高壓配電網(wǎng)設(shè)計

設(shè)計說明書目錄：第一章設(shè)計任務(wù)介紹A、B、C、D為四個待建變電所，G為發(fā)電廠，S為系統(tǒng)，試設(shè)計高壓配電網(wǎng)。B、第二章電力系統(tǒng)功率平衡功率平衡包括有功功率平衡和無功功率平衡有功功率平衡系統(tǒng)的有功功率平衡可按下列各式依次計算：TOC\o"1-5"\h\z用電負(fù)荷P=kx為p(2-1)i二1供電負(fù)荷p=p(2-2)2發(fā)電負(fù)荷p=(p+p+p)(2-3)3注：式中ZLp—n個變電所負(fù)荷之和；i=1K.一同時率，取1;k一網(wǎng)損率，取6%；k3—廠用電率，取7%；p一發(fā)電機(jī)直配負(fù)荷；p—地區(qū)負(fù)荷。且最小負(fù)荷，由典型日負(fù)荷曲線得系數(shù)求得。系統(tǒng)內(nèi)的總裝機(jī)容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷，即系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)有足夠的備用容量按規(guī)定系統(tǒng)的總裝機(jī)容量應(yīng)大于或等于系統(tǒng)最大發(fā)電負(fù)荷的1.2倍。計算結(jié)果如表1-1表1-1計算結(jié)果新建電網(wǎng)發(fā)電負(fù)荷(MW)總發(fā)電負(fù)荷(MW)發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式(MW)發(fā)電機(jī)總出力(MW)聯(lián)絡(luò)線上功率(MW)

最大負(fù)荷110.64159.8325+25+5010059.83最小負(fù)荷68.30103.5525+25+409013.551-1由上表可知S系統(tǒng)為整個系統(tǒng)的有功功率平衡點(diǎn)無功功率平衡按規(guī)定在主變壓器最大負(fù)荷時，其二次側(cè)功率因數(shù)應(yīng)滿足以下值：35?110KV變電所須做無功補(bǔ)償，使其功率因數(shù)滿足要求。A、B、C、D變電所功率因數(shù)均為0.9第一章電力系統(tǒng)接線方案的選擇第一節(jié)、主網(wǎng)架的選擇一.設(shè)計主網(wǎng)架，并確定參加比較的方案各方案圖如下：方案1方案2方案3方案4通過對可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的比較，確定比較方案?？煽啃裕好總€變電所必須是有備用的接線方式。經(jīng)濟(jì)性：通過計算各方案斷路四個數(shù)及線路長度做比較。斷路四個數(shù)及線路見下表3-1所示：表3-1方案比較項目_斷路器個數(shù)(個)線路長度(KM)112123212191312163

414211510143614166714181由上表的數(shù)據(jù)可選定參加比較的方案為：方案1和方案6方案圖如下：圖1-1接線方案(a)接線方案1(b)接線方案2第二節(jié)、網(wǎng)絡(luò)電壓等級的確定電壓等級選擇的原則：線路電壓等級應(yīng)根據(jù)已有網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，輸送功率、輸送距離及今后發(fā)展等因素選擇確定。方案1的電壓等級確定：通過計算得線路輸電功率。根據(jù)線路輸電功率及輸電距離查得線路電壓，結(jié)果列表如下3-2所示表3-2路輸電功率(MW)輸電距離(KM)所選電壓等級(KV)LGA37.7623110LAB1.762535LGB18.2450110LGC24.2925110LCD0.712535LGD25.3620110L29.9230110

因此：根據(jù)上表得數(shù)據(jù)得方案得網(wǎng)絡(luò)電壓等級為110KV方案2的電壓等級的確定數(shù)據(jù)如下表3-3所示表3-3袤線f數(shù)路P(MW)L(KM)V(KV)GA2823110GB1025110GC22.6425110CD2.3625110GD25.3620110第三節(jié)、導(dǎo)線截面積得選擇一.導(dǎo)線截面積選擇得原則和方法如下：1）送電線路的導(dǎo)線截面積，一般根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對于大跨越導(dǎo)線的截面積，一般按長期允許載流量選擇。2）送電線路所采用的導(dǎo)線和避雷線，應(yīng)符合國家頒布的產(chǎn)品規(guī)格，鋁絞線、鋼芯鋁絞線和擴(kuò)徑導(dǎo)線的規(guī)格及其長期允許載流量列于附錄一，供選用。3）導(dǎo)線截面積選擇的一般做法：先按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線標(biāo)稱截面積，然后作電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度、電暈、發(fā)熱等技術(shù)條件的校驗(yàn)，有必要時尚須作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定導(dǎo)線截面積及相應(yīng)的導(dǎo)線型號。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積：在選擇截面積之前，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測和電力網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行潮流計算.找出該線路在正常運(yùn)行方式下的最大持續(xù)輸送功率，其導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積可按下式計算：（3—1）正常運(yùn)行方式下的線路最大持續(xù)視在功s=*2JQ2匚j（3—1）正常運(yùn)行方式下的線路最大持續(xù)視在功式中：(<P2+Q2)max率,Kva.Un—線路額定電壓'Kv。J——經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2。

T=-r~imaxOUmaxj(3—2)式中Pmax.j各負(fù)荷點(diǎn)的最大有功功率;Tmaxj各負(fù)荷點(diǎn)的最大負(fù)荷利用小時數(shù);1.利用公式(3—T=-r~imaxOUmaxj(3—2)式中Pmax.j各負(fù)荷點(diǎn)的最大有功功率;Tmaxj各負(fù)荷點(diǎn)的最大負(fù)荷利用小時數(shù);表3-4參線卜數(shù)方案1方案2Tmax(們J(A/mm2)Tmax(們J(A/mm2)GA65700.89265700.9AB52561.06452561.1GB52561.064GC73000.81673000.82CD73000.81673000.82GD63210.94563200.922.根據(jù)表3—4的值，利用公式(3—1)計算導(dǎo)線截面積,通過導(dǎo)線截面積選擇各段導(dǎo)線型號。特別說明，在一個地區(qū)的同一電壓等級電力網(wǎng)中，所選導(dǎo)線規(guī)格及種類應(yīng)盡量少，以便檢修和管理。計算結(jié)果及查表結(jié)果如下表所示:方案1結(jié)果：表3-5、^參線、、頊線路型號R(Q/km)X(Q/km)導(dǎo)線截面積(mm2)GALGJ-240/400.1310.401246.96ABLGJ-185/300.1700.410197.3GBLGJ-95/200.3320.42999.99GCLGJ-185/300.1700.410173.3

CDLGJ-185/300.1700.410178.7GDLGJ-150/250.2100.416156.2GSLGJ-185/300.1700.410188.6方案2結(jié)果如圖:參線路\導(dǎo)線截面積（mm2）導(dǎo)線型號R1(Q/Km)X1(Q/Km)Z(Q)GA180LGJ-185/300.1700.4101.955+j4.715AB53LGJ-95/200.3320.4294.15+j5.363GC160LGJ-185/300.1700.4104.25+j10.25CD17LGJ-95/200.3320.4298.3+j10.35GD160LGJ-185/300.1700.4103.4+j8.2通過初步確定的導(dǎo)線按阻抗關(guān)系對各方案再計算初步功率分布.進(jìn)步確定導(dǎo)線的型號。列表如下表3—6所示：方案1方案2方案1方案2GA：LGJ—240/40GA：2*LGJ—185/30GC：LGJ—185/30GC，GD：LGJ—185/30GB:LGJ—150/25AB：LGJ—185/30AB：2*LGJ—95/20GD：LGJ—185/30CD：LGJ—185/30GD：LGJ—95/20第四節(jié).導(dǎo)線的校驗(yàn)按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線的截面積：為保證架空線路具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。相關(guān)規(guī)定，對于跨越鐵路，通航河流，公路，通信線路及居民區(qū)的電力線路，其導(dǎo)線截面積不得小于35mm2因此，兩個方案所選的全部導(dǎo)線均滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。按電暈校驗(yàn)導(dǎo)線的截面積：當(dāng)海拔高度在1000m及1000m以下，常用相間距離的情況下：表3—7不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小型號及外徑如下表:額定電壓110(KV)220(KV)軟導(dǎo)線型號LGJ--70LGJ--300管形外徑020030通過上表可知，在額定電壓110kv時，若導(dǎo)線截面積不小于70mm2時，可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)，因此，兩方案所選導(dǎo)線均不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)。按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線截面積：導(dǎo)線的發(fā)熱校驗(yàn)，其方法是長期允許載流量與實(shí)際可能的工作電流量的校核。不同系統(tǒng)溫度下的修正系數(shù)(K)如下表3-8:表3-8導(dǎo)線最高允許溫度(oC)導(dǎo)線及條件海拔高度(m)實(shí)際環(huán)境溫度(￡)+20+25+30+35+40+80oC屋外軟導(dǎo)線1000m及以下1.051.000.950.890.83海拔在1000m及以下，最熱月平均最高氣溫32w，則由上表可計算得方案一修正系數(shù)K=0.926，方案二K=0.88校驗(yàn)結(jié)果如下表3-9表3-9、二\作線'、電\流路\名\方案一方案二最大工作電流I(A)長期允許載流量Ig(A)修正值KIg(A)最大工作電流I(A)長期允許載流量Ig(A)修正值KIg(A)GA—max()326.5655606.53max(326.6551484.88AB210551510.23210370325.6GB326.5487450.96GC280551510.23280551484.88CD145.8551510.23280551484.88GD280551510.23280551484.88通過上表可見/<K7，則兩方案的發(fā)熱校驗(yàn)均滿足要求按電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面積：線路的允許電壓損失，應(yīng)根據(jù)線路首端的實(shí)際電壓水平而確定。一般允許電壓損失，在無損失要求的條件下，線路正常運(yùn)行方式為額定電壓的10%，事故時為額定電壓的15%。利用阻抗關(guān)系的功率分布求得各段線路的電壓損失，數(shù)據(jù)如下表3-10所示:表3-10萬案1萬案2正常故障正常故障最大損耗允許損耗最大損耗允許損耗最大損耗允許損耗最大損耗允許損耗2.3%10%13.6%15%3.2%10%8.2%15%通過上表可知，兩方案的電壓損失均滿足要求。第五節(jié)各方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)計算一兩方案線路造價的比較：兩方案線路的總投資Z如下表3-11所示:表3-11方案1方案2Z1438.31258.3二年運(yùn)行費(fèi)用的比較:1.年運(yùn)行費(fèi)用的計算：注：d1基本折舊率，4.8%d大修率（國產(chǎn)1.4%）Z一導(dǎo)線總投資費(fèi)用（元）&0.2（元/kwh）AA年電能損耗（kwh/年）其中，AA=tAPi皿T^皿i-1AP,最大負(fù)荷時功率損耗，KV；T,最大負(fù)荷損耗小時數(shù)；其中，AP.max是通過阻抗關(guān)系的功率分布計算得到的每段線路上的最大負(fù)荷時功率損耗;Tmax是根據(jù)每段線路上的功率因數(shù)和最大負(fù)荷利用小時數(shù)，從手冊上查表5-1得到。計算結(jié)果如下表3-12所示:表3-12線Z果方案一方案二Tmax(2AP(MW)imaxTmax(h)AP(MW)GA52800.5051981.34AB38560.0136820.169

GB34870.44GC62640.2162640.227CD60840.00361940.004GD48300.2748600.222、通過上表數(shù)據(jù)可計算出年電能損耗AA及年運(yùn)行費(fèi)用，計算結(jié)果如下表3-13所示;表3-13AA=inAPt（kwh/年）i=1日=（d+d）Z+PAA（萬元）方案16292700126.75力210104034202.86三、兩方案的經(jīng)濟(jì)比較：1、兩方案的線路總投資和年運(yùn)行費(fèi)用如下表3-14所示:表3-14Z/M方>\線路總投資Z（萬元）年運(yùn)行費(fèi)用|1（萬元）方案11438.3126.75方案21258.3202.862、抵償年限法：在兩個方案中，綜合投資Z1〉Z2，而年運(yùn)行費(fèi)用七〉日2，則可用抵償年限T確定最優(yōu)方案。Z-Z口一口438.3一1258.3一代入數(shù)據(jù)：T==2.4<2.5年202.86一126.75T<5年，則方案1多投資的費(fèi)用，可在2.4年內(nèi)電節(jié)約的年運(yùn)行費(fèi)予以補(bǔ)償。因此，采用Z大的方案1為最經(jīng)濟(jì)方案。第六節(jié)、發(fā)電廠、變電所元變壓器的選擇、發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇原則：相關(guān)的設(shè)計規(guī)范規(guī)定：選擇的變壓器容量S，需同時滿足下列兩個條件:e1S>（0.6T0.7）S2Se>Sy其中，S為變壓器的最大負(fù)荷。1、廠變的選擇：單元機(jī)組變壓器S>1.P(-17%)/pco雙機(jī)組變壓器S>60%P(-7%-)P/pco2、A、B、C、D四個變電所都有重要負(fù)荷，所以每個變電所都選擇。3、計算容量所選型號及參數(shù)列表3-15：表3-15\型^參數(shù)電所、型號額定電壓(100KV)損耗(KW)空載電流I%阻抗電壓U%阻抗（。）Z=R+jXTT高壓低壓空載△P0負(fù)載△PS1SFP7-120000/110121±2X2.5%10.5106.04220.510.50.35+j10.59S2SFP7-250000/110121±2X2.5%1132.51230.810.51.19+j25.41ASFP7-315000/110110±8X1.25%11421481.110.50.90+j20.17BSFP7-16000/110110±8X1.25%1125.3861.210.52.03+j39.7CSFP7-20000/110110±8X1.25%11301041.210.51.57+j31.77DSFP7-20000/110110±8X1.25%11301041.210.51.57+j31.77第四章電力系統(tǒng)潮流與電壓計算第一節(jié)本系統(tǒng)在最大、最小負(fù)荷時的運(yùn)算負(fù)荷一、各變電所運(yùn)算負(fù)荷的計算方法：1、利用各變電所的功率因數(shù)計算得各變電所的最大、最小負(fù)荷。2、令全網(wǎng)電壓U=U/0〃=110KV3、利用公式△Si="「+Q(R+jX)計算變壓器功率損耗。U2TiTi4、運(yùn)算負(fù)荷S'=S+△S-j0.5Q，其中-j0.5Q為線路的充電功率。iiil/二、發(fā)電廠運(yùn)算負(fù)荷的計算方法：1、單元機(jī)組的出力減去廠用電，再通過功率因數(shù)計算單元機(jī)組的最大、最小負(fù)荷。2、兩臺機(jī)組的出力減去廠用電和直配負(fù)荷，再通過功率因數(shù)計算最大、最小負(fù)荷。3、令全網(wǎng)電壓U=U/0〃=110KV4、同理利用公式△Si=P：*Qi（r+jx）計算變壓器功率損耗。U2TiTi5、發(fā)電廠的運(yùn)算負(fù)荷S=S+S+AS+AS-j0.5Q。注：發(fā)電廠的運(yùn)算負(fù)荷為負(fù)值。Pf1212/三、運(yùn)算負(fù)荷計算結(jié)果如圖4-1所示：圖略第二節(jié)潮流計算潮流計算的方法：1、首先，將環(huán)網(wǎng)從G點(diǎn)解環(huán)得到兩個雙端網(wǎng)。2、利用初步功率分布公式計算大、小方式大的初步功率分布，確定功率分點(diǎn)。3、從功率分點(diǎn)向兩端作精確功率分布。令全網(wǎng)電壓Un=110KV。4、根據(jù)G處的功率向系統(tǒng)作精確功率分布。5、S系統(tǒng)即功率平衡點(diǎn)處的電壓，采用逆調(diào)壓，則大方式選擇118KV小方式選擇112KV。6、利用118KV和112KV與S處的功率計算線路阻抗上的壓降，確定發(fā)電廠及各變電所的大、小式電壓。第三節(jié)變壓器分接頭的選擇一、