压处，根据该处由前面推算出的功率，逐段推算出电压降落，从而得到各点的电压大小。最小负荷时，线路故障时以及在多种运行方式下 的情况，只要对出现情况后的等值电路图有所改变，后面的潮流计算类似。 5.2 计算结果 （ 1）正常情况下节点电压 表 -4 方案一正常情况下节点电压 运行方式 节点电压 最大电压损耗 A B C D G S %BSU 最大负荷 111.1 109.68 111.9 112.4 114.14 115.5 5.3% 最小负荷 108.77 108.07 109.51 109.68 110.8 115.5 1.8% （ 2） 故障情况下节 点电压 在故障情况下，只需要对出现故障的线路进行分析，主要是故障线路的阻抗发生改变，从而引起功率的分布改变，使各处的电压也随之发生改变，一般情况下，电压的偏移会增加，对本设计来说只要不超过 15%就是合理的。 表 -5 方案一在故障情况下的节点电压 运行方式 节点电压 最大电压损耗 A B C D G S %DSU %BSU 断开 GC 一回连 CD 110.81 109.33 110.07 107.61 113.9 115.5 7.3 断开 GA 一回 110.86 109.44 111.86 112.36 114.1 115.5 5.5 （ 2）方案二和方案一类似，只要根据方案二的情况，做出正确的等值电路图，重新进行一遍潮流计算就可以了，具体计算结果如下： 表 -6 方案二在正常情况下的节点电压 运行方式 节点电压 最大电压损耗 A B C D G S %BSU 最大负荷 110.19 109.3 110.4 112.1 113.88 115.5 5.6% 最小负荷 108.69 107.9 109.59 109.62 110.7 115.5 1.9% nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 5 - 页 共 63 页 表 -7 方案二在故障情况下的节点电压 运行方式 节点电压 最大电压损耗 A B C D G S %BSU %CSU 断开 GA一回 107.79 106.1 110.37 111.08 113.86 115.5 8.6% 断开 GD一回 110.7 109.22 108.43 110.21 113.95 115.5 6.6% 6 经济 技术 比较 通过最大负荷损耗时间法计算电网电能损耗。最大负荷损耗时间max和最大负荷利用小时数有关。再次通过计算年费用确定选择何种方案 2。 须计及的经济因素有：建设投资，建设投资是指为实现该方案，在建设期间须支付的资金。年运行费，年运行费是指该方案建成或部分建成时，在投资期间为维护其正常运行每年须付出的费用，通常包括四个部分：设计折旧费、设备的经常性小修费、设备的维修费、年电能损耗。下面是两种方案的比较。由计算书计算得出计算结果如下： (1) 电能损 耗如下表： 表 -8 一年电能损耗及费用比较 方案 电能损耗（万度） 总费用 (万元 ) C， D 所接线 A， B所接线 总损耗 方案一 558.4 262.7 821 405.25 方案二 558.4 333.75 892.15 446.075 注：电价取 0.5元 /度。 (2) 线路投资如下表： 表 -9 线路投资比较（万元） 方案 C， D 所接线 A， B所接线 总投资 方案一 1164.1 1610.91 2775.01 方案二 1252.98 1610.91 2963.89 （ 3） 变电所投资如下： nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 6 - 页 共 63 页 表 -10 变电所投资比较（万元） 方案 C， D 所接线 A， B 所接线 总投资 方案一 2212.4 2808 6035.4 方案二 2212.4 3040.4 6267.8 （ 4） 年的折旧、维护管理及小修费如下表： 表 -11 每年的折旧、维护管理及小修费比较（万元） 方案 A、 B 变电所 C、 D 变电所 总费用 （万元） 送电工程 变电工程 送电工程 变电工程 方案 1 108.6 407.6 78.8 365.4 960.6 方案 2 108.6 407.6 98. 8 417.3 1032.5 方案 1 的年费用为 2138.41（万元），方案 2 的年运行费用为 2258.24（万元），因为两种方案，各变电所的损耗基本相同，所以上面的年运行费用都未计及变电所的损耗。方案1 年费用少。 方案 1 的总投资为 8810.41（万元），方案 2 的总投资为 9131.69（万元）。方案 1 投资较少。 综合可得，选择方案 1。 7 调压计算 ： 为得到更好的电压质量，在不增加设备的基础上，我们采用有载调压变压器 调节分接头的方法 调压，计算结 果如下： 表 -12 各变电所分接头情况 变电所 A B C D 最大负荷时的分接头情况 110+2 1.25%， 110+5 1.25%， 110+1 1.25%， 110+1 1.25%， 最小负荷时的分接头情况 110-3 1.25%， 110+4 1.25%， 110-2 1.25%， 110-2 1.25%， 8 联络线上的潮流计算 在最大负荷下多种运行方式，和方案一很类似，只需考虑到联络线断一回 .它的阻抗改变，其他没变；当发电厂的机组检修时，也只有发电厂的运算功率发生变化，其他是没有nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 7 - 页 共 63 页 变化的，之后进行必要的潮流计算即可，计算结果如下 ： 表 -13 系统与发电厂间联络线的潮流和变电所的节点电压 ： 运行方式 联络线 节点电压（ KV） 系统与发电厂联络线断开一回 线 电流（ A） 功率因数 A B C D 273.7 0.96 109.31 107.8 110.3 110.66 发电厂 5万机组检修，双会联络线 发电厂两台 2.5 万机组最大出力，额定功率因数为0.8 278.52 （单回线） 0.9 108.4 106.88 109.44 109.8 发电厂两台 2.5 万机组最大出力，额定功率因数为0.77 272.42 （单回线） 0.92 108.62 107.09 109.67 110.02 结 论 历时 2 个月的毕 业设计即将结束，在这 2 个月中，通过老师的悉心辅导，我的设计也取得较为满足的结果。通过此次设计，我了解我国电力工业的长足进步。许多新技术日新月异，我所学的还远远不足，使我明白成为未来一名电力工程师还需要更多的努力。 本次设计是对我大学的学习的一个总结，它使我发现自己的不足，也认识到理论要和实际联系的重要性，更锻炼了自己面对问题和克服问题的能力，这对以后的工作和学习奠定坚实的基础。时光如梭，转眼时间大学生活即将结束，在此之即，我要感谢我的老师们，是你们不仅让我一个懵懂学子学会了如何学习，更让我学会了如何做人， 衷心祝福你们在以后的岁月时一生平安，祝华北水院的未来越来越美好。 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 8 - 页 共 63 页 第二部分 计算书 1. 有功功率平衡 计算 图 1 地理接接线图如上，待建变电所 A， B， C， D的负荷要求分别为 41MW， 15MW， 26MW，23MW。 发电厂的机组为 1 台 50MW的机组和 2台 25MW 的机组。 在 最大负荷情况下 ： 新建电网 ： PL1 =06.007.01 23261541 = 105/0.87= 120.69 （ MW） 所有电网： PL2=07.01 1025.162 = 38/0.93 = 40.86（ MW） 总的发电负荷 ： PL = PL1+ PL2=120.69+40.86=161.55（ MW） 发电机发出负荷： PG= 25 2+50=100（ MW） 联络线上的潮流： PS= PG-PL =100-161.55 = -61.55（ MW） 故系统向该高压配电网送电 61.55MW。 在最小负荷情况下 ： 新建电网 ： PL1=06.007.01 5.0265.0157.0237.041 =75.06（ MW） 原有电网 ： PL2=07.01 7.086.40 =30.76（ MW） nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 9 - 页 共 63 页 总的发电负荷 ： PL =P1+ PL2= 30.76+75.02=105.82（ MW） 发电机发出负荷 ： PG=2 25+40 = 90（ MW） 联络线上的潮流 ： PS=PG-PL= 90-105.82=-15.82（ MW） 故 系统向该高压配电网送电 15.82MW。 2.变电所主变容量选择 相关的设计规程规定：选择的变压器容量 （ 1）eSimpS（ 2）eS 0.6maxS其中maxS为变电所的最大负荷容量 ；impS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，所以每个变电所都选择两台主变压器。 对 A 变电所 ： eS (0.6 0.7) 41/0.9=27.3431.89（ MVA） eS 0.78 41/0.9=35.54（ MVA） 故选 2台 SFZ9 40000/110。其参数为： 查表得 KP =157KW %KU =10.5 TR =221000 NNkSUP =156.6 110 110/(1000 40 40)=1.19 TX =NNK SUU 100%2 =10.5 110 110/(100 40)=31.77 对 B变电所 ： Se (0.60.7) 15/0.9=1011.67 （ MVA） Se 0.65 15/0.9=10.84 （ MVA） 故选 2台 SFZ9 12500/110。其参数为： 查表得 KP =63KW %KU =10.5 TR =221000 NNkSUP = 63 110 110/(1000 12.5 12.5) =4.88 TX =NNK SUU 100%2 =10.5 110 110/(100 12.5)=101.64 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 10 - 页 共 63 页 对 C变电所 ： Se (0.60.7) 26/0.9=1703420.23 （ MVA） Se 0.65 26/0.9=18.89（ MVA） 故选 2台 SFZ9 20000/110。其参数为： 查表得 KP =94KW %KU =10.5 TR = =221000 NNkSUP =93.6 110 110/(1000 20 20)=2.84 TX =NNK SUU 100%2 =10.5 110 110/(100 20)=63.53 对 D变电所 ： Se (0.60.7) 23/0.9=15.3417.89（ MVA） Se 0.75 23/0.9=19.12（ MVA） 故选 2台 SFZ9 20000/110。其参数为： 查表得 KP =94KW %KU =10.5 TR = =221000 NNkSUP =93.6 110 110/(1000 20 20)=2.84 TX =NNK SUU 100%2 =10.5 110 110/(100 20)=63.53 3.选择导线截面。 3.1 导 线的选择 根据经济电流密度选导体截面积，首先计算不同负荷曲线的最大负荷小时数maxT。 对 a： maxT=24 365 （ 0.7 6+1+0.8+6 0.8+0.9+5+4 0.8） /24=7264h 对 b： maxT=24 365 （ 0.5 8+3 0.8+3 0.5+0.6+0.8 3+2+4 0.5） /24=5439h 表 3-1 经济电流密度 J（ A/mm） 线路电压（ KV） 导线型号 最大负荷利用小时数maxT（ h） 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 10 LJ 1.48 1.19 1.00 0.86 0.75 0.67 0.60 LGJ 1.72 1.40 1.17 1.00 0.87 0.78 0.70 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 11 - 页 共 63 页 30220 LGJ LGJQ 1.87 1.53 1.28 1.10 0.96 0.84 0.76 变电所，变电所属型负荷曲线 ， 变电所，变电所属型负荷曲线 ， 根据每段导线的maxT查上表，应用直线插值法得到经济电流密度如下： GA： GA段的maxT取变电所 A 和 B负荷的maxT加权平均数 。 maxT=（ 7264 41+5439 15） /（ 15+41） =6776（ h）； J=0.867A/mm AB：maxT=5439（ h） J=1.039 A/mm GC：maxT=5439（ h） J=1.039 A/mm GD：maxT=7264（ h） J=0.819 A/mm CD段的最大电流取 C， D 变电所最大负荷对应的电流的较小值。 CD：maxT=7264（ h） J=0.819 A/mm 忽略变压器损耗，取功率因数为 0.9，计算各变电所最大负荷 ： A： AS = AP +j AQ =41+j19.86 (MVA) B: BS = BP +j BQ = 15+j7.27(MVA) C: cS=CP+jCQ=26+j12.6(MVA) D: DS = DP +j DQ =23+j11.14(MVA) 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侧分段断路器分开； B 变电所 110KV 侧桥断路器闭合和 10KV 侧分段断路器分开； C， D 变电所环网接线开环运行。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： GA：双回线中的一回线 I= 10009.01103)2541(5.0 =163.3（ A） S=163.3/0.867=188（ 2mm ） 选取导线型号为 LGJ-210。 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 12 - 页 共 63 页 AB：双回线中一回线 I= 1 0 0 09.01 1 03155.0 =43.74（ A） S=43.74/1.039=42.1（ 2mm ） 选取导线型号为 LGJ-50。 GC： I= 1 0 0 09.01 1 0326 =151.6（ A） S=151.6/1.039=146（ 2mm ） 选取导线型号为 LGJ-150。 GD： I = 1 0 0 09.01 1 0323 =134.2（ A） S= 134.2/0.819=164（ 2mm ） 选取导线型号为 LGJ-185。 CD： CD和 GD段相同，选取导线型号为 LGJ-185。 3.2 导线校验 （ 1） 按机械强度校验导线截面积 为了保证架空线具有必要的机械强度有关规程规定， 110KV不得采用单股线，其最小截面如表 2所示。对于更高 的电压等 级线路，规程未规定，一般则认为不得小于 35MM平方。因此所选的导线都满足机械强度的要求。 （ 2） 按电晕校验导线截面积。 表 3-2 不必验算电晕临界电压的最小直径和相应的导线型号 额定电压（ KV） 110 220 330 500 750 单导线 双分裂 导线外径 9.6 21.4 33.1 相应型号 LGJ50 LGJ240 LGJ600 2 LGJ240 4 LGJ300 4 LGJ400 校验时注意： 1.对于 330KV及以上电压的超高压线路，表中仅供参考 2.分裂导线次导线间距为 400mm。因此所选的导线都满足电晕要求。 （ 3） 按允许载流量校验导线截面积。 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 13 - 页 共 63 页 允许载流量是根据热平衡条件确定 的导线长期允许通过的电流。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，进行这种校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般取 70摄氏度。按此规定并取导线周围环境温度为 25摄氏度，各种导线的长期允许通过电流如表 4 表 3-3 导线的长期允许通过电流 截面积 标号 35 50 70 95 120 150 185 210 300 400 LJ 183 231 291 351 410 466 534 584 731 879 LGJ 189 234 289 357 408 463 539 577 735 898 如果最高平均温度不同与 25度，则按表 5 所列的修正系数进行修正。 表 3-4 不同周围环境温度下修正系数 环境温度 -5 0 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 修正系数 1.29 1.24 1.20 1.15 1.11 1.05 1.00 0.94 0.88 0.81 0.74 0.67 按经济电流密度选择的导线截面积一般比按正常运行条件下的允许载流量的截面积要大，所以不必作校验。只有在故障情况下，才可能使导线过热。 本高压配 电网所在的地区最高气温月的最高平均温度为 32 度，用插值法得到温度修正系数为 0.916。 GA：双回线断开一回线，流过另一回的最大电流为 2 163.3=326.6（ A） 小于 0.916 577=528.6（ A）， 故 LGJ 210满足要求。 AB：双回线断开一回线，流过另一回的最大电流为 2 43.74=87.48（ A） 小于 0.916 234=214.3（ A）， 故 LGJ 50满足要求。 GC： GD 断开由 C 变电所通过 CD 给 D 变电所供电，流过 GC 的最大电流为151.6+134.2=285.8（ A）小于 0.916 463=424.1（ A），故 LGJ 150满足要求。 GD： GC 断开由 D 变电所通过 CD 给 C 变电所供电，流过 GD 的最大电流为151.6+134.2=285.8（ A）小于 0.916 539=493.8（ A），故 LGJ 185满足要求。 4. 潮流计算 4.1 方案一 4.1.1 最大负荷情况下 ： (1)发电厂的运算功率： nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 14 - 页 共 63 页 发电厂中 G1和 G2 机组型号是 QF2-25-2， 额定功率因数是 0.8 可知这 两台机组发的功率： S G1=50+j37.5 MVA. 厂用电率为 7%，厂用电功率因数为 0.9，可知电厂消耗功率为 3.5+j1.7MVA。 负荷为 6 1.5 2=18MW，功率因数为 0.9，负荷功率为 18+j9.72MVA。 变压器1T和2T为 SFZ7-31500/110，故每台在额定负荷下的功耗 ： 查表得0P=42KW KP =148KW %KU =10.5 %I =1.1 ZTP =0.148MVA， ZTQ = 100% NK SU =10.5 31.5/100=3.31MVA YTP =0.042MVA， YTQ = 100% NSI =1.1 31.5/100=0.35MVA 则通过变压器1T和2T阻抗支路低压端的功率为： S 1=（ 50+j37.5） -(3.5+j1.7)-(18+j9.72)-2 (0.042+0.35) =28.42+j25.39(MVA) 变压器1T和2T阻抗中功率损耗为： S 1=2 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =2 (28.42 2 +25.39 2 ) 0.148+(28.42 2 +25.39 2 ) 3.31/63 2 =0.11+j2.42(MVA) 故发电厂中 G1和 G2 机组的运算负荷 f1=S 1- S 1=（ 28.42+j25.39） -（ 0.11+j3.42）=28.31+j22.97（ MVA） 发电机 G3的运算功率： 机组 G3的型号为 SFZ7-50-2，额定功率因数是 0.8， 这台机组发的功率： S G2=50+j37.5 MVA. 厂用电率为 7%，厂用电功率因数为 0.9，可知电厂消耗功率为 3.5+j1.7MVA。 变压器3T为 SFZ7-63000/110，其额定负荷下的功耗： 查表得0P=71KW KP =260KW %KU =10.5 %I =0.9 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 15 - 页 共 63 页 ZTP =0.260MVA， ZTQ = 100% NK SU =10.5 63/100=6.615MVA YTP =0.071MVA， YTQ = 100% NSI =0.9 63/100=0.567MVA 则通过变压器3T阻抗支路低压端的功率为： S 2=（ 50+j37.5） -(3.5+j1.7)-(0.071+j0.567) =46.43+j35.23（ MVA） 变压器3T阻抗中功率损耗为： S 2= 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =(46.432 +35.232 ) 0.260/632 +(46.432 +35.232 ) 6.61/632 =0.22+j5.66(MVA) 故发电厂中机组 G3 的运算负荷 S f2=S 2- S 2=46.43+j35.23-（ 0.22+j5.66）=46.21+j29.57（ MVA） 发电厂母线上所联线路电纳中无功功率的一半： ylS=-jylQ=-j(2 30 3.912+2 35 3.72+25 3.618+20 3.675)/200 =-j3.29(MVA) 负荷为 10 2=20MW，功率因数为 0.9，负荷功率为 20+j9.69MVA 故整个发电厂的运算功率： S f =S f1+S f2- S yl-(20+j9.69) =46.21+j29.51+28.31+j22.97+j3.29-(20+j9.69) =54.54+j46.14(MVA) （ 2） 变电所 A， B， C， D的运算负荷： 变电所 A： 2 台 SFZ9-40000/110 查表得0P=4KW KP =157KW %KU =10.5 %I =0.5 ZTP =0.157MVA， ZTQ =100% NK SU=10.5 40/100=4.2MVA nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 16 - 页 共 63 页 YTP =0.04MVA， YTQ = 100% NSI =0.5 40/100=0.2MVA 变压器的功率损耗： S 1=2 （ YTP + YTQ ） +2 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =0.08+j0.4+0.1+j2.72 =0.18+j3.12(MVA) 变电所母线上所联 线路电纳中无功功率的一半： 1ylS=-j1ylQ=-j（ 2 35 3.721+2 25 3.421） /200 =-j2.16(MVA) 则变电所 A运算负荷为： S A= SA+ S 1- S yl1 =41+j19.86+0.18+j3.12-j2.16 =41.18+j20.82(MVA) 变电所 B： 2 台 SFZ9-12500/110 查表得0P=16.8KW KP =63KW %KU =10.5 %I =0.67 ZTP =0.063MVA， ZTQ =100% NK SU=10.5 12.5/100=1.31MVA YTP =0.0168MVA， YTQ = 100% NSI =0.67 12.5/100=0.084MVA 变压器的功率损耗： S 2=2 （ YTP + YTQ ） +2 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =0.0346+j0.168+0.056+j1.167 =0.09+j1.33(MVA) 变电所母线上所联线路电纳中无功功率的一半： 2ylS=-j2ylQ= -j（ 2 25 3.421） /200 =-j0.86(MVA) nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 17 - 页 共 63 页 则变电所 B运算负荷为： S B= SB+ S 2- S yl2 =15+j7.27+0.09+j1.33-j0.86 =15.09+j7.74(MVA) 变电所 C： 2 台 SFZ9-20000/110 查表得0P=24KW KP =94KW %KU =10.5 %I =0.62 ZTP =0.094MVA， ZTQ = 100% NK SU =10.5 20/100=2.1MVA YTP =0.024MVA， YTQ = 100% NSI =0.62 20/100=0.124MVA 变压器的功率损耗： 3S=2 （ YTP + YTQ ） +2 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =0.048+j0.248+0.098+j2.192 =0.15+j2.44(MVA) 变电所母线上所联线路电纳中无功功率的一半： 3ylS=-j3ylQ= -j（ 25 3.618+25 3.675） /200 =-j0.91(MVA) 则 变电所 C运算负荷为： S C= SC+ S 3- S yl3 =26+j12.6+0.15+j2.44-j0.91 =26.15+j14.13(MVA) 变电所 D： 2 台 SFZ9-20000/110 查表得0P=24KW KP =94KW %KU =10.5 %I =0.62 ZTP =0.094MVA， ZTQ = 100% NK SU =10.5 20/100=2.1MVA YTP =0.024MVA， YTQ = 100% NSI =0.62 20/100=0.124MVA 变压器的功率损耗： nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 18 - 页 共 63 页 S 4=2 （ YTP + YTQ ） +2 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =0.048+j0.248+0.076+j1.714 =0.12+j1.96(MVA) 变电所母线上所联线 路电纳中无功功率的一半： 4ylS=-j4ylQ= -j（ 25 3.675+20 3.675） /200 =-j0.83(MVA) 则变电所 D运算负荷为 ： S D= SD+ S 4- S yl4 =23+j11.14+0.12+j1.96-j0.83 =23.12+j12.27(MVA) 各线路的等值阻抗如下： 表 4-1 各线路的阻抗 ： 线路名 距离（ km） 回路 R1（ ） X1（ ） Z（ ） GA 35 2 0.15 0.405 2.63+j7.1 AB 25 2 0.63 0.452 7.88+j5.65 GC 25 1 0.21 0.416 5.25+j10.4 GD 20 1 0.17 0.41 3.4+j8.2 GS 30 2 0.10 0.4 1.5+j6 CD 25 1 0.17 0.41 4.25+j10.25 此时等值电路图如下所示 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 19 - 页 共 63 页 对由变电所 C和变电所 D组成的环网进行功率流向计算如下： S 4=4.1025.525.1025.42.84.3 )27.1212.23()2.84.3()13.1415.26()25.1025.42.84.3( jjj jjjjj =22.69+j12.2（ MVA） 5S=4.1025.525.1025.42.84.3 )13.1415.26()4.1025.5()27.1212.23()25.1025.44.1025.5( jjj jjjjj =26.58+j14.2（ MVA） 由于 S 5+S 4=S C+S D 所以计算无误。 S D=S 5-S D=26.58+j14.2-（ 23.12+j12.27） =3.46+j1.93（ MVA） cS =S 4=22.69+j12.2（ MVA） S 4=（ 22.622 +12.22 ） （ 5.25+j10.4） /1102 =0.29+j0.57（ MVA） 4S = S 4+ cS =0.29+j0.57+22.69+j12.2 =22.98+j12.77（ MVA） S 6=（ 3.462 +1.932 ） （ 4.25+j10.25） /1102 =0.055+j0.013（ MVA） 6S=S D+ S 6=3.46+j1.93+0.055+j0.013 = 3.52+j1.94（ MVA） nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 20 - 页 共 63 页 5S=S D+6S=23.12+j12.27+3.52+j1.94 =26.64+j14.21（ MVA） S 5=（ 26.642 +14.212 ） （ 3.4+j8.2） /1102 =0.25+j0.61（ MVA） 5S=5S+ S 5=26.64+j14.21+0.25+j0.61 =26.89+j14.82（ MVA） 而 S 3=（ 15.092 +7.742 ） （ 7.88+j5.65） /1102 =0.18+j0.13（ MVA） 3S=S B+ S 3=15.09+j7.74+0.18+j0.13 =15.27+7.87（ MVA） 2S =3S +S A=15.27+7.87+41.18+j20.82 =56.45+j28.69(MVA) S 2=(56.452 +28.692 ) (2.63+j7.1)/ 1102 =0.87+j2.35(MVA) 2S = 2S + S 2 =56.45+j28.69+0.87+j2.35 =57.32+j30.05(MVA) 1S= 2S + 4S +5S-S f=57.32+j30.05+26.89+j14.82+22.98+j12.77-（ 54.54+j46.14） =52.65+j11.5(MVA) S 1=(52.652 +11.52 ) (1.5+j6) / 1102 =0.35+j1.42(MVA) 1S =1S+ S 1=52.65+j11.5+0.35+j1.42 =53+j12.92(MVA) 用给定的始端电压和求得的始端功率计算各线段的电压降 (略去横分量 ) U1=115.5KV U1=(1P R1+ 1Q X1)/ U1=(53 1.5+12.92 6)/115.5 nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 21 - 页 共 63 页 =1.36(KV) UG= U1- U1=115.5-1.36=114.14(KV) U2=(2P R2+ 2Q X2)/ UG=(57.32 2.63+30.05 7.1)/114.14 =3.04(KV) UA= UG- U2=114.14-3.04=111.1(KV) U3=( 3PR3+ 3QX3)/ UA=(15.09 7.88+7.87 5.65)/111.1 =1.42(KV) UB= UA- U3=111.1-1.42=109.68(KV) U4=(4P R4+ 4Q X4)/ UG=(5.25 22.98+12.77 10.4)/114.14 =2.24(KV) UC= UG- U4=114.14-2.24=111.9 (KV) U5=(5PR5+5PX5)/ UG=(3.4 26.89+8.2 14.82)/114.14 =1.74(KV) UD= UG- U5=114.14-1.74=112.4(KV) 则最大电压损耗 %BSU =（ U1- UB） / UN 100% =（ 115.5-109.68） /110 100%=5.3% 4.1.2 最小负荷情况下： （ 1） 电厂的运算功率： 发电厂中 G1和 G2机组只有负荷功率变为为 （ 18+j9.72） 0.5=9+j4.84MVA。 则通过变压器1T和2T阻抗支路低压端的功率为 ： S 1=（ 50+j37.5） -(3.5+j1.7)-( 9+j4.84)-2 (0.042+0.35) =37.42+j30.23(MVA) 变压器1T和2T阻抗中功率损耗为： nts 华北水利水电学院毕业设计 第 - 22 - 页 共 63 页 S 1=2 2222)2()2( NZTNZT SSQjSSP =2 (37.42 2 +30.23 2 ) 0.148+(37.42 2 +30.23 2 ) 3.31/63 2 =0.17+j3.86(MVA) 故发电厂中 G1和 G2 机组的运算负荷 S f1=S 1- S 1=（