區(qū)域電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案.doc

區(qū)域電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案1分析原始資料1.1原始資料（1) 發(fā)電廠裝機(jī)情況發(fā)電廠類型總裝機(jī)容量,MW單機(jī)容量,MW臺數(shù)機(jī)端電壓,kV功率因數(shù)A火電400100410.50.85B火電35050310.50.8100210.50.85 （2) 負(fù)荷情況 參數(shù) 廠站名廠A廠B站 1站 2站 3站 4站 5Pmax ,MW / cos15/0.990/0.990/0.980/0.995/0.9110/0.9Pmin ,MW / cos10/0.8580/0.8570/0.8575/0.8570/0.8585/0.85低壓母線電壓,kV 10.5 10 10 35，10 35，1035,10負(fù)荷等級I, II,% 75 80 75 60 80 75max ,H 5000 4800 5000 5200 52005000主變年運(yùn)行時(shí)間,H 8760 8760 8760 87608760備用要求 備 備 備 備 備備調(diào)壓要求 逆 逆 常 順 逆常 （3) 發(fā)電廠及變電所地理位置圖及各廠、站間的距離 5 2 4 B 1 3 A1.2 功率平衡校驗(yàn)1.2.1 有功平衡校驗(yàn)（1）用電負(fù)荷：（2）供電負(fù)荷：（3）發(fā)電負(fù)荷：（4）（5）發(fā)電廠可以提供的備用容量：可見，經(jīng)過計(jì)算與要求的最小備用容量相比較，滿足備用要求，使有功功率平衡。1.2.2 無功平衡校驗(yàn)（1）發(fā)電廠發(fā)出的總無功： （2）負(fù)荷消耗總無功： （3）據(jù)原始數(shù)據(jù)無功補(bǔ)償應(yīng)進(jìn)行到0.9，由于所有變電站的功率因數(shù)均為0.9，所以不用進(jìn)行無功補(bǔ)償。（4）總無功負(fù)荷：（5）（6）已有備用容量：，滿足要求，使無功功率平衡。1.3 初選方案根據(jù)不同的接線方法，按原始資料的地理位置圖，以及負(fù)荷大小，經(jīng)過比較，直觀淘汰了一些明顯不合理的方案，保留了如下八種方案如表1-1：表1-1：初步設(shè)計(jì)方案序號方案斷路器數(shù)導(dǎo)線長（km）116469218537320612420595520630618563722651824723注：表1-1中導(dǎo)線長考慮了弧垂和裕度，所以路徑長為直線長的1.08倍，導(dǎo)線長為路徑的1.08倍。從表1-1中分析比較后，可以選擇的方案有兩種：方案1、方案6和方案7。下面再對這三個(gè)方案進(jìn)行一個(gè)初步比較，比較它們的導(dǎo)線長，斷路器數(shù)目，金屬耗量和優(yōu)缺點(diǎn)，然后進(jìn)行詳細(xì)比較。1.4 電壓等級的確定根據(jù)表1-2確定電壓等級。表1-2：各電壓等級線路的合理輸送容量及輸送距離額定電壓（kV）輸送功率（kW）輸送距離（km）額定電壓（kV）輸 送 功 率（kW）輸送距離（km）310010001360350030000301006100120041511010000500005015010200200062022010000050000010030035200010000205050080000020000004001000根據(jù)原始資料及計(jì)算結(jié)果可知額定電壓應(yīng)選220kV。2 主接線形式，變壓器臺數(shù)和容量的選擇2.1 主接線形式（1） 發(fā)電廠主接線形式發(fā)電廠A有100MW機(jī)組四臺，出口沒有機(jī)壓負(fù)荷，故直接將電能經(jīng)變電站送入電網(wǎng)，機(jī)端電壓為10.5kV，根據(jù)此情況及相關(guān)規(guī)定，100MW機(jī)組采用單元接線，這種接線簡單，操作簡便，經(jīng)濟(jì)性高。發(fā)電廠B有100MW機(jī)組兩臺，機(jī)端電壓10.5kV，機(jī)壓負(fù)荷為60MW由于發(fā)電機(jī)容量較大，為了采用簡單的接線方式，故發(fā)電機(jī)均采用單元接線方式。三臺50MW的機(jī)組進(jìn)出線不止一回，采用機(jī)壓母線的接線方式，這種接線簡單清晰，設(shè)備少，投資少，便于擴(kuò)建。（2） 變電站主接線形式為了提高供電的可靠性，接入變電站的線路條數(shù)都是兩條，同時(shí)變電站的變壓器的臺數(shù)也是兩臺。五個(gè)變電站都可以選用橋形接線，所用的斷路器數(shù)少，投資較少。如果是環(huán)形網(wǎng)時(shí)，為了防止穿越功率通過三臺斷路器，則應(yīng)選用外橋接線。2.2 變壓器的臺數(shù)和容量（1）發(fā)電廠的變壓器臺數(shù)和容量采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線形式時(shí)，主變的容量只要和發(fā)電機(jī)的容量相配套即可，但要保留10的裕度。所以連接100MW機(jī)組的變壓器的容量為：1001.1/0.85129.41MW.所以選用SFP7-150000/220型的變壓器。機(jī)壓母線接線方式的變壓器一臺故障另一臺應(yīng)滿足輸送功率的70以上，所以連接50MW機(jī)組的變壓器的容量為：1500.7105MW. 所以選用SSPL1120000/220型的變壓器。（2）變電站的變壓器臺數(shù)和容量變電站主變壓器容量的確定一般要考慮城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素。對重要變電站，需考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足類及類負(fù)荷的供電；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的60%75%。由于5個(gè)變電站都屬于樞紐變電站，主變壓器臺數(shù)為兩臺，而且站1和站2的低壓母線均為10kV,應(yīng)選雙繞組變壓器；站3、4、5的低壓母線的電壓都為10kV、35 kV，應(yīng)優(yōu)先選三相三繞組變壓器。計(jì)算公式為： （2-1）其容量計(jì)算如下：站一容量為：S10.790/80%78.75(MVA)站二容量為：S20.790/75%84(MVA)站三容量為：S30.780/60%93.3 (MVA)站四容量為：S40.795/80%83.1(MVA)站五容量為：S50.7110/75%102.7(MVA)查表選4臺型號為SSPL1-90000/220變壓器,6臺型號為SSPSL1-120000/220變壓器。2.3 所選用變壓器的型號及相關(guān)參數(shù)表表2-1發(fā)電廠參數(shù)表項(xiàng)目站別型號及容量連接組損耗（kW）阻 抗電 壓（）空載電流（）參考價(jià)格(萬元)空載短路發(fā)電廠ASFP7-150000/220Yo/-1114045013.60.878發(fā)電廠BSFP7-150000/220Yo/-1114045013.60.878發(fā)電廠BSSPL1-120000/220Yo/-11179895130.6765表2-2變電站參數(shù)表 站別項(xiàng)目變電站型號及容量SSPSL1-120000/220連接組Yo/-11損耗（kW）空載123.1短路高中510高低165中低227阻抗電 壓（）高中247高低147中低8.8空載電流（）1.0參考價(jià)格(萬元)71.6表2-3變電站參數(shù)表項(xiàng)目站別型號及容量連接組損耗（kW）阻 抗電 壓（）空載電流（）參考價(jià)格(萬元)空載短路變電站1SSPL1-90000/220Yo/-1192472.513.70.6752.6變電站2SSPL1-90000/220Yo/-1192472.513.70.6752.63 導(dǎo)線型號的選擇3.1 方案1的導(dǎo)線型號選擇3.1.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)在最大運(yùn)行方式下的初步潮流分布將變電站4、5和發(fā)電廠B三個(gè)節(jié)點(diǎn)從發(fā)電廠處打開節(jié)點(diǎn)，計(jì)算初步潮流分布。根據(jù)集中參數(shù)公式和可以算出初步潮流?？梢钥闯鲇泄Ψ贮c(diǎn)、無功分點(diǎn)均為4.變電站3、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B三個(gè)節(jié)點(diǎn)為兩端供電網(wǎng)，計(jì)算初步潮流分布?？梢钥闯鲇泄Ψ贮c(diǎn)、無功分點(diǎn)均為3.變電站1、2之間沒有功率傳輸，故發(fā)電廠A直接給站1供電，發(fā)電廠B直接給站2供電。3.1.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算導(dǎo)線截面積電網(wǎng)電壓等級為220kV，公式： （3-1）其中：S導(dǎo)線截面積（mm2）；P、Q流過線路的有功功率和無功功率；J經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）；線路額定線電壓（kV）；根據(jù)上述公式，可求得線段的截面積如下：令 3.1.3 選擇導(dǎo)線型號及其校驗(yàn)導(dǎo)線型號的選擇根據(jù)求得的導(dǎo)線截面積，電壓等級和本系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，可以用鋼芯鋁絞線。按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積時(shí)，在平原地區(qū)35kV以上的線路中，容許的最小截面積為25mm2.電暈校驗(yàn)時(shí)，由于220kV的網(wǎng)絡(luò)要求導(dǎo)線的截面積最小為240mm2的導(dǎo)線。可以選擇線路如下：A1段選LGJ240型B2段選LGJ240型12段選LGJ240型A3段選LGJ240型B3段選LGJ240型B4段選LGJ300型B5段選LGJ400型45段選LGJ240型3.1.4 按照機(jī)械強(qiáng)度，允許載流量，電暈校驗(yàn)（1）、機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)所選的絞線截面積都大于25mm2，所以都符合要求。（2）、允許載流量校驗(yàn)首選根據(jù)負(fù)荷可以求得流過導(dǎo)線的最大電流，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?5C，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般取70C。再查表得LGJ240導(dǎo)線長期允許通過的電流為610(A)，LGJ300型導(dǎo)線允許電流為700(A)，LGJ400型導(dǎo)線允許電流為800(A)。經(jīng)過校驗(yàn)，長期運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線的載流量滿足要求。3.2 方案6的導(dǎo)線型號選擇3.2.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)在最大運(yùn)行方式下的初步潮流分布將變電站4、5和發(fā)電廠B組成的環(huán)網(wǎng)從發(fā)電廠B處打開，計(jì)算初步潮流分布。=可以看出，有功分點(diǎn)、無功分點(diǎn)均為4.變電站2、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B為兩端供電網(wǎng)可以看出，有功分點(diǎn)、無功分點(diǎn)均為2.變電站3、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B三個(gè)節(jié)點(diǎn)為兩端供電網(wǎng)，計(jì)算初步潮流分布。=可以看出，有功分點(diǎn)、無功分點(diǎn)均為3.3.2.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算導(dǎo)線截面積電網(wǎng)電壓等級為220kV，公式： （3-2）其中：S導(dǎo)線截面積（mm2）；P、Q流過線路的有功功率和無功功率；J經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）；線路額定線電壓（kV）；根據(jù)上述公式，可求得線段的截面積如下：3.2.3 選擇導(dǎo)線型號及其校驗(yàn)導(dǎo)線型號的選擇根據(jù)求得的導(dǎo)線截面積，電壓等級和本系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，可以用鋼芯鋁絞線。按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積時(shí)，在平原地區(qū)35kV一是那個(gè)的線路中，容許的最小截面積為25mm2.電暈校驗(yàn)時(shí)，由于220kV的網(wǎng)絡(luò)要求導(dǎo)線的截面積最小為240mm2的導(dǎo)線。A1段選LGJ240型A2段選LGJ240型A3段選LGJ240型B2段選LGJ240型B3段選LGJ240型B4段選LGJ300型B5段選LGJ400型45段選LGJ240型3.2.4 按照機(jī)械強(qiáng)度，允許載流量，電暈校驗(yàn)（1）、機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：所選的絞線截面積都大于25mm2，所以都符合要求。（2）、允許載流量校驗(yàn)：首先根據(jù)負(fù)荷可以求得流過導(dǎo)線的最大電流，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?5C，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般取70C。再查表得LGJ240導(dǎo)線長期允許通過的電流為610(A)，LGJ300型導(dǎo)線允許電流為700(A)，LGJ400型導(dǎo)線允許電流為800(A)。經(jīng)過校驗(yàn)，長期運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線的載流量滿足要求。3.3 方案7的導(dǎo)線型號選擇3.3.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)在最大運(yùn)行方式下的初步潮流分布將變電站4、5和發(fā)電廠B組成的環(huán)網(wǎng)從發(fā)電廠B處打開，計(jì)算初步潮流分布。=可以看出，有功分點(diǎn)、無功分點(diǎn)均為4.變電站3、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B三個(gè)節(jié)點(diǎn)為兩端供電網(wǎng)，計(jì)算初步潮流分布。=可以看出，有功分點(diǎn)、無功分點(diǎn)均為3.3.3.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算導(dǎo)線截面積電網(wǎng)電壓等級為220kV，公式： （3-3） 其中：S導(dǎo)線截面積（mm2）；P、Q流過線路的有功功率和無功功率；J經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）；線路額定線電壓（kV）；根據(jù)上述公式，可求得線段的截面積如下：3.3.3 選擇導(dǎo)線型號及其校驗(yàn)導(dǎo)線型號的選擇根據(jù)求得的導(dǎo)線截面積，電壓等級和本系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，可以用鋼芯鋁絞線。按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積時(shí)，在平原地區(qū)35kV一是那個(gè)的線路中，容許的最小截面積為25mm2.電暈校驗(yàn)時(shí)，由于220kV的網(wǎng)絡(luò)要求導(dǎo)線的截面積最小為240mm2的導(dǎo)線。A1段選LGJ240型A3段選LGJ240型B3段選LGJ240型B2段選LGJ240型B4段選LGJ300型B5段選LGJ400型45段選LGJ240型3.3.4 按照機(jī)械強(qiáng)度，允許載流量，電暈校驗(yàn)（1）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：所選的絞線截面積都大于25mm2，所以都符合要求。（2）允許載流量校驗(yàn)：首先根據(jù)負(fù)荷可以求得流過導(dǎo)線的最大電流，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?5C，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般取70C。再查表得LGJ240導(dǎo)線長期允許通過的電流為610(A)，LGJ300型導(dǎo)線允許電流為700(A)，LGJ400型導(dǎo)線允許電流為800(A)。經(jīng)過校驗(yàn)，長期運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線的載流量滿足要求。4 初步比較將方案1、方案6、方案7進(jìn)行初步比較，比較它們的導(dǎo)線長，斷路器數(shù)目，金屬耗量和優(yōu)缺點(diǎn)。首先要求出三個(gè)方案的金屬耗量，查表可得各種導(dǎo)線的單位重量，計(jì)算求得總重量。4.1 導(dǎo)線長度方案1：L=（2.6+3.1+2.6+2.1+3.8+2.2+2.2+1.5）201.082=468.9（km）方案6：L=（2.62+3.8+2.1+4.5+2.6+2.2+2.2+1.5）201.082=562.2（km）方案7：L=（2.62+3.82+2.12+2.62+2.2+2.2+1.5）201.082=655.5（km）4.2 高壓斷路器的數(shù)目根據(jù)一條線路兩個(gè)斷路器的原則，各方案的高壓斷路器的數(shù)目如下：方案1：28=16（個(gè)）；方案6：210=20（個(gè)）；方案7：211=22（個(gè)）4.3 金屬耗量各種型號導(dǎo)線每千米的質(zhì)量由參考資料可查到，具體計(jì)算過程如下所示：（1） 方案1:A-1段：mA16522.6201.082=39545.6（kg）B-2段：mB26522.6201.082=39545.6（kg）1-2段：m126523.1201.082=47150.6（kg）A-3段: mA3=6523.8201.082=57797.5（kg）B-3段: mB3=6522.1201.082=31940.7（kg）B-4段: mB4=8222.2201.082=42186.4（kg）B-5段: mB5=10992.2201.082=52810（kg）4-5段: m45=6521.5201.082=22814.8（kg）總的耗量為：mmi334（t） （2） 方案6：A-1段: mA16522.6201.082=39545.6（kg）A-2段：mA26524.5201.082=68444.3（kg）A-3段：mA36523.8201.082=57797.5（kg）B-2段：mB26522.6201.082=39545.6（kg）B-3段：mB36522.1201.082=31940.7（kg）B-4段：mB48222.2201.082=42186.4（kg）B-5段：mB510992.2201.082=52810（kg）4-5段：m456521.5201.082=22814.8（kg）總的耗量為：mmi395（t）（3） 方案7：A-1段：mA16522.6201.082=39545.6（kg）A-3段: mA3=6523.8201.082=57797.5（kg）B-3段: mB3=6522.1201.082=31940.7（kg）B-2段：mB26522.6201.082=39545.6（kg）B-4段: mB4=8222.2201.082=42186.4（kg）B-5段: mB5=10992.2201.082=52810（kg）4-5段: m45=6521.5201.082=22814.8（kg）總的耗量為：mmi455（t）4.4 方案初步比較結(jié)果表41：兩個(gè)方案的初步比較 項(xiàng)目方案導(dǎo)線長度（km）斷路器數(shù)（個(gè)）金屬耗量（t）方案1468.9 16334方案6 562.2 18395方案7655.5 22455 5 詳細(xì)比較5.1 電壓損耗計(jì)算5.1.1 電壓損耗計(jì)算原則由于發(fā)電廠部分相同，可以只對線路部分的電壓損耗進(jìn)行初步計(jì)算，計(jì)算時(shí)可以假定網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)電壓都等于額定電壓，計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷和故障兩種情況下的電壓損耗，故障運(yùn)行方式應(yīng)合理地假設(shè)較為嚴(yán)重的情況。正常情況下電壓損耗不超過10，故障時(shí)不超過15即符合要求。計(jì)算公式如下： 電壓損耗%5.1.2 正常運(yùn)行時(shí)的電壓損耗(1)方案1：首先打開發(fā)電廠B、變電站4、變電站5的環(huán)網(wǎng)，從發(fā)電廠處打開。潮流分布圖如下： 查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：.5.96（kV）.（kV）22010%=22（kV）所以滿足要求。 將發(fā)電廠A、變電站3、發(fā)電廠B的兩端供電網(wǎng)從變電站3打開。潮流分布圖如下：查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：.（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。 將發(fā)電廠A、變電站1打開。潮流分布圖如下：. 查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：. 根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：.= (kV).（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。將發(fā)電廠B、變電站2打開。潮流分布圖如下：查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：.= (kV).（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。（2）方案6：首先打開發(fā)電廠B、變電站4、變電站5的環(huán)網(wǎng)，從發(fā)電廠處打開。潮流分布圖如下：. 查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：. 根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：. (kV).5.96（kV）.（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。 將發(fā)電廠A、變電站3、發(fā)電廠B組成的環(huán)網(wǎng)打開。潮流分布圖如下：. 查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：. 根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：. . .（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。 將發(fā)電廠A、變電站2、發(fā)電廠B組成的兩端供電網(wǎng)從變電站2打開。潮流分布圖如下：查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：(kV).(kV).（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。打開輻射網(wǎng)發(fā)電廠A、變電站1.潮流分布圖如下：查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：=(kV). (kV) 22010%=22（kV） 所以滿足要求。（3）方案7：首先打開發(fā)電廠B、變電站4、變電站5的環(huán)網(wǎng)，從發(fā)電廠處打開。潮流分布圖如下：. 查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：. 根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：. (kV).5.96（kV）.（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。 將發(fā)電廠A、變電站3、發(fā)電廠B組成的環(huán)網(wǎng)打開。潮流分布圖如下：. 查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：. 根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：. . .（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。 打開輻射網(wǎng)發(fā)電廠A、變電站1.潮流分布圖如下：查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：=(kV). (kV) 22010%=22（kV） 所以滿足要求。將發(fā)電廠B、變電站2打開。潮流分布圖如下：查表求得線路的阻抗，在下圖中畫出：根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：= (kV).（kV）22010%=22（kV） 所以滿足要求。5.1.3 故障運(yùn)行時(shí)的電壓損耗（1）方案1：當(dāng)B-5線路斷線時(shí)線路45段的功率損耗為.=.1.4j4.6(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為.(MVA)，流過線路B4的負(fù)荷為.(MVA)線路上的阻抗值如下圖：.=.(kV).(kV)所以.（kV）22015%=33（kV）所以電壓損耗滿足要求。當(dāng)B-4線路斷線時(shí)線路上的阻抗值如下圖：線路45段的功率損耗為.= .=1.1+j3.5(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為.(MVA)，流過線路B5的負(fù)荷為(MVA)=.(kV).=. (kV)所以（kV）22015%=33（kV）所以電壓損耗滿足要求。當(dāng)斷開A-3線路斷線時(shí)線路上的阻抗值如下圖：.(kV).（kV）22015%=33（kV） 所以滿足要求。當(dāng)斷開B-3線路斷線時(shí). 線路上的阻抗值如下圖：. .(kV)所以（kV）22015%=33（kV）所以滿足要求。(2)方案6 ：當(dāng)B-5線路斷線時(shí)線路45段的功率損耗為.=.1.4j4.6(MVA). 所以流過線路45的負(fù)荷為.(MVA)，流過線路B4的負(fù)荷為.(MVA)線路上的阻抗值如下圖：.=.(kV).(kV)所以.（kV）22015%=33（kV）所以電壓損耗滿足要求。當(dāng)B-4線路斷線時(shí)線路上的阻抗值如下圖：線路45段的功率損耗為.= .=1.1+j3.5(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為.(MVA)，流過線路B5的負(fù)荷為.(MVA)=.(kV).=. (kV)所以（kV）22015%=33（kV）所以電壓損耗滿足要求。當(dāng)斷開A-3線路斷線時(shí)線路上的阻抗值如下圖：.(kV).（kV）22015%=33（kV） 所以滿足要求。當(dāng)斷開B-3線路斷線時(shí). 線路上的阻抗值如下圖：. .(kV)所以（kV）22015%=33（kV）所以滿足要求。當(dāng)斷開A-2線路時(shí)，且B2為單回線運(yùn)行時(shí)線路上的阻抗值如下圖：. 所以滿足要求。當(dāng)斷開B-2線路時(shí)，且A2為單回線運(yùn)行時(shí). 線路上的阻抗值如下圖：. .(kV)所以.（kV）22015%=33（kV）所以滿足要求。（3）方案7：當(dāng)B-5線路斷線時(shí)線路45段的功率損耗為.=.1.4j4.6(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為.(MVA)，流過線路B4的負(fù)荷為.(MVA)線路上的阻抗值如下圖：.=.(kV).(kV)所以.（kV）22015%=33（kV）所以電壓損耗滿足要求。當(dāng)B-4線路斷線時(shí)線路上的阻抗值如下圖：線路45段的功率損耗為.= .=1.1+j3.5(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為.(MVA)，流過線路B5的負(fù)荷為.(MVA)=.(kV).=. (kV)所以（kV）22015%=33（kV）所以電壓損耗滿足要求。當(dāng)斷開A-3線路斷線時(shí)線路上的阻抗值如下圖：.(kV).（kV）22015%=33（kV） 所以滿足要求。當(dāng)斷開B-3線路斷線時(shí). 線路上的阻抗值如下圖：. .(kV)所以（kV）22015%=33（kV）所以滿足要求。5.2 一次投資由于發(fā)電廠和變電站的投資相同，所以只需比較線路上的投資。方案1：導(dǎo)線成本D：已知所選導(dǎo)線的型號LGJ-240每公里7萬元，LGJ-300每公里7.7萬元，LGJ-400每公里9.5萬元，導(dǎo)線總投資D60.657+72.327+60.657+88.657+48.997+51.327.7+51.329.5+34.9973446.45（萬元）斷路器成本Y：根據(jù)所選電壓等級查表得每臺斷路器價(jià)格。Y1627432（萬元）總成本ZD+Y3878.45（萬元）方案6：同樣可以得出導(dǎo)線成本D和斷路器成本YD60.6572+104.987+60.657+88.657+48.997+51.327.7+51.329.5+34.9974099.63（萬元）Y1827486（萬元）總成本ZD+Y4085.63（萬元）方案7：同樣可以得出導(dǎo)線成本D和斷路器成本YD60.6572+88.6572+48.9972+60.6572+51.327.7+51.329.5+34.9974752.79（萬元）Y2227594（萬元）總成本ZD+Y4679.79（萬元）所以，選方案1一次投資要比選方案6少207.18萬元，比方案7少801.34萬元，方案6比方案7少594.16。5.3 年行運(yùn)費(fèi)年運(yùn)費(fèi)主要包括電能損耗和設(shè)備的折舊維護(hù)費(fèi)。每年電能損耗的度數(shù)按電價(jià)折算后也屬于電力系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用的一部分，稱為年電能損耗折價(jià)費(fèi)，年電能損耗： 。因?yàn)閰⑴c比較的方案采用的電壓等級都相同，所以參比的年運(yùn)行費(fèi)只包括線路部分的電能損耗。（1）方案1：電能損耗：=.=5566.5+33.5+7328.8+1256.9+2267.7+7907.1+8236.6=32579.1（MWA小時(shí)/每年）電能損耗折算成電費(fèi)A：(按每度8分錢計(jì)算)A32579.10.082606.3（萬元）折舊費(fèi)B：（按導(dǎo)線投資的7計(jì)算）B3446.457241.25（萬元）總的年運(yùn)費(fèi)為A+B2847.55（萬元）（2）方案6：電能損耗：=29588.3（MWA小時(shí)/每年）.電能損耗折算成電費(fèi)A：(按每度8分錢計(jì)算)A29588.30.082367.1（萬元）折舊費(fèi)B：（按導(dǎo)線投資的7計(jì)算）B4099.637287（萬元）總的年運(yùn)費(fèi)為A+B2654.1（萬元）（3）方案7：電能損耗：=.=5566.5+33.5+7328.8+1256.9+2267.7+7907.1+8236.6=32579.1（MWA小時(shí)/每年）電能損耗折算成電費(fèi)A：(按每度8分錢計(jì)算)A32579.10.082606.3（萬元）折舊費(fèi)B：（按導(dǎo)線投資的7計(jì)算）B4679.797327.59（萬元）總的年運(yùn)費(fèi)為A+B2933.89（萬元）5.4 比較分析方案1和方案6、方案7在正常運(yùn)行和故障情況下的電壓損耗都滿足要求，但是方案6的電壓損耗較小，供電質(zhì)量較高。在投資上，方案7一次投資和年運(yùn)費(fèi)都較另兩種高，方案6的一次投資較方案1的高，但方案6的年運(yùn)費(fèi)較少，據(jù)補(bǔ)償年限法簡單計(jì)算方案6更合適。所以，方案6為最優(yōu)方案。6 最優(yōu)方案潮流計(jì)算6.1 正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷情況首先算出各變電站的負(fù)荷損耗，得到各節(jié)點(diǎn)的最大潮流分布。由SSPL1-90000/220變壓器的參數(shù)： kW kW 可得：變電站1： 兩臺變壓器并聯(lián)，,變壓器損耗為：0.29j7.59（MVA）=0.09+j0.61（MVA）運(yùn)算負(fù)荷為：同理變電站2運(yùn)算負(fù)荷為：由SSPSL1-120000/220變壓器的參數(shù)： kW kW kW kW 變電站3：=0.25j2.40.04j6.020.29j8.24（MVA）0.25j2.40.1j2.140.35j4.54（MVA）0.25j2.4+0.15+j3.690.4j6.39（MVA） (MVA)80j38.41.04j19.1781.04j57.57（MVA）同理可求得：變電站4：95j45.61.15j23.996.15j69.5（MVA）變電站5：110j52.81.29j29.6111.29j82.4（MVA）其次，先算小環(huán)網(wǎng)：由發(fā)電廠B、變電站4、變電站5組成。從無功分點(diǎn)4處打開環(huán)網(wǎng)，計(jì)算潮流。0.008j0.026（MVA）(MVA)7.558j5.026111.29j82.4118.85j87.43(MVA)1.84j9.63（MVA）120.69j97.06（MVA）1.36j5.43（MVA）+88.6+j64.589.96j69.93（MVA）從發(fā)電廠經(jīng)過變電站5算變電站4上的壓降：231.72（kV） 231.26（kV）從發(fā)電廠B直接算變電站4上的壓降： 234.16（kV）變電站2、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B三個(gè)節(jié)點(diǎn)為兩端供電網(wǎng)，有功分點(diǎn)、無功分點(diǎn)均為2.從無功分點(diǎn)處打開兩端供電網(wǎng)，計(jì)算潮流。0.42j1.36（MVA）33.1j18.80.42j1.3633.52j20.16（MVA）從發(fā)電廠A算變電站2上的壓降： 236.36（kV）從發(fā)電廠B直接算變電站2上的壓降：0.72j2.35（MVA）57.28j32.60.72j2.3558j34.95（MVA）從發(fā)電廠B算變電站2上的壓降： 236.36（kV）計(jì)算無誤。同樣方法計(jì)算，變電站3、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B為兩端供電網(wǎng)，從無功分點(diǎn)3處打開環(huán)網(wǎng)，計(jì)算潮流。0.3j0.99（MVA）28.8j20.50.3j0.9929.1j21.49（MVA）從發(fā)電廠A算變電站3上的壓降： 237.22（kV）從發(fā)電廠B直接算變電站3上的壓降：0.55j1.8（MVA）(MVA) 237.22（kV）線路A-1段：=1.79+j5.85（MVA）90.38j51.41.79j5.8592.17j57.25（MVA）從發(fā)電廠A算變電站1上的壓降： 232.9（kV）6.2 正常運(yùn)行時(shí)最小負(fù)荷情況首先算出各變電站的負(fù)荷損耗，得到各節(jié)點(diǎn)的最大潮流分布。由SSPL1-90000/220變壓器的參數(shù)： kW kW 可得：變電站1： 兩臺變壓器并聯(lián)，,變壓器損耗為：0.26j6.74（MVA）=0.09+j0.61（MVA）運(yùn)算負(fù)荷為：同理變電站2運(yùn)算負(fù)荷為：由SSPSL1-120000/220變壓器的參數(shù)： kW kW kW kW 變電站3：0.25j2.40.04j5.90.29j8.3（MVA）0.25j2.40.28j5.70.53j8.1（MVA）0.25j2.40.14+j3.60.39j6（MVA）(MVA)75j46.50.91j15.1576.21j68.9（MVA）同理可求得：變電站4：70j43.40.99j17.470.99j60.8（MVA）變電站5：85j52.71.37j22.2=86.37j74.9（MVA）其次，先算小環(huán)網(wǎng)發(fā)電廠B、變電站4、變電站5從無功分點(diǎn)4處打開環(huán)網(wǎng)，計(jì)算潮流。0.003j0.01（MVA）(MVA)4.493j3.6186.37j74.990.863j78.51(MVA)1.22j6.3（MVA）92.083j84.81（MVA）0.87j3.5（MVA）+66.5+j57.267.37j60.7（MVA）從發(fā)電廠經(jīng)過變電站5算變電站4上的壓降：233.1（kV） 232.8（kV）從發(fā)電廠B直接算變電站4上的壓降： 234.9（kV）變電站2、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B三個(gè)節(jié)點(diǎn)為兩端供電網(wǎng)，從無功分點(diǎn)2處打開兩端供電網(wǎng)，計(jì)算潮流。0.28j0.93（MVA）25.74j18.170.28j0.9326.02j19.1（MVA）從發(fā)電廠A算變電站2上的壓降： 237.2（kV）從發(fā)電廠B直接算變電站2上的壓降：0.49j1.6（MVA）44.56j31.440.49j1.645.05j33.04（MVA）從發(fā)電廠B算變電站2上的壓降： 237.2（kV）計(jì)算無誤。同樣方法計(jì)算，變電站3、發(fā)電廠A和發(fā)電廠B為兩端供電網(wǎng)，從無功分點(diǎn)處打開環(huán)網(wǎng)，計(jì)算潮流。0.32j1.06（MVA）27.1j24.50.32j1.0627.42j25.56（MVA）從發(fā)電廠A算變電站3上的壓降： 237.6（kV）從發(fā)電廠B直接算變電站3上的壓降：0.27j0.87（MVA）(MVA) 237.6（kV）線路A-1段：=1.6+j5.2（MVA）80.29j56.951.6j5.281.89j62.15（MVA）從發(fā)電廠A算變電站1上的壓降： 234.7（kV）6.3 故障情況下的潮流計(jì)算（1）當(dāng)B-5線路斷線時(shí)，電網(wǎng)的等值電路圖如下：線路45段的功率損耗為=1.8j5.9(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為(MVA)，流過線路B4的負(fù)荷為(MVA)228.5（kV） 225.8（kV）壓降百分?jǐn)?shù)：在允許范圍之內(nèi)。當(dāng)B-4線路斷線時(shí)，電網(wǎng)的等值電路圖如下：線路45段的功率損耗為=1.34j4.4(MVA)所以流過線路45的負(fù)荷為(MVA)，流過線路B5的負(fù)荷為(MVA)226.4（kV） 220.6（kV）壓降百分?jǐn)?shù)：在允許范圍之內(nèi)。（2）當(dāng)斷開A-2線路斷線時(shí)，電網(wǎng)的等值電路圖如下：=1.78j5.85(MVA)(MVA)233.2（kV）壓降百分?jǐn)?shù)：在允許范圍之內(nèi)。當(dāng)斷開B-2線路斷線時(shí)，電網(wǎng)的等值電路圖如下：=3.1j10.1(MVA)(MVA)227.5（kV）壓降百分?jǐn)?shù)：在允許范圍之內(nèi)。（3）當(dāng)斷開A-3線路斷線時(shí)，電網(wǎng)的等值電路圖如下：=1.3j4.3(MVA)(MVA)234.7（kV）壓降百分?jǐn)?shù)：在允許范圍之內(nèi)。當(dāng)斷開B-3線路斷線時(shí)，電網(wǎng)的等值電路圖如下：=2.4j7.8(MVA)(MVA)227.9（kV）壓降百分?jǐn)?shù)：在允許范圍之內(nèi)。7 變壓器分接頭選擇7.1 變電站1站1為逆調(diào)壓，最大負(fù)荷時(shí)電壓不大于105UN，最小負(fù)荷時(shí)電壓不小于UN。變壓器的型號為SSPL1-90000/220，等值阻抗為變壓器最大負(fù)荷時(shí)的壓降： 逆調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)母線要求實(shí)際電壓 變壓器最小負(fù)荷時(shí)的壓降：最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)母線要求實(shí)際電壓 應(yīng)選擇231的分接頭。校驗(yàn)：最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為 最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為最大負(fù)荷時(shí)電壓偏移1.4%，最小負(fù)荷時(shí)電壓偏移2.6%都能滿足調(diào)壓要求。于是，該變壓器應(yīng)選的分接頭電壓或變比為231/10.5。7.2 變電站2站2為常調(diào)壓，無論何種負(fù)荷情況下，電壓基本保持為一常數(shù)，為102105Un。變壓器最大負(fù)荷時(shí)的壓降： 常調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)母線要求實(shí)際電壓 變壓器最小負(fù)荷時(shí)的壓降：最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)母線要求實(shí)際電壓 應(yīng)選擇231的分接頭。校驗(yàn)：最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為 最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的實(shí)際電壓為 于是，該變壓器應(yīng)選的分接頭電壓或變比為242/10.5。7.3 變電站3站3為順調(diào)壓，最大負(fù)荷時(shí)電壓不低于102.5UN，最小負(fù)荷時(shí)電壓不高于107.5UN。變壓器的型號為SSPSL1-120000/220，等值阻抗為三繞組變壓器等值電路如下圖所示：按給定條件求得的各繞組中電壓損耗如表7-1所示，歸算至高壓側(cè)電壓如表7-2所示。表7-1 各繞組電壓損耗（kV）負(fù)荷水平高壓繞組中壓繞組低壓繞組最大負(fù)荷19.53.96.7最小負(fù)荷13.33.65.9表7-2 各母線電壓（kV）負(fù)荷水平高壓母線中壓母線低壓母線最大負(fù)荷225.5202.1199.3最小負(fù)荷236.5208.6206.3根據(jù)低壓母線對調(diào)壓的要求，選擇高壓繞組的分接頭。最大負(fù)荷時(shí)電壓不低于102.5UN，即低壓母線電壓要求為10.25kV,從而最小負(fù)荷時(shí)，最小負(fù)荷時(shí)電壓不高于107.5UN。即低壓母線電壓要求不高于10.75kV,從而取它們的平均值,可選用220-2.5%，即214.5kV的分接頭。這時(shí)，低壓母線電壓最大負(fù)荷時(shí)，,最小負(fù)荷時(shí)，低壓母線電壓偏移:最大負(fù)荷時(shí)，；最小負(fù)荷時(shí)，選定高壓繞組的分接頭后即可選擇中壓繞組的分接頭。最大負(fù)荷時(shí)，電壓不低于102.5UN，即最大負(fù)荷時(shí)中壓母線電壓要求為35.875kV,從而，可得最小負(fù)荷時(shí)，電壓不高于107.5UN，即最小負(fù)荷時(shí)中壓母線電壓要求為37.625kV,從而，可得取它們的平均值,可選用35+25%，即38.5kV的分接頭。這時(shí)，低壓母線電壓：最大負(fù)荷時(shí)，,最小負(fù)荷時(shí)，低壓母線電壓偏移：最大負(fù)荷時(shí)，；最小負(fù)荷時(shí)，可見都能滿足調(diào)壓要求。于是，該變壓器應(yīng)選的分接頭電壓或變比為214.5/38.5/10.5kV。7.4 變電站4站4為逆調(diào)壓，最大負(fù)荷時(shí)電壓不大于105UN，最小負(fù)荷時(shí)電壓不小于UN。同理，三繞組變壓器等值電路如下圖所示：按給定條件求得的各繞組中電壓損耗如表7-3所示，歸算至高壓側(cè)電壓如表7-4所示。表7-3 各繞組電壓損耗（kV）負(fù)荷水平高壓繞組中壓繞組低壓繞組最大負(fù)荷23.54.97.9最小負(fù)荷10.546.8表7-4 各母線電壓（kV）負(fù)荷水平高壓母線中壓母線低壓母線最大負(fù)荷231202.6199.6最小負(fù)荷220205.5202.7根據(jù)低壓母線對調(diào)壓的要求，選擇高壓繞組的分接頭。最大負(fù)荷時(shí)電壓不大于105UN，即低壓母線電壓要求為10.5kV,從而最小負(fù)荷時(shí)，最小負(fù)荷時(shí)電壓不小于UN。即低壓母線電壓要求不小于10kV,從而取它們的平均值,可選用220-2.5%，即214.5kV的分接頭。這時(shí)，低壓母線電壓:最大負(fù)荷時(shí)，,最小負(fù)荷時(shí)，低壓母線電壓偏