地区电网规划及发电厂规划设计.doc

三 江 学 院本科生毕业设计（论文）题 目 龙水地区电网及黄屿发电厂规划设计 电气与自动化工程 学院 电气工程及其自动化 专业学生姓名 庄瑞杰 学号 B08071148 指导教师 王士政 职称 教授 指导教师工作单位 三江学院 起讫日期 2012.2.20-2012.5.20 摘 要本次设计的题目是“龙水地区电网及黄屿发电厂规划设计”,内容分为：选定发电厂发电机型号，参数，确定发电厂的电气主接线和升压变压器台数、型号、容量、参数。制定无功平衡方案，决定各节点补偿容量。拟定地区电网结构方案，可初步定出两个比较合理的方案参加经济比较。通过潮流计算选出各输电线的截面，计算导线网损和电压降落。经过经济比较，选定一个最优方案。对新建电厂母线进行短路电流计算。选择新建电厂电气主接线中的主要设备，并进行校验。按通常情况配置继电保护。电力网络方案的确定、厂及所用电设计、短路计算、主要设备的选择及校验、输电网络潮流分布的计算等部分。其中输电网络的功率与电压分布及电器主接线的设计非常重要的，因为他们的可靠性、经济性和灵活性直接影响着整个电网的可靠性、经济性和灵活性。还影响着厂用电设计、短路计算、设备的选择校验等内容。本次设计的电力网络方案的确定及电气主接线经过经济性比较后最终所选出的方案中选取可靠性比较高的为最后方案。另外，短路计算部分也是本次设计的重要部分。他的准确性影响着设备的选择及校验，也影响到整个网络的经济性与安全性。本次设计是本着可靠性和安全性的原则来完成的。关键词；电力网 ； 主接线 ； 短路计算 ； 潮流计算Abstract Thinking of this the design subject is “Long water regional power grid and yellow Lantau power plant planning and design”The content is divided into :Electric network methorddesign, The electric desingn that the mainly wires of substation and power plant . The mill designs in the way of the electricity 、Short circuit calculation、Selection of capital equipment and check 、the power and the voltage of the power system designed.But the the power and the voltage of the power system designed and the main line designed are very important.Because its retiability 、Economy and mobility are directly affecting the entire power network and plant dependability 、Economy and elasticity. Still affecting the main design in the way of the electricity 、Short circuit calculation 、The equipment selection check is up to standard to be contain . This design eiectricat net programe after the economy comparatively afterwards finally follows in the of choose selects taller one of dependability and the lower ecomomy to act as the last scheme. Besides, the Short circuit calculation affecting the Selection of capital equipment and checkIt also is the very significant Section in this design .Whether or not the right design are able to affect secure quality of entire electric power system .This rule designed in line with dependability and security is completed.Key word ； Power network ； The waires of electric ； The load flow ； Short circuit calculation 目 录第一部分 设计说明书一 发电厂电气设备选择1二 通过技术经济比较确定地区电网接线方案2三 确定发电厂的电气主接线33.1火电厂电气主接线的确定33.2水电厂电气主接线的确定3四 确定发电厂的主变压器4五 短路电流水平6六 主要电气设备的选择和校验7七 继电保护配置87.1发电机的继电保护配置87.2电力变压器的继电保护配置97.3、110/220KV线路的继电保护配置9第二部分 设计计算书一 发电厂主变压器容量的选择101.1火电厂主变压器容量的选择101.2水电厂主变压器容量的选择10二 地区电网接线方案1的计算122.1地区电网接线方案1的功率平衡计算122.1.1五柱变122.1.2陈村变122.1.3火电厂132.1.4水电厂142.1.5大系统152.2地区电网接线方案1的架空线路导线型号初选152.2.1黄屿火电厂五柱变152.2.2黄屿火电厂大系统152.2.3龙水水电厂陈村变162.2.4龙水水电厂大系统162.3地区电网接线方案1的导线截面积校验162.3.1按机械强度校验导线截面积162.3.2按电晕校验导线截面积172.3.3按允许载流量校验导线截面积172.4 地区电网接线方案1的潮流计算182.4.1火电厂五柱变（LGJ185双回线）182.4.2火电厂大系统（LGJ630双回线）192.4.3水电厂大系统（LGJ300）202.4.4水电厂陈村变（LGJ300/40双回线）212.5地区电网接线方案1的总投资和年运行费用222.5.1方案1线路的电能损耗222.5.2方案1线路投资232.5.3方案1变电所和发电厂投资232.5.4方案1的工程总投资242.5.5方案1的年运行费用24三 地区电网接线方案2的功率平衡计算253.1地区电网接线方案2的功率平衡计算253.1.1五柱变253.1.2陈村变253.1.3水电厂253.1.4火电厂253.1.5大系统263.2地区电网接线方案2的架空线路导线型号初选263.2.1火电厂五柱变263.2.2火电厂大系统263.2.3水电厂陈村变263.2.4水电厂大系统273.2.5大系统陈村变273.3地区电网接线方案2的导线截面积校验273.3.1火电厂五柱变（LGJ185双回线）273.3.2火电厂大系统（LGJ630双回线）273.3.3水电厂陈村变（LGJ500单回线）283.3.4水电厂大系统（LGJ500单回线）283.3.5大系统陈村变（LGJ500单回线）283.4地区电网接线方案2的潮流计算283.4.1火电厂五柱变（LGJ185双回线）283.4.2火电厂大系统（LGJ630双回线）293.4.3水电厂大系统293.4.4水电厂陈村变（LGJ500）303.4.5大系统陈村变313.5地区电网接线方案2的总投资和年运行费323.5.1方案2线路的电能损耗323.5.2方案2线路投资333.5.3方案2变电所投资333.5.4方案2工程总投资333.5.5方案2年运行费用34四 通过技术经济比较确定最佳方案35五 优选方案短路电流计算355.1各元件电抗标幺值的计算355.2 K1点（220KV母线）短路电流计算385.2.1火电厂电源（S(1) 、S（2）供给的短路电流405.2.2火电厂电源（S(3,4,5)）供给的短路电流415.2.3水电厂电源()供给的短路电流415.2.4大系统（）供给的短路电流425.2.5各电源供给的短路电流汇总425.3 K2（35KV母线）短路电流计算435.3.1火电厂电源（S1、S2）供给的短路电流445.3.2火电厂电源（ 、）供给的短路电流455.3.3水电厂电源（S(6,7,8)）供给的短路电流465.3.4大系统（）供给的短路电流465.4（10KV母线）短路电流计算485.4.1火电厂电源（S1 、S2）供给的短路电流485.4.2火电厂电源（）供给的短路电流495.4.3水电厂电源（S(6,7,8)）供给的短路电流495.4.4大系统（）供给的短路电流505.4.5各电源供给的短路电流汇总50六 火电厂电气设备的选择516.1断路器与隔离开关的选择516.1.1 220KV断路器与隔离开关的选择516.1.2 35KV断路器与隔离开关的选择516.1.3 10KV断路器与隔离开关的选择526.2电压互感器的选择526.3电流互感器的选择526.3.1 220KV电流互感器526.3.2 35KV侧电流互感器536.3.3 10KV侧电流互感器536.4 10KV出线电抗器的选择536.4.1 点短路时的短路电流计算546.4.2 检验断路器开断能力566.4.3 校验动稳定性能566.4.4 校验热稳定性能56七 继电保护配置587.1 发电机保护（型号：NSP711）587.2 变压器组保护（型号：PST1260系列）587.3 110、220KV线路保护（型号：ISA311系列）58致 谢61参考书目61设计说明说一 发电厂电气设备选择根据设计任务书，拟建龙水水电厂容量为水轮发电机90MW三台。确定发电机型号，参数见表1-1。型号额顶容量（MW）额定电压（KV）额定电流（A）功率因数cos次暂态电抗台数TS854/184-4490 13.844300.850.1933根据设计任务书，拟建黄屿发电厂容量为汽轮发电机50MW两台，100MW四台。确定发电机型号，参数见表1-2。型号额顶容量（MW）额定电压（KV）额定电流（A）功率因数cos次暂态电抗台数QFS-50-25010.534400.80.1952QFN-100-210010.564700.850.1834二 通过技术经济比较确定地区电网接线方案根据地理位置，可拟出多个电网接线方案。根据就近送电、安全可靠、电源不要窝电等原则，初步选出两个比较合理的方案，进行详细的技术经济比较。方案1：如图1-1所示，火电厂以双回线分别送电给五柱变和大系统；水电厂则以双回线送给陈村变，以单回线送电给大系统。火电厂到大系统，火电厂到五柱变用220K,其余所有线路均选用110kV。方案2：如图1-2所示，火电厂仍以双回线分别送电给五柱变和大系统；水电厂则以单回线分别送电给陈村变和大系统，形成3点单环网。所有线路均选用110kV。 经过输电线选择计算和潮流计算，两个设计方案在技术上都可行，再对这两个方案进行详细的技术、经济比较。在对设计方案进行经济性能比较时，有时要用抵偿年限来判断。抵偿年限的含义是：若方案1的工程投资小于方案2的工程投资，而方案1的年运行费用却大于方案2的年运行费用，则由于方案2的运行费用的减少，在若干年后方案2能够抵偿所增加的投资一般，标准抵偿年限T为68年（负荷密度大的地区取较小值；负荷较小的地区取较大值）。当T大于标准年限时，应选择投资小而年费用较多的方案：反之，则选择投资多而年费用较少的方案。三 确定发电厂的电气主接线电气主接线是由高压电器通过连接线按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为电气主接线图。主接线代表了发电厂或变电所电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。3.1火电厂电气主接线的确定（1）、50MW汽轮发电机2台，发电机出口电压为10.5kV。10kV机压母线采用双母线分段接线方式，具有较高的可靠性和灵活性。（2）100MW汽轮发电机4台，发电机出口电压为10.5KV，直接用单元接线方式升压到220KV，220KV侧采用双母线接线，运行可靠性高，调度灵活方便。（3）10KV发电机电压母线接出2台三绕组升压变压器，其高压侧接入220KV母线，其中压侧为35KV，选用单母线接线方式。3.2水电厂电气主接线的确定水电厂有90MW水轮发电机3台，发电机的出口电压为13.8kV。直接用单元接线方式升压到110kV，110kV侧选用内桥接线方式，经济性好并且运行方便。四 确定发电厂的主变压器为了减少电能在传输过程中的损耗，必须使用高压送电。变压器的作用就是将发电机发出的电压升高到一定等级的高电压后传输到用户端再把电压降低到一定等级供用户使用。选择变压器时，要根据发电厂的发电量及用户的用电量来选择变压器的容量。容量不足会导致变压器长期处于过负荷运行状态。过负荷运行造成的温升对绝缘会带来一定的影响。所以确定变压器的型号、参数时要充分考虑到所选的容量。将两台或两台以上的变压器的原绕组并联接到公共电源上，副绕组也并联接在一起向负载供电，这种运行方式，叫做变压器的并列运行。近代电力系统中，随着系统容量的增大，需要将两台或多台变压器并列运行，以担负系统的全部容量。从保证电力系统的安全、可靠和经济运行的角度来看，变压器的并列运行是十分必要的。因为变压器运行中可能会发生故障，因此若干台变压器并列运行后，故障时正常运行的变压器由于在短时间内允许过负荷运行，从而可保证对重要用户的连续供电。另外，在并列运行中，当系统负荷轻时，可轮流检修变压器而不中断供电。在负荷轻时，还可停用几台变压器，以减少变压器的损耗，达到经济运行的目的。 在对火电厂变压器选择时，选用4台100MW发电机采用4台125MVA三绕组变压器升压至121KV和220KV；2台50MW发电机采用2台63MVA三绕组变压器升压至35KV和220KV。两台变压器可以互为备用。 火电厂主变压器型号、参数见表2-3名称型号额定容量（KVA）额定电压（KV）阻抗电压（%）台数高压中压低压高一中高一低中一低三绕组变压器SFPSZ7-63000/2206300022038.51113.321.57.12双绕组变压器SFPSZ7-120000/22012000022012110.514.523.27.24 水电厂水轮发电机为3台90MW，全部以110KV供本地系统。考虑到供电可靠性的要求，采用两台三绕组变压器。 水电厂主变压器型号、参数见表2-4。表2-4 水电厂主变压器型号、参数名称型号额定容量(KVA)额定电压（KV）阻抗电压（%）台数高压低压双绕组变压器SSPL-150000/11015000012113812.63五 短路电流水平短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍。短路点距发电机的电器距离愈近，短路电流愈大。短路点的电弧有可能烧坏电气设备。短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏；另一方面，导体也会受到很大的电动力的冲击，导致导体变形，甚至损坏。短路还会引起电网中电压降低，特别是短路点处的电压下降得最多，使得部分用户的供电受到破坏。因此在进行电网设计时，必须对短路电流水平进行计算，然后根据短路电流大小作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。对优选方案电厂内各电压等级及三级电压母线进行短路电流的计算，计算出系统在最大运行方式下的三项短路电流，为电气设备的选择和校验提供依据。为了使一般10KV出线断路器能选为轻型断路器，需要安装10KV出线电抗器。当电抗器后短路，其短路电流便可被大大限制。六 主要电气设备的选择和校验正确地选择电器设备，是为了使导体和电器无论是在正常情况还是在故障情况下，均能安全、经济合理地运行。在进行电气设备选择是，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对他们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此在选择电器时，一般可按照电器的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择。电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度下，电气设备的长期允许电流。额定电流不应小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流14。在选择电器是，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、湿度、污秽等级、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件是，应采取措施。当短路电流通过电气设备时，将产生热效应及电动效应。因此必须对电气设备进行热稳定和动稳定校验。校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过材料的最高允许值。满足热稳定的条件为ItQk。当设备通过短路电流时，将产生很大的电动力，可能对电气设备产生严重的破坏作用。电动力稳定性是电气设备承受短路电流机械效应的能力。在选择设备时，必须使得电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值大于或等于短路冲击电流幅值及其有效值。七 继电保护配置电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也最危险的故障是发生各种类型的短路。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。使系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。因此故障一旦发生，必须快速而有选择地切除故障原件，保证电力系统安全运行。继电保护装置就是一种能反应电力系统中电器元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。电力系统中装设了继电保护装置后，一旦系统中出现了故障或不正常运行状态，继电保护装置便能自动、迅速、有选择性地将故障原件从系统中切除，使故障原件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分正常运行。7.1发电机的继电保护配置发电机是十分重要和贵重的电气设备，它的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着及其重要的作用。由于发电机是长期连续运转的设备，它既要承受机械振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子绕组绝缘的损坏。因此，发电机再运行中，定子绕组和转子激磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行状况。必须根据发电机的故障情况，迅速地有选择地发出信号，或将故障发电机从系统中切除，以保证发电机免遭更为严重的损坏。针对各种故障和不正常工作情况，装设各种专门的保护装置是十分必要的。一般来说，发电机应装设下列保护装置：(1) 为了保护发电机定子绕组的相间短路，当中性点是分别引出时，应装设瞬时动作的纵联差动保护。(2) 对定子绕组为双星形连接的发电机，当每相有两条引出的并联支路时，为了保护定子绕组的匝间短路，应设置纵联差动保护、或匝间短路保护。(3) 当发电机电压网络的接地电流（自然电容电流或补偿后的残余电流）不小于5A时，应装设作用于跳闸的零序电流保护，在不装设单相接地保护的情况下，应利用绝缘监视装置发出接地故障信号。(4) 为保护由于外部短路引起定子绕组的过电流，应装设延时过电流保护。(5) 为保护由于过负荷引起的过电流，应装设作用于信号的过负荷保护。(6) 转子绕组（励磁回路）出现一点接地后，应投入转子绕组两点接地保护。(7) 为防止由于发电机失磁而从系统吸收大量无功电流，在50MW以上的发电机上，应装设失磁保护。(8) 对水轮发电机，应装设防止定子绕组过电压的过电压保护。选用NSP系列发电机保护。7.2电力变压器的继电保护配置电力变压器也是十分重要和贵重的电力设备，若发生故障必将带来严重的后果。因此，在变压器上装设灵敏、快速、可靠和选择性好的保护装置是十分必要的。变压器的常见故障有：单相线圈的匝间短路，线圈的多相短路，线圈和铁芯间绝缘破坏而引起的接地短路，高压和低压线圈之间的击穿短路，变压器油箱、套管的漏油和线圈引出线可能出现的故障等。变压器的不正常欲行状态有：过负荷，由外部故障引起的过电流，油箱漏油引起的油位降低，外部接地故障引起的中性点过电压，变压器油温升高和冷却系统故障等。为了保证电力系统安全可靠的运行，根据变压器的容量、重要程度和可能发生的故障和不正常运行状态可装设下列继电保护：（1） 瓦斯保护。（2） 电流速断保护或者纵联差动保护。（3） 相间短路的后备保护、（4） 接地保护。（5） 过负荷保护。选用PST-1260系列变压器保护。7.3、110/220KV线路的继电保护配置应配置线路距离保护，线路零序保护及三相一次自动重合闸。选用ISA-311系列线路保护。设计计算书一 发电厂主变压器容量的选择1.1火电厂主变压器容量的选择火电厂共有2台50MW的汽轮发电机，4台100MW的汽轮发电机。（1）100MW发电机采用双绕组变压器直接升压至220KV。按发电机容量选择配套的升压变压器： =故100MW发电机输出采用容量为120000kVA双绕组变压器，变比为10.5/121/220，型号为SFSZ7-120000/220,具体参数见表2-3。（2）10KV母线上有20MW供本市负荷，同时厂用电取为5%，则通过升压变压器的总功率为：两台50MW发电机剩余容量采用两台三绕组变压器输出，两台变压器应互为备用，当一台检修时，另一台可承担70%的负荷，故每台变压器容量计算如下：选用两台容量相近的63000KVA三相绕组变压器，变比为11/38.5/220,型号为SFSZ7-63000/220,具体参数详见表2-4。1.2水电厂主变压器容量的选择水电厂每台水轮发电机为90MW，拟采用发电机双绕组变压器单元式接线，直接升压至110KV输出。水电厂厂用电很少，仅占容量的1%。按发电机容量选择变压器：选用两台容量为150000KVA的双绕组变压器输出，变比为13.8/121，型号为SSPL-150000/110,具体参数详见表2-4。二 地区电网接线方案1的计算2.1地区电网接线方案1的功率平衡计算2.1.1五柱变五柱变负荷功率为：则功率因数 按要求应当采用电容器将功率因数补偿到0.9以上： 解得 29(Mvar)即经电容QC补偿后，五柱变所需功率变为：S=60+j29(MVA)五柱变补偿电容容量至少为：=42-29=13(Mvar)火电厂拟采用双回线供电给五柱变，线路末端每一回路的功率为：火电厂供五柱变线路首端，每一回路的功率初步估算为： S=32+J16(MVA)2.1.2陈村变陈村变负荷功率为： S=90+J63(MVA)则功率因数 按要求应当采用电容器将功率因数补偿到0.9以上。设用电容将功率因数补偿到0.92解得 38.3（MVAR） 经电容补偿后，陈村变实际负荷为：S=90+J38(MVA)陈村变补偿电容容量为： =63-38=25（MVAR）（1）水电厂拟以双回线供电给陈村变，每回路末端功率为：线路首端每一回线的功率初步估算为：S=49+J20.5(MVA)2.1.3火电厂火电厂需要分别向五柱变和大系统两个方向供电。（1）火电厂外送总功率。火电厂厂用电取为总容量的5%火电厂以110KV外送总有功功率为：P=250（1-5%）+4100（1-5%）-20=455（MW）令其运行功率因数为：则输出视在功率为：输出无功功率为：火电厂以220KV输出功率为 S=455+J150(MVA)（2）火电厂拟双回线向五柱变供电，线路首端每一回线的功率初步估算为： S=32+J16(MVA)（3）火电厂电厂多余功率送往大系统。则送往大系统的功率为; S=(455+J150)-2*(32+J16)=391+J118(MVA) 火电厂拟双回线送往大系统，线路首端每一回线功率为；S=195+J59(MVA)2.1.4水电厂水电厂需要分别向陈村变和大系统两个方向供电。(1)水电厂外送总功率。水电厂用电取为总容量的1%以10KV供出20MW，以35KV供出60MW，其余容量汇入110KV系统。水电厂以110KV外送总有功功率为： P=3*90*(1-1%)-20-60=187.3(MW)令其运行功率因数为：则外送总视在功率为：外送总无功功率为; 水电厂以110KV外送总功率为：S=187.3+J61.3(MVA)水电厂分别向大系统和陈村变两个方向供电（1） 水电厂拟用双回线向陈村变供电，线路首段每一回线的功率初步估算； S=49+J20.5（MVA）(2) 水电厂拟以单回线送往大系统，线路首端的功率为： S=(187.3+J61.6)-2*(49+J20.5)=89.3+J20.6(MVA)2.1.5大系统火电厂送给大系统的总功率为：S=391+J118(MVA)水电厂送给大系统的总功率为：S=97.3+23.3(MVA)火电厂、水电厂送至大系统的功率合计为：S=(391+J118)+(97.3+J23.6)=588.3+J151.3(MVA)2.2地区电网接线方案1的架空线路导线型号初选2.2.1黄屿火电厂五柱变由于火电厂至五柱变采用双回路，因此每条线路上总功率和电流为：5000h,查软导线经济电流密度图，得J=1.1A/mm2则其经济截面为90()试取最接近的导线截面为185mm2,选取LGJ185/30钢芯铝绞线。2.2.2黄屿火电厂大系统火电厂至大系统采用双回路，每条线路上的总功率和电流为：6700h,查软导线经济电流密度图，得J=0.88A/mm2则其经济截面为（）试取导线截面为630mm2,选取LGJ630/55钢芯铝绞线。2.2.3龙水水电厂陈村变水电厂至陈村变采用双回路，每条线路上的总功率和电流为：6300h,查软导线经济电流密度图，得J=0.95A/mm2则其经济截面为()试取导线截面为300mm2,选取LGJ300/40钢芯铝绞线。2.2.4龙水水电厂大系统水电厂至大系统采用单回路，每条线路上的总功率和电流为：4000h,查软导线经济电流密度图，得J=1.3A/mm2则其经济截面为()试取导线截面为400mm2,选取LGJ400/50钢芯铝绞线。2.3地区电网接线方案1的导线截面积校验2.3.1按机械强度校验导线截面积为保证架空线路具有必要的机械强度，对于110KV等级的线路，一般认为不得小于35mm2。因此所选的全部导线均满足机械强度的要求。2.3.2按电晕校验导线截面积根据表3-1可见，所选的全部导线均满足电晕的要求。表31 按电晕校验导线截面积额定电压（KV）110220330500（四分裂）750（四分裂）单导线双分裂导线外径（mm2）9.621.433.1相应型号LGJ50LGJ240LGJ6002LGJ2404LGJ3004LGJQ4002.3.3按允许载流量校验导线截面积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。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。进行这种校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般去70，并取导线周围环境温度为15.各种导线的长期允许通过电流如表32所示。表32 导线长期允许通过电流 单位：A截面积（mm2）标号35507095120150185240300400LJ170215265325375440500610680830LGJ170220275335380445515610700800按经济电流密度选择的导线截面积，一般都会比按正常运行情况下的允许载流量计算的面积大得多。而在故障情况下，例如双回线中有一回线断开时，则有可能使导线过热。根据气象资料，最热月平均最高气温为26，查得的允许载流量应乘以温度修正系数：0.89（1）火电厂五柱变（LGJ185双回线）：LGJ180/30钢芯铝绞线允许载流量为515A，乘以温度修正系数后：5150.89=458A94A 合格当双回路断开一回，流过另一回路的最大电流为：294=188A，仍小于温度修正后的允许载流量4582A， 合格。LGJ185/30导线满足要求，查得其参数（电阻，电抗，冲电功率）如下：r1=0.17/km, x1=0.410/km, QCL=3.35Mvar/100km（2）火电厂大系统（LGJ630双回线）：LGJ630/55钢芯铝绞线允许载流量为1185A，乘以温度修正系数后：11850.89=1054A524A 合格当双回路断开一回，流过另一回的最大电流为：2524=1048A，仍小于允许载流量1052A，合格LGJ630/55导线满足要求，查得其参数如下：r1=0.063/km, x1=0.411/km, QCL=3.91Mvar/100km（3）水电厂陈村变（LGJ300双回线）：LGJ300/40钢芯铝绞线允许载流量为731A，乘以温度修正系数后：7310.89=650A278A 合格当双回路断开一回，流过另一回的最大电流为：2278=556A，仍小于允许载流量650A，合格LGJ300/40导线满足要求，查得其参数如下：r1=0.105/km, x1=0.395/km, QCL=3.82Mvar/100km（4）水电厂大系统（LGJ400单回线）：LGJ400/50钢芯铝绞线允许载流量为879A，乘以温度修正系数后：8790.89=782A479A 合格LGJ400/50导线满足要求，查得其参数如下：r1=0.079/km, x1=0.386/km, QCL=3.91Mvar/100km2.4 地区电网接线方案1的潮流计算仅进行最大负荷时的潮流计算。2.4.1火电厂五柱变（LGJ185双回线）潮流计算图见图2.1所示。对于每一回线：R=0.1740=6.8（） ，X=0.33540=13.4（）每一回线的功率损耗：每一回线路上产生的充电功率为：分算到两端；火电厂到五柱线末端每回线上功率为：火电厂的出口电压暂设为236KV，此线路上的电压降落为：五柱变220KV母线的电压为：U石 =236-1.7=234.3（KV） 合格2.4.2火电厂大系统（LGJ630双回线）潮流计算见图2.2所示。图2.1火电厂五柱变线路潮流计算图 图2.2火电厂大系统线路潮流计算图对于每一回线：R=0.06389=5.6（） ，X=0.41189=36.579（）每一回线的功率损耗：每一回线路上产生的充电功率为：分算到两端；火电厂送往大系统线路首端每一回线的功率为：已设火电厂的出口电压为236KV。线路上的电压降落：大系统220KV母线电压为： 合格大系统110KV母线电压为： 2.4.3水电厂大系统（LGJ300）潮流计算图见图2.3所示。由水电厂至大系统采用单回线：R=0.07957=4.5（），X=0.38657=22（）线路上的功率损耗：线路上产生的冲电功率为：分算到线路两端：由水电厂送往大系统的功率为：89.3+J20.6（MVA）89.3+j20.6+j1.1-(3.1+j15.2)=86.2+j6.5(MVA)已算出大系统220KV母线处电压即U4为111.1KV，线路上的电压降落： (合格)图2.3 水电厂 大系统线路潮流计算图 图2.4水电厂陈村变线路潮流计算图2.4.4水电厂陈村变（LGJ300/40双回线）潮流计算图见图2.4所示对于每一回线：R=0.105*68.4=7.1（），X=0.39568.4=27（）每一回线的功率损耗：每一回线上产生的充电功率为：分算到线路两端： 陈村变处每回线功率为： S=49+J20.5（MVA）(MVA)已算出水电厂出口110KV母线电压为115.9KV，线路上的电压降落： 陈村变110KV母线电压为：U=115.9-8.7=107.2(kV) 合格 各节点电压均在110/11KV降压变压器分街头的调节范围之内，完全可满足10KV母线对调压的要求。2.5地区电网接线方案1的总投资和年运行费用通过最大负荷损耗时间计算电网全年电能损耗，进而计算年费用和抵偿年限。最大损耗时间可由表33查得。表33 最大损耗时间的值 单位：h0.800.850.900.951.000.800.850.900.951.0020001500120010008007005500410040003950375036002500170015001250110095060004650460045004350420030002000180016001400125065005250520051005000485035002350215020001800160070005950590058005700560040002750260024002200200075006650660065506500640045003150300029002700250080007400735072505000360035003400320030002.5.1方案1线路的电能损耗（1）火电厂五柱变（双回线）0.721*2=1.442(MW),、查表得： 3400(h) 则全年电能损耗：（2）火电厂大系统（双回线）: 4.6*2=9.2(MW) , 查表得： 5600 则全年电能损耗：（3）水电厂陈村变（双回线）：1.6*2=3.2(MW),、查表得： 4500(h) 则全年电能损耗：（4）水电厂大系统（单回线）：3.1(MW),查表得： 2100(h) 则全年电能损耗：（5）方案1的全年总电能损耗（仅限于线路损耗）：2.5.2方案1线路投资火电厂五柱变：LGJ185/30双回110KV线路40km。火电厂大系统：LGJ630/55双回 220KV线路89km。水电厂陈村变：LGJ300/40 双回 110KV线路68.4km。水电厂大系统：LGJ400/50单回 110KV线路57km。方案1线路总投资：线路造价为虚拟的，与导线截面成正比，同杆架设双回线系数取0.9。2(18.540+6389+3068)0.9+4057=17376(万元)2.5.3方案1变电所和发电厂投资方案1与方案2的变电所投资和发电厂投资均相同，设为 。2.5.4方案1的工程总投资方案1的工程总投资为：(万元)2.5.5方案1的年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用。年运行费用包括电能损耗费、小维修费、维护管理费。电力网的年运行费可以按下式计算：式中 为计算电价，元/（kw.h）（此设计中电价取0.52元/kwh）A为每年电能损耗，kw.h ；Z为电力网工程投资，元；PZ为折旧费百分数；PX为小维修费百分数；PW为维修管理费百分数。电力网折旧、小修和维护管理费占总投资的百分数，一般由主管部门制定。设计时可查表34取适当的值。表34 电力网的折旧、小修和维护费占投资的百分数 单位：%设备名称折旧费小修费维护管理费总计木杆架空线81413铁塔架空线4.50.527钢筋混凝土杆架空线4.50.527电缆线路3.50.526本设计采用钢筋混凝土杆架空线，三项费用总计取总投资的7%21。则方案1的年运行费用为： =5168+700(万元)三 地区电网接线方案2的功率平衡计算3.1地区电网接线方案2的功率平衡计算3.1.1五柱变五柱变负荷季羡林情况与方案1相同，火电厂以双回线供五柱变，线路首端每一回线的实在功率初步估算为：3.1.2陈村变陈村变负荷情况与方案1相同，线路首端的功率初步估算为：3.1.3水电厂水电厂输出功率仍为：S=187.3+J61.3(MVA) 水电厂分别向大系统和陈村变两个方向供电。水电厂拟以单回线向陈村变供电，线路首端功率初步估算为：S=98+J41(MVA)水电厂多余功率拟以单回线送往大系统。则大系统功率为：S=187.3+J61.3-(98+J41)=89+20.3(MVA)3.1.4火电厂火电厂分别像五柱变和大系统两个方向供电，负荷及线路情况与方案1相同。火电厂以双回线送往五柱变，线路首端每一回线的功率为：S=32+J16(MVA)火电厂以双回线送往大系统，线路首端每一回线的功率为：S=195+J59(MVA)3.1.5大系统火电厂送出给大系统总功率为：S=391+J118(MVA)水电厂送出给大系统总功率为：S=89.3+J20.6(MVA)火电厂、水电厂送至大系统的功率合计为：S=391+J118+89.3+J20.6=480.3+J138.6(M