毕业设计高压电网规划设计

1、毕毕 业业 设设 计计(论文论文) 系系 别别电力工程系 专业班级专业班级 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 二二一二年六月一二年六月 高压电网规划设计题 目 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） i 高压电网规划设计 摘要 随着电力在国民经济发展中的作用的日益突出，电网的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有很 大的作用，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。 本文简述了高压输电网设计的过程与方法。高压输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

2、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计出几种备选的方案，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、对各种备选方案进行正常和故 障情况下的电压和电能损耗的计算，本过程的计算主要采用手工算潮流的方法，得出各 种正常及故障时的电压损耗情况，评定各种接线方案。3、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。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

3、接线图。 关键词：高压输电网络；电力系统潮流计算；调压方式 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） ii high-voltage power network planning and design abstract along with power in the role in the development of national economy stick out increasingly, the construction of electrical network is acting more and more important role with development. el

4、ectrical network takes a role of the bridge of producing -electrical energy enterprises and users; it is well known that electrical network is unsaid for the stability and reliability of power supply. the design of power system acts as important one aspect in the construction of electrical network,

5、witch must give an extra attention. this paper concisely has introduced method and the process of the distribution net design of high voltage. it should be according to the related information of user loads, each distribution station site and the condition of power supply of existed power plants. ma

6、king corresponding power balance, and then determine every distribution transformer capacity and number. according existed some knowledge and experience, imagine two kinds choused scheme, compare through technical economy from some following aspects, require best design: 1 , select wire according to

7、 economic section, according to machinery strength , corona, the current- carrying capacity etc. ,checking the wire model .2 , various choose schemes must be carried out calculation for normal and fault condition by manual power flow calculation .calculation result are normal and fault voltage wasta

8、ge conditions, remarking various wiring schemes. 3 .from loss, line investment, the electrical energy of various scheme lines, distribution system annual operation cost t as well as investment of electrical place, carrying out economic comparison and synthesize. finally decide the bests scheme, that

9、 is choused scheme. draw system winding diagram in the design. keywords: voltage distribution network; power flow calculation; regulating voltage 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 目录 摘要.i abstract.ii 1 原始资料 .1 2 原始资料分析 .2 2.1 有功平衡校验.2 2.2 无功平衡校验 .2 2.3 可选方案.2 2.4 确定电压等级.4 3 选择发电厂、变电所主接线形式，变压器台数容量 .5 3.1 主接线形式 .5

10、 3.1.1 发电厂主接线形式 .5 3.1.2 变电站主接线形式 .5 3.2 变压器的台数和容量.5 3.2.1 发电厂的变压器台数和容量 .5 3.2.2 变电站的变压器台数和容量 .5 3.2.3 变压器的型号及相关参数表 .6 4 选择导线型号 .7 4.1 方案 1 的导线型号选择.7 4.1.1 最大运行方式初步潮流分布 .7 4.1.2 计算导线截面积.7 4.1.3 选择导线型号及其校验 .9 4.1.4 允许载流量校验 .9 4.2 方案 4 的导线型号选择.10 4.2.1 最大运行方式初步潮流分布 .10 4.2.2 计算导线截面积 .11 4.2.3 选择导线型号及其

11、校验 .12 4.2.4 允许载流量校验 .13 4.3 方案 5 的导线型号选择.13 4.3.1 最大运行方式初步潮流分布 .13 4.3.2 计算导线截面积 .15 4.3.3 选择导线型号及其校验 .16 4.3.4 允许载流量校验 .16 5 初步比较 .18 5.1 导线长度.18 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 5.2 断路器数目 .18 5.3 金属耗量 .18 5.3.1 方案 1.18 5.3.2 方案 4，5.18 5.3.3 初步方案比较结果 .18 6 详细比较 .20 6.1 电压损耗计算.20 6.1.1 电压损耗计算原则 .20 6.1.2 正常运行电

12、压损耗 .20 6.1.3 故障运行电压损耗 .23 6.2 一次投资.27 6.3 年行运费.28 6.4 比较分析.29 7 最优方案潮流计算 .30 7.1 正常运行最大负荷情况.30 7.2 正常运行最小负荷情况.33 7.3 故障情况潮流计算.36 8 变压器分接头选择 .39 8.1 变电站 1 .39 8.2 变电站 2 .40 8.3 变电站 3 .40 8.4 变电站 4 .41 8.5 变电站 5 .42 9 最优网络计算数字 .43 9.1 一次投资.43 9.2 年行运费.43 9.3 输电效率.43 结论 .44 参考文献 .45 致谢 .46 华北电力大学科技学院本

13、科毕业设计（论文） 1 1 原始资料 1.发电厂装机情况： 厂：火电厂，装机总容量 600 mw，其中： 容量为 100 mw 者 3 台，电压 10.5 kv， cos= 0.85 容量为 200 mw 者 1 台，电压 10.5 kv， cos= 0.85 容量为 50 mw 者 2 台，电压 10.5 kv， cos= 0.85 b 厂：火电厂，装机总容量 300 mw，其中： 容量为 25 mw 者 4 台，电压 10.5 kv， cos= 0.85 容量为 100 mw 者 2 台，电压 10.5 kv， cos= 0.85 2.负荷情况： 参数/厂站名厂 a厂 b站 1站 2站 3

14、站 4站 5 pmax(mw)/cos 50/0.8040/0.80 120/0.90 100/0.85 110/0.90 120/0.80 110/0.90 pmin(mw)/cos30/0.8020/0.80 100/0.85 90/0.8080/0.85 100/0.80 90/0.85 低压母线电压 kv 10.56.31010101010 负荷等级 , 75508075756080 tmax (h)5200500050004800480049004800 主变年运行时 间 87608760876087608760 备用要求备备备备备备备 调压要求逆逆逆顺顺常常 3.发电厂与各变电所地

15、理位置图： a 北 b 图中 1 厘米代表 20 公里。平原地区，无湖泊，年平均气温为 25。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 2 2 原始资料分析 2.1 有功平衡校验 （1）用电负荷： 1max 0.95 560532() y pkpmw （2）供电负荷： 2 11 532591.1() 11 0.1 g pmw k （3）发电负荷： 3 11 532+90740.33() 11 0.08 fgz pppmw k （4）备用容量：20%p740.33 20%148.07() f pmw 备 （5）发电厂可以提供的备用容量：pp900740.33159.67() f pmw 已备总

16、 可见，经过计算与要求的最小备用容量相比较，满足备用要求，使有功功率平衡。 2.2 无功平衡校验 （1）发电厂发出的总无功： 11 ptan(cos0.8)900 tan(cos0.8)600(var)qm 总总 （2）负荷消耗总无功： 1111 max 11 ptan(cos)120 tan(cos0.9) 100 tan(cos0.85) 110 tan(cos0.9) 120 tan(cos0.8) 110 tan(cos0.9)316.69(var) q m 负 （3）变压器消耗总无功： （ 1111 2max4max 1111 tan(cos0.85)tan(cos0.9)tan(c

17、os0.8)tan(cos0.9) 2 100tan(cos0.85)tan(cos0.9)2 120tan(cos0.8)tan(cos0.9) 91.04(var) qnpnp m 变 4）总无功负荷： 1 1 (q )(316.6991.04) 0.9590 tan(cos0.8)454.84(var) zch qqkqm 负变 （5）无功备用容量： 7%q31.84(var) z qm 备 （6）已有备用容量： qq557.77454.84102.93(var) z qm 已备总 满足要求，使无功功率平衡。 2.3 可选方案可选方案 根据不同的接线方法，按原始资料的地理位置图，以及负荷

18、大小，经过比较，直观 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 3 淘汰了一些明显不合理的方案，保留了如下七种方案如表 2-1： 表 2-1：初步设计方案 序 号 方案 断路 器数 导线长 （km ） 优缺点 1 a 北 b 18859.1 优点：供电可靠性高；电 压损耗少；断路器数量较 少；线路较短。 缺点：有环网，保护须带 方向；电厂出线多，倒闸 操作较复杂。 2 a 北 b 20917.2 优点：供电可靠性高；电 压损失小。 缺点：断路器数目多，线 路长，一次投资大；有环 网，保护须带方向。 3 a 北 b 18972.84 优点：断路器数量较少。 缺点：发电厂出线多，操 作不方便；电压

19、损耗大； 供电可靠性不高；一次投 资大；有环网，保护须带 方向。 4 a 北 b 16832.48 优点：断路器数量最少； 线路最短，一次投资最少。 缺点：有环网，且环上节 点较多，电压损耗大，保 护须带方向。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 4 表 2-1：初步设计方案 5 a 北 b 20866.36 优点：电压损耗小；供电 可靠性高；一次投资较少。 缺点：发电厂出线多，操 作不便；有环网，保护须 带方向。 6 a 北 b 20989.78 优点：电压损耗小；供电 可靠性高。 缺点：电厂出线多，倒闸 操作麻烦；有环网，保护 须带方向；线路最长，一 次投资最大。 7 a 北 b 2

20、0926.86 优点：电压损耗小；供电 可靠性高。 缺点：有环网，保护须带 方向；倒闸操作麻烦；线 路较长，一次投资大。 注：表 1-1 中导线长考虑了弧垂和裕度，所以为路径的 1.21 倍。 从表 1-1 中分析比较后，可以选择的方案有三种：方案 1 和方案 4 和方案 5。 2.4 确定电压等级 根据表 2-2 确定电压等级。 表 2-2：各电压等级线路的合理输送容量及输送距离 额定电压 （kv） 输送功率 （kw） 输送距离 （km） 额定电压 （kv） 输 送 功 率 （kw） 输送距离 （km） 31001000136035003000030100 61001200415110100

21、005000050150 102002000620220100000500000100300 35200010000205050080000020000004001000 根据原始资料，发电厂向用户供给的最大负荷为 120mw，超过了 100mw，所以额 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 5 定电压应选 220kv。 3 选择发电厂、变电所主接线形式，变压器台数容量 3.1 主接线形式 3.1.1 发电厂主接线形式 发电厂 a 有 50mw 机组两台，100mw 机组三台机，200mw 机组一台，机端电压 10.5kv，厂用电最大负荷 50mw，厂用电压 10.5kv。根据此情况及相关

22、规定，200mw 机 组采用分相封闭母线单元接线，为了减少开断点，亦可不装断路器，但应留有可拆点， 以利于机组调试；三台 100mw 机组采用单元接线直接接到高压母线；为了保证厂用电， 两台 50mw 的机组连接到机压母线上，这种接线简单，用的断路器较少，操作简便。机 压母线采用双母线连接，厂用电由机压母线经电抗器引出，剩余功率由变压器送至高压 侧。为了提高供电的可靠性，高压侧采用两个双母线固定连接带旁路接线方式，并且设 有专用旁路断路器。 发电厂 b 有 25mw 机组四台，100mw 机组两台，端电压 10.5kv，厂用电最大负荷 40mw，厂用电压 10.5kv。两台 100mw 机组采

23、用单元接线，为保证厂用电，四台 25mw 机组直接连接到机压母线上。机压母线采用双母线接线，高压母线采用两段双母分段固 定连接带旁路的接线方法，并且设有专用旁路断路器。 3.1.2 变电站主接线形式 为了提高供电的可靠性，接入变电站的线路条数都是两条，同时变电站的变压器的 台数也是两台。五个变电站都可以选用桥形接线，所用的断路器数少，投资较少。如果 是环形网时，为了防止穿越功率通过三台断路器，则应选用外桥接线。 3.2 变压器的台数和容量 3.2.1 发电厂的变压器台数和容量 采用发电机变压器单元接线形式时，主变的容量只要和发电机的容量相配套即可， 但要保留 10的裕度。连接 50mw 机组的

24、变压器的容量为：501.1/0.8564.7mw.所以 选用 sspl190000/220 型的变压器。连接 100mw 机组的变压器的容量为： 1001.1/0.85129.41mw.所以选用 sfp7-150000/220 型的变压器。连接 200mw 机组的变 压器的容量为：2001.1/0.85258.82mw.所以选用 sspl1260000/220 型的变压器。 3.2.2 变电站的变压器台数和容量 由于 5 个变电站都属于枢纽变电站，主变压器台数为两台，低压母线的电压都为 10kv。 因为各站都有备用要求，其容量应考虑一台切除后，剩下的一台在过负荷 30的 情况下能够担负全部第一

25、类和第二类负荷。其容量计算如下： 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 6 站一容量为：s112080/(1.30.9)82.05(mva) 站二容量为：s210075/(1.30.9)64.1(mva) 站三容量为：s311075/(1.30.9)70.51(mva) 站四容量为：s412060/(1.30.9)86.15(mva) 站五容量为：s511080/(1.30.9)75.21(mva) 查表选 10 台型号为 sspl1-90000/220 变压器。 3.2.3 变压器的型号及相关参数表 表 3-1 发电厂参数表 损耗（kw）项目 站别 型号及容量连接组 空载短路 阻 抗 电

26、 压 （） 空载电 流 （） 参考 价格(万 元) 发电厂 asspl1-90000/220yo/-1192472.513.70.6752.6 发电厂 asfp7-150000/220yo/-1114045013.60.878 发电厂 asspl1-260000/220yo/-112321460140.96391.7 发电厂 bsfp7-150000/220yo/-1114045013.60.878 发电厂 bsspl1-90000/220yo/-1192472.513.70.6752.6 表 3-2 变电站参数表 损耗（kw）项目 站别 型号及容量连接组 空载短路 阻 抗 电 压 （） 空载

27、电 流 （） 参考 价格(万 元) 变电站sspl1-90000/220yo/-1192472.513.70.6752.6 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 7 4 选择导线型号 4.1 方案 1 的导线型号选择 4.1.1 最大运行方式初步潮流分布 将变电站 1、5 和发电厂 a 三个节点从发电厂处打开节点，计算初步潮流分布。 5 a a 110+j53.3120+j58.1 1 根据集中参数公式和可以算出初步潮流。 as l lmm s as l lmm s 1 (3.83) (12058.1)3 (11053.3) 104.1850.45() 3.834.2 a jj sjmva

28、 5111(12058.1)(104.1850.45)15.827.65()asssjjjmva 5551(11053.3)(15.827.65)125.8260.95()asssjjjmva 可以看出有功分点、无功分点均为 1. 变电站 2、发电厂 a 和发电厂 b 三个节点为两端供电网，计算初步潮流分布。 2 a b 100+j62.4 2 100j62.43.3 45.8328.6() 3.339 bsjmva （） 2(10062.4)(45.8328.6)54.1733.8()asjjjmva 可以看出有功分点、无功分点均为 2. 变电站 3、发电厂 a 和发电厂 b 为两端供电网

29、3 a b 110+j53.3 3 (11053.3) 5.2 63.5630.8() 5.23.8 b j sjmva 3(11053.3)(63.5630.8)46.4422.5()asjjjmva 可以看出用功分点、无功分点均为 3. 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 8 4.1.2 计算导线截面积 从无功分点将环网打开，如下图所示： b 3 a c 3 2 2 bd a 4 5 1 f e 1 各条支路的经济电流密度：电网电压等级为 220kv。 查表得 max 4800( ) a th 2 1.15(/) a ja mm 查表得 max 4800( ) b th 2 1.15

30、(/) b ja mm 查表得 max 4800( ) c th 2 1.15(/) c ja mm 查表得 max 4800( ) d th 2 1.15(/) d ja mm 查表得 max 5000( ) e th 2 0.9(/) e ja mm 查表得 max 4800 1105000 120 4904( ) 110 120 f th 2 1.15(/) f ja mm 用公式： 计算导线截面积 n ju qp s 3 22 其中：s导线截面积（mm2） ； p、q流过线路的有功功率和无功功率； j经济电流密度（a/mm2） ； 线路额定线电压（kv） ； n u 根据上述公式，可求

31、得线段的截面积如下： 22 2 2 54.1733.8 146() 3 1.15 220 a smm 22 2 1 104.1850.45 338() 30.9 220 a smm 22 2 3 46.4422.5 118() 3 1.15 220 asmm 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 9 22 2 4 6045 171() 3 1.15 220 a smm 22 2 5 125.8260.95 319() 3 1.15 220 a smm 22 2 2 45.8328.6 123() 3 1.15 220 b smm 22 2 3 63.5630.8 161() 3 1.15

32、220 b smm 22 2 15 15.827.65 40() 3 1.15 220 smm 4.1.3 选择导线型号及其校验 导线型号的选择 根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区 35kv 以上的线路中，容许的最小截面积 为 25mm2.电晕校验时，由于 220kv 的网络要求导线的截面积最小为 180mm2的导线。可 以选择线路如下： a2 段选 lgj185 型 a1 段选 lgjq400 型 a3 段选 lgj185 型 a4 段选 lgj185 型 a5 段选 lgjq400 型 b2 段选 lgj185

33、型 b3 段选 lgj185 型 15 段选 lgj185 型 4.1.4 允许载流量校验 （1） 、机械强度校验 所选的绞线截面积都大于 25mm2，所以都符合要求。 （2） 、允许载流量校验 首选根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为 25c，钢芯铝绞线 的允许温度一般取 70c。再查表得修正系数为 k=1.00 只要即符合要求。 y n y ik u s i 3 max max 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 10 22 1max 1max 104.1850.45 304.2( )700( ) 33220 a a n s iaa u 22 2max 2max 54

34、.1733.8 167.9( )515( ) 33220 a a n s iaa u 22 3max 3max 46.4422.5 135.7( )515( ) 33220 a a n s iaa u 22 4max 4max 6045 196.7( )515( ) 33220 a a n s iaa u 22 5max 5max 125.8260.95 367( )800( ) 33220 a a n s iaa u 22 2max 2max 45.8328.6 141.4( )515( ) 33220 b b n s iaa u 22 3max 3max 63.5630.8 185( )5

35、15( ) 33220 b b n s iaa u 22 15max 15max 15.827.65 46( )515( ) 33220 n s iaa u 经过校验，长期运行时导线的载流量满足要求。 4.2 方案 4 的导线型号选择 4.2.1 最大运行方式初步潮流分布 将变电站 1、5 和发电厂 a 组成的环网从发电厂 a 处打开，计算初步潮流分布。 3 ab 110+j53.3120+j90 4 3 (11053.3) (73.4)(12090) 3.4 109.360.6() 73.83.4 b jj sjmva 430.77.3()sjmva 4120.782.7()asjmva 可

36、以看出，有功分点为 4、无功分点均为 3. 变电站 2、发电厂 a 和发电厂 b 为两端供电网 2 a b 100+j62.4 2 (10062.4) 3.9 54.1733.8() 3.33.9 a j sjmva 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 11 222(10062.4)(54.1733.8)45.8328.6()basssjjjmva 可以看出，有功分点、无功分点均为 2. 将变电站 3、4 和发电厂 b 三个节点从发电厂 b 处打开节点。计算初步潮流分布，先 假设 4 为功率分点。 1 aa 120+j58.1110+j53.3 5 按照均一网计算初步潮流分布，由公式计算

37、初步潮流 i i i a l ls s 1 (12058.1) (3.83)(11053.3) 3 104.1850.45() 4.23.83 a jj sjmva 51115.827.65()asssjmva 5551125.8260.95()asssjmva 可以看出，有功分点、无功分点均为 1. 4.2.2 计算导线截面积 从无功分点将环网打开，如下图所示： b 22 cd a 4 4 a 5 1 1 b e f 3 各条支路的经济电流密度、电压等级为 220kv。 查表得 max 4900 120 110 4800 4852( ) 120 110 a th 2 1.15(/) a ja

38、 mm 查表得 max 4900( ) b th 2 1.15(/) b ja mm 查表得 max 5000( ) c th 2 1.15(/) c ja mm 查表得 max 4800( ) d th 2 1.15(/) d ja mm 查表得 max 5000( ) e th 2 1.15(/) e ja mm max 110 4800 100 5000 4895( ) 110 100 f th 查表得 2 1.15(/) f ja mm 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 12 用公式： 计算导线截面积 n ju qp s 3 22 其中：s导线截面积（mm2） ； p、q流过线

39、路的有功功率和无功功率； j经济电流密度（a/mm2） ； 线路额定线电压（kv） ； n u 根据上述公式，可求得线段的截面积如下： 22 2 2 54.1733.8 146() 3 1.15 220 a smm 22 2 1 104.1850.45 338() 30.9 220 a smm 22 2 4 120.782.7 334() 3 1.15 220 a smm 22 2 15 15.827.65 40() 3 1.15 220 smm 22 2 5 125.8260.95 319() 3 1.15 220 a smm 22 2 2 45.8328.6 123() 3 1.15 22

40、0 b smm 22 2 3 109.360.6 285() 3 1.15 220 b smm 22 2 34 0.77.32 16() 3 1.15 220 smm 4.2.3 选择导线型号及其校验 导线型号的选择 根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区 35kv 一是那个的线路中，容许的最小截 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 13 面积为 25mm2.电晕校验时，由于 220kv 的网络要求导线的截面积最小为 180mm2的导线。 a1 段选 lgj400 型 a2 段选 lgj185 型 a4 段选 lg

41、j400 型 a5 段选 lgjq400 型 15 段选 lgj185 型 b2 段选 lgj185 型 b3 段选 lgjq300 型 34 段选 lgj400 型 4.2.4 允许载流量校验 （1） 、机械强度校验：所选的绞线截面积都大于 25mm2，所以都符合要求。 （2） 、允许载流量校验：首先根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均 气温为 25c，钢芯铝绞线的允许温度一般取 70c。再查表得修正系数为 k=1.00 只要即符合要求。 y n y ik u s i 3 max max 2max 2max 167.9( )515( ) 3 a a n s iaa u 5max 5

42、max 367( )800( ) 3 a a n s iaa u 1max 1max 304.2( )700( ) 3 a a n s iaa u 15max 15max 46( )515( ) 3 n s iaa u 2max 2max 141( )515( ) 3 b b n s iaa u 3max 3max 328( )700( ) 3 b b n s iaa u 34max 34max 18.4( )515( ) 3 n s iaa u 经过校验，长期运行时导线的载流量满足要求。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 14 4.3 方案 5 的导线型号选择 4.3.1 最大运行方

43、式初步潮流分布 将变电站 1、5 和发电厂 a 三个节点从发电厂处打开节点，计算初步潮流分布。 5 a a 110+j53.3120+j58.1 1 根据集中参数公式和可以算出初步潮流。 as l lmm s as l lmm s 1 (3.83) (12058.1)3 (11053.3) 104.1850.45() 3.834.2 a jj sjmva 5111(12058.1)(104.1850.45)15.827.65()asssjjjmva 5551(11053.3)(15.827.65)125.8260.95()asssjjjmva 可以看出有功分点、无功分点均为 1. 变电站 2、

44、3 和发电厂 a 和发电厂 b 四个节点采用负荷移置法计算，将变电站 3 的负 荷分别移置到发电厂 b 和变电站 2，计算初步潮流分布。 2 a b 100+j62.4 将变电站 3 的负荷分别移置到发电厂 b 和变电站 2 12 3.8 (11053.3)69.6733.76() 3.82.2 sjjmva 1 2.2 (11053.3)40.3319.54() 3.82.2 bsjjmva 因此站 2，厂 b 的等效功率，b-2 线路的等效长度分别为： 122269.9733.76 10062.4169.6796.16()sssjjjmva 140.3319.5440.3319.54()b

45、bbsssjjmva 12 (3.82.2) 3.9 1.81 3.82.23.9 bl 1 2 (169.6796.16) 1.65 40.3319.54121.2465.4() 1.65 1.81 b j sjjmva 1 2169.6796.16 121.2465.448.4330.76()asjjjmva a-2 双回线路的每一条的功率为：224.2215.38()asjmva 再将负荷按阻抗重新分配到站 3 1 22 3.82.2 73.4839.64() 3.82.23.9 bbssjmva 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 15 1 32 3.9 40.3319.5488

46、.0945.3() 3.82.23.9 bbssjjmva 2310053.3 88.0945.321.918()sjjjmva 可以看出无功分点为 2，3。 4.3.2 计算导线截面积 从无功分点将环网打开，如下图所示： b 3 3 22 a b cd a 4 5 1 1 e f 各条支路的经济电流密度：电网电压等级为 220kv。 查表得 max 4800( ) a th 2 1.15(/) a ja mm 查表得 max 4800( ) b th 2 1.15(/) b ja mm 查表得 max 4800( ) c th 2 max 1.15(/) c ja mm 查表得 max 48

47、00( ) d th 2 1.15(/) d ja mm 查表得 max 5000( ) e th 2 0.9(/) e ja mm 查表得 max 4800 1105000 100 4895( ) 110 100 f th 2 1.15(/) f ja mm 用公式： 计算导线截面积 n ju qp s 3 22 其中：s导线截面积（mm2） ； p、q流过线路的有功功率和无功功率； j经济电流密度（a/mm2） ； 线路额定线电压（kv） ； n u 根据上述公式，可求得线段的截面积如下： 22 2 2 24.2215.38 65() 3 1.15 220 a smm 华北电力大学科技学院

48、本科毕业设计（论文） 16 22 2 1 104.1850.45 338() 30.9 220 a smm 22 2 4 6045 171() 3 1.15 220 a smm 22 2 2 73.4839.64 190() 3 1.15 220 b smm 22 2 5 125.8260.95 319() 3 1.15 220 a smm 22 2 3 88.0945.3 226() 3 1.15 220 b smm 22 2 15 15.827.65 40() 3 1.15 220 smm 22 2 23 21.918 53() 3 1.15 220 smm 4.3.3 选择导线型号及其校

49、验 导线型号的选择 根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区 35kv 以上的线路中，容许的最小截面积 为 25mm2.电晕校验时，由于 220kv 的网络要求导线的截面积最小为 180mm2的导线。可 以选择线路如下： a1 段选 lgjq-400 型 a2 段选 lgj-185 型 a4 段选 lgj-185 型 a5 段选 lgjq-400 型 b2 段选 lgj-240 型 b3 段选 lgj-240 型 23 段选 lgj185 型 4.3.4 允许载流量校验 （1） 、机械强度校验 所选的绞线截面积都大于 25

50、mm2，所以都符合要求。 （2） 、允许载流量校验 首选根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为 25c，钢芯铝绞线 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 17 的允许温度一般取 70c。再查表得修正系数为 k=1.00 只要即符合要求。 y n y ik u s i 3 max max 22 1max 1max 104.1850.45 304.2( )700( ) 33220 a a n s iaa u 22 2max 2max 24.2215.38 75( )515( ) 33220 a a n s iaa u 22 4max 4max 6045 196.7( )515(

51、) 33220 a a n s iaa u 22 5max 5max 125.8260.95 367( )800( ) 33220 a a n s iaa u 22 2max 2max 73.4839.64 218.5( )610( ) 33220 b b n s iaa u 22 3max 3max 88.0945.3 226( )610( ) 33220 b b n s iaa u 22 15max 15max 15.827.65 46( )515( ) 33220 n s iaa u 22 23 max 21.918 61( )515( ) 3220 iaa 经过校验，长期运行时导线的载

52、流量满足要求。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 18 5 初步比较 将方案 1，方案 4，方案 5 进行初步比较，比较它们的导线长，断路器数目，金属耗 量和优缺点。首先要求出三个方案的金属耗量，查表可得各种导线的单位长度的重量， 计算求得总重量。 5.1 导线长度 方案 1： l3.83.93.35.233.84.23.43.420 1.21822.8(km) （） 方案 4：l3.83.93.33.4733.84.220 1.21784.1(km) （） 方案 5：l3.93.82.26.66.834.23.820 1.21830.1()km 5.2 断路器数目 根据一条线路两个断

53、路器的原则，各方案的高压断路器的数目如下： 方案 1：；2 918（个） 方案 4：；2 816 （个） 方案 5：。2 1020 （个） 5.3 金属耗量 各种型号导线每千米的价格由参考资料可查到，具体计算过程如下所示： 5.3.1 方案 1: a-2 段: a2 m7743.3 20 1.2161811kg（） a-1 段: a1 m16264.2 20 1.21165267kg（） a-3 段: 15 m7745.2 20 1.2197400 kg（） b-2 段: b2 m7743.5 20 1.2165557.8kg（） b-5 段: b5 m21753.4 20 1.2117895

54、9kg（） b-3 段: b3 m17952.5 20 1.21108597.5kg（） 3-4 段: 34 m7743.2 20 1.2159938.56kg（） b-4 段: b4 m21752 20 1.21105270 kg（） 总的耗量为: i mm787t（） 5.3.2 方案 4，5： 计算方法同方案 4：总的耗量为: i m=m =1022t（） 计算方法同方案 5：总的耗量为: i m=m =924.7t（） 5.3.3 初步方案比较结果 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 19 表 51：三个方案的初步比较 项目 方案 导线长度 （km） 断路器数 （个） 金属耗量

55、（t） 方案 1822.8 18791.3 方案 4 784.1 161022 方案 5 830.1 20924.7 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 20 6 详细比较 6.1 电压损耗计算 6.1.1 电压损耗计算原则 由于发电厂部分相同，可以只对线路部分的电压损耗进行初步计算，计算时可以假 定网络各点电压都等于额定电压，计算正常运行时最大负荷和故障两种情况下的电压损 耗，故障运行方式应合理地假设较为严重的情况。正常情况下电压损耗不超过 10，故 障时不超过 15即符合要求。 计算公式如下： 电压损耗% n ijijijij u xqrp u )( ij 100 n ij u u

56、6.1.2 正常运行电压损耗 (1)方案 1：首先打开发电厂 a、变电站 1、5 的环网，从发电厂处打开。 潮流分布图如下： 1 aa 15.82+j7.65125.82+j60.95 5 104.18+j50.45 查表求得线路的阻抗，在下图中画出： 1 a a 15.63+j40.465.81+j30.27 5 8.13+j42.38 根据公式带入数据进行计算： 1 104.18 8.1350.45 42.38 13.57() 220 a ukv 51 15.82 15.6350.45 42.38 13.57() 220 ukv 5 125.82 5.81 60.95 30.27 11.7

57、1() 220 a ukv 所以满足要求。 max 14.24()220 10%22()ukvkv 将发电厂 a、变电站 3、发电厂 b 的两端供电网从变电站 2 打开。潮流分布图如下： ab 33 46.44+j22.563.56+j30.8 查表求得线路的阻抗，在下图中画出： 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 21 ab 33 21.4+j55.415.64+j40.76 根据公式带入数据进行计算： 3 46.44 21.422.5 55.4 10.18() 220 a ukv 3 63.56 15.6430.8 40.76 10.22( v) 220 b uk 所以满足要求。 m

58、ax 10.22()22()ukvkv 将发电厂 a、变电站 2、发电厂 b 的两端供电网从变电站 2 打开。潮流分布图如下： ab 22 54.17+j33.845.83+j28.6 查表求得线路的阻抗，在下图中画出： ab 22 13.58+j35.416.05+j41.84 根据公式带入数据进行计算： 2 54.17 13.5833.8 35.4 8.78() 220 a ukv 2 45.83 16.0528.6 41.84 8.78( v) 220 b uk max 8.78()22()ukvkv 所以满足要求。 发电厂 a、变电站 4 的潮流分布如下： a 4 120+j90 查表

59、求得线路的阻抗，在下图中画出： a 4 6.99+j18.1 4 120 6.9990 18.1 11.2122() 220 a ukv 所以满足要求 （2）方案 4：首先打开发电厂 b、变电站 3、变电站 4 的环网，从发电厂处打开。 潮流分布图如下： 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 22 3 ab 0.7-j7.3120.7+j82.7 4 109.3+j60.6 查表求得线路的阻抗，在下图中画出： 3 a b 13.6+j70.636.58+j34.31 4 9.84+j39.27 根据公式带入数据进行计算： 4a u 120.7 6.58 82.7 34.31 16.54()

60、 220 kv 43 u 0.7 30.8679.86 7.3 2.55() 220 kv 3b u 109.3 9.8460.6 39.27 15.7() 220 kv 所以满足要求。 max 15.7()22()ukvkv 将发电厂 a、变电站 1、变电站 2 组成的网络。潮流分布图如下： 2 b 54.17+j33.8 a 45.83+j28.6 查表求得线路的阻抗，在下图中画出： 2 b 13.58+j35.14 a 16.04+j41.53 根据公式带入数据进行计算： 2a u 54.17 13.5833.8 35.14 8.74() 220 kv 2 45.83 16.0428.6