110KV电网的规划设计

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1、绪论我国是世界能源消费大国，煤炭消费总量居世界第一位，电力消费总量居世 界第二位，所有加强电网建设尤为重要。在在电网规划设计过程中因遵循设计“安 全可靠、技术先进、保护环境、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则， 采用模块化设计手段，努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性和灵 活性的协调统一。推广应用典型设计，有利于统一建设标准、统一设备规范，有 利于减少资源消耗和土地占用，有利于提高工作效率，有利于降低建设和运营成 本；为电网规划、成本控制、资金管理、集中规模招标等工作的开展将奠定坚实 的基础。在电网规划中要处理好电网近期发展与长远目标网架，供电网络的关系，又 要特别重视相对于无

2、限增长需求与有限城市资源的关系。这是由于首先我国许多 城市的的发展正处于一个逐步实现小康社会或者向国际性都市迈进的发展初期历 史阶段，电力需求从规模、数量和对电能质量、可靠性等要求上，还有很大的增 长需求空间；其二，城市能够提供的电力建设资源，包括城市范围内的电厂、站 址、走廊、电缆通道是有限的。因此研究和制定电网规划的整体和长期发展目标 及制定目标网架，并在电网建设和改造中始终围绕目标网架进行，就能够最大限 度的满足用电需求增长和电我那个自身发展的需求。从某种程度上也是最大的节约和优化，电网长期规划1520年以上重点是对 主网架进行战略性，框架性及结构性的研究和发展；中期规划5-15年的重点

3、是对 电网网架进行多方案的比选论证。推荐点电网方案和输变电建设项目，提出合理 的电网结构；近期五年规划的重点是侧重于对近期输变电建设项目的优化和调整。电网结构是规划设计的主体，应根据城市的社会经济发展水平和建设规模、负 荷增长速度、规划负荷密度、环境保护等要求，以及各地的实际情况，合理选择 和具体确定电压等级序列、供电可靠性、容载比、城网接线、中性点运行方式、 无功补偿和电压调整、短路水平、电压损失及其分配、节能环保、通信干扰等技 术原则。电网的科学设计与规划，能够保证国民经济的可靠持续健发展，市建设社会主 义现代化的必要基础。因此在电网规划设计过程中保持谨慎科学的工作态度，完 成电网规划。第

4、1章电力系统规划设计的主要内容1.1电力系统负荷分析在作电力系统规划设计时，首先应对规划地区的近期与远景负荷进行调查研 究，确定出电力负荷的数值及发展水平，以作为系统规划、变电所布局、电源选 点等的依据。1.2电网规划及技术要求电网规划的重点是研究和制定电网的整体和长期发展目标，各项发电和输电设 备及变电配电工程的规划、设计、建设和改造，都必须符合电网总体规划的要求。在电网规划，尤其是城市电网规划中既要处理好电网近期发展与长远目标网 架，供电网络的关系，又要特别重视相对于无限增长需求与有限城市资源的关系。 这是由于首先我国许多城市的的发展正处于一个逐步实现小康社会或者向国际性 都市迈进的发展初

5、期历史阶段，电力需求从规模、数量和对电能质量、可靠性等 要求上，还有很大的增长需求空间；其二，城市能够提供的电力建设资源，包括 城市范围内的电厂、站址、走廊、电缆通道是有限的。因此研究和制定电网规划 的整体和长期发展目标及制定目标网架，并在电网建设和改造中始终围绕目标网 架进行，就能够最大限度的满足用电需求增长和电我那个自身发展的需求。从某 种程度上也是最大的节约和优化，电网长期规划1520年以上重点是对主网架进 行战略性，框架性及结构性的研究和发展；中期规划5-15年的重点是对电网网架 进行多方案的比选论证。推荐点电网方案和输变电建设项目，提出合理的电网结 构；近期五年规划的重点是侧重于对近

6、期输变电建设项目的优化和调整。1.3变电所布局规划1.35KV以下的供用电网络中的变电所这类变电所主要为工矿企业及农村供电，因此变电所的布局主要有用户负荷分 布及特点决定，用户的布局确定了，变电所的布局也随之而定。2.110KV及以上变电所这类变电所除了为用户供电外，还要考虑系统网络、运行及系统功率交换等的 需要，所以变电所的布局应根据系统的要求，综合考虑。1.4电力电量平衡根据已确定的电力系统负荷及发展水平，来进行电力、电量的平衡与电源的规 划等工作。通常采用的步骤是：1. 根据电力负荷发展需要及电力系统中现有发电厂可供电的能力，进行初步电 力平衡，计算出规划年限内用要增加发电设备的总容量。

7、2. 根据国家能源政策与规划地区动力资源的情况，以及负荷特点与分布情况， 进行调查研究，提出几种电源布点方案；在进行经济技术比较，选出一个相对合 理的电源布点方案。3. 根据推荐的电源规模和布点方案，再进行电力、电量平衡，确定出规划地 区个电厂的建设规模与进度。1.5城市电网的规划思路电网的规划重点是根据城市发展规划，研究和制定城市电网整体的发展战略 和目标网架。城市电网规划的编制，应从调查现有电网入手，分析区域内的负荷 增长趋势，立足于解决现有电网薄弱环节，优化电网结构，提高供电能力和适用 性，在兼顾近远衔接，新建和改造的前提下，努力实现电网接线的规划化和设备 的标准化。在电力系统技术导则的

8、指导下，在电网安全可靠的前提下，达到电网 建设技术先进和经济和理的目标。1.6电力网的规划设计电网结构是规划设计的主体，应根据城市的社会经济发展水平和建设规模、 负荷增长速度、规划负荷密度、环境保护等要求，以及各地的实际情况，合理选 择和具体确定电压等级序列、供电可靠性、容载比、城网接线、中性点运行方式、 无功补偿和电压调整、短路水平、电压损失及其分配、节能环保、通信干扰等技 术原则。电力网规划设计的包含的主要内容有：1. 电力网供电范围与电压等级的确定。2. 变电所运算负荷与变压器台数和容量的确定。3. 发电厂与变电所主接线形式的确定。4. 电力网接线方案的选择。5. 导线截面的选择。6.

9、电力系统的无功平衡与电压调整。7. 电力系统中性点运行方式的设计等。第2章 待建电网设备的选择2.1输电线路电压等级的确定输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级，我国现行的输电线路额定电压标准见下表。表2-1各电压等级输电线路合理输送容量及输送距离额定电压KV输送容量MW输送距离KM线路额定电压KV输送容量MW输送距离KM0.380.10.611010.0 50.0150 5030.1 1.031220100.0 300.030010060.1 1.2154330200.01000.0600200100.2 2.0206500800.02000.01000400在选择输电线路电压等

10、级时，应根据输送容量和输送距离，以及周围电网的 额定电压情况拟定几个方案，通过技术比较确定。在本次设计中根据输送容量和 输送距离的参数选择110KV电压等级。2.2变电站降压变压器的选择变电站降压变压器的选择的原则：1. 按变电所建成后5-10年规负荷的选择，并适当考虑到远期10-20年的负 荷发展，对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。2. 装有两台以上主变压器的变电所，应考虑一台变压器运行时，其余变压器容 量应不小于60%的全部负荷，并保证I类、II类负荷的供电。3. 与系统有强联系的大中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下变压器应 不少于2台。根据本次设计的负荷情况以及变电站的

11、分布，变电站A、B、C分别作出下列 选择：表2-2变压器的参数数量型号额定容量低压侧短路损耗Ps S短路电压us%变电所A2SFZ7-31500/11031500KVA10.5KV148KW10.5变电所B2SFZ7-25000/11025000KVA10.5KV114KW10.5变电所C2SFZ7-31500/11031500KVA10.5KV148KW10.5第3章 电网有功功率与无功功率平衡计算3.1系统综合最大用电负荷电力系统在一定时间段内（如一天，一年）的最大负荷值成为该时间段内的 系统综合最大用点负荷。时段内其余负荷值称为系统综合用电负荷。系统中各电 力拥护的最大负荷值不可能都同时

12、出现在同一时刻。因此，系统综合最大用电负 荷值一般小于全系统各个用户最大用电负荷的总和，即Pma广 k0 Z Pi max式中Pax 系统综合最大用电负荷；K0同时系数，K0 1； Pmax 各个用户最大用电负荷的综合。同时系数的大小与用户的多少和各个用户的用电特点有关，在本次毕业设计中 同时系数K 0=1。所以P = 1X （36+28+35）MW=99MW3.2系统供电负荷系统综合用电负荷加上对应时刻的网损就是该时刻系统应供电的负荷叫做系 统供电负荷。计算公式如下：七=P l1=X 99 MW1 - 6%= 105.3mw式中P 系统供电负荷； sP系统综合用电负荷；K 网损率 网损率在本

13、次毕业设计中取6%3.3系统发电负荷系统的发电负荷为发电机出力，等于系统供电负荷、发电机直配负荷、发电厂 厂用负荷之和，计算公式为P =(P + P ) f 1 - k s Z p-(105.3+ 18)MW 1 - 7%=132.6MWP发电机直配负荷；Kp热电厂厂用电率，在本次毕业设计中取7%3.4有功功率平衡计算需要输入变电所负荷为P36P + P + P1 - 6% B - 7%C+ 28 + 35MW0.87113.8 MW总的发电量为P =(2 x 25 + 1x 50) MW = 100 MW f系统缺额为P = P - P = 113.8 -100MW = 13.8MW13.8

14、MW由系统向该网络供给3.5 110kv电网的无功平衡3.5.1电网无功补偿的原则1. 无功补偿装置应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置，可采用分 散和集中补偿相结合的方式。接近用电端的分散补偿装置主要用于提高功率因数， 降低线路损耗；集中安装在变电站内的无功补偿装置有利于控制电压水平。2. 装设在变电站处的电容器的投切应与变压器分接头的调整合理配合。3. 大用户的电容器应保证功率因数大于规定的数值，并不得向系统倒送无功。4. 应从系统角度考虑无功补偿装置的优化配置，以利于全网无功补偿装置的 优化投切。5. 在配置无功补偿装置时应考虑谐波治理措施。3.5.1电网无功平衡的计算电力系统的无

15、功功率平衡是保证电压质量的基本条件。无功功率平衡遵循的 是分（电压）层和分（供电）区就地平衡的原则。为达到就地平衡必须分层分区 进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量，而且 将提高电力系统的稳定性、安全性和经济性。电力系统的无功电源主要有同步发电机、同步电动机、并联电容器、高压架空 线路和电缆线路的充电功率等。电力系统的无功负荷主要指异步电动机，变压器和输电线路的无功损耗，欠励 磁状态下运行的同步电动机，同步调相机和同步电动机，并联电抗器等。电压的高低对无功负荷大小有着显著的影响，华东电力设计院曾对上海地区 负荷实测表明，电压每升高1%，用户吸收的无功负荷增加3.15

16、%，一般可取2.5%。对于不同电压等级的网络，无功平衡与补偿的形式将有所不同。与有功功率 平衡计算相似，作电力系统无功功率的平衡计算，是使电力系统所有的无功电源 所发出的无功功率与系统总的无功负荷相平衡。其目的在于维持各种运行方式下 电力网络各点的电压水平，确定无功补偿装置的配置及型式。即无功功率的平衡 关系为QGc_QLDdQ,=O式中： % 为系统中所有无功功率电源供应的功率；Qld为系统中所有负荷消耗的无功功率；AQx为系统各元件中总的无功功率损耗。式中，无功功率电源供应的功率包括发电机供应的无功功率QG和系统中无功补偿设备供应的无功功率QC，而补偿设备供应的无功功率又分为调相机供应的Q

17、C1，并联电容器供应的Qc2和静止补偿器供应的Qc3三部分。因此，E QGC可分解YQ =Q +Q =Q +Q +Q +Q电力系统运行部门在定期进行无功功率平衡计算时，原则是安电压等级分层， 通过补偿设备，使不同电压等级的电力网之间无功潮流为零或尽可能减小。按地 区分区，经过补偿，使本地区内的无功功率自行平衡，免除经过输电线路输送无 功功率，以降低电力网的损耗、实现经济运行，为此系统的稳定和电压质量。 根据无功功率平衡关系式进行无功功率平衡计算的内容大体是：1. 预测未来有代表性的有功功率日负荷曲线。2. 确定出现无功功率日最大负荷时，系统中有功功率负荷的分配。3. 假设所有的无功功率电源的容

18、量、配置情况及某些枢纽点电压。4. 计算潮流分布。5. 由潮流计算结果，判断系统中无功功率是否平衡。6. 如系统中无功功率不平衡，应修正假设条件，重新计算潮流计算。如果无 功功率始终不平衡，则应考虑增设无功功率电源。此类电网无功电源的安装总容量QY应大于电网的最大自然无功负荷Qd，一 般取1.15倍。而最大无功负荷Qd与其电网最大有功负荷匕之间存在一定的比例 关系，他们的关系式为QY = 1.15QDQD = kpd式中K一电网最大自然无功负荷系数。D电网中最大自然无功负荷P为本网发电机有功功率与主网和邻网输入的有功 功率代素数和的最大值。K值与电网结构、变压级数、负荷特性等因数有关，应经实测

19、或计算确定，也 可用表中列出的数值估算。表3-1 220KV及以下电网最大自然无功负荷系数K( K var /KW)电网电压(KV)220110603510变压级数220/110/35/101.25-1.401.10-1.251.00-1.150.90-1.05220/110/101.15-1.301.00-1.150.90-1.05220/60/101.15-1.31.00-1.150.90-1.05注：本网发电机有功功率比重较大时，取较高值；主网和邻网输入的有功功率较大时，取较低值。由此可得，220KV及以下电网需加装的容性无功补偿设备总容量Qc为QC = Q广Qg -Qr -Qcl式中q

20、g 本网发电机的无功容量；qr 一主网和邻网输入的无功功率；qcl 线路充电功率。粗略计算时，架空35KV及以下线路的充电功率可忽略不计，110KV线为3.3 x10-2M var/ Km根据上式计算本电网的无功功率平衡万案1Q = KP = 1.30 x 99=128.7M varQ = 1.15Q = 1.15 x 128.7 = 148.0M var方案2Q = KP = 1.30 x 99 = 128.7M varQL = 1.15 = 1.15 x 128.7 = 148.0M var由此可得该110KV电网需加装的容性无功补偿设备总容量Qc为Qc = Q广 Qg - Qr -。5

21、= 148.0 - 38.46 x 2 - 3.3 x 102 x 324 = 66.89M var第4章 电网接线方案的选择4.1电网接线方案选择的原则在变电所和电源布局确定的基础上，电网接线方案选择就是重要了，一个好 的接线方案，对于电网的投资、建设、运行和发展都有很重要意义。电网接线方案的选择条件通常有：供电的可靠性、电能的质量、运行及维护 的方便灵活；继电保护及自动化操作的复杂程度以及发展的可靠性等。需要考虑的经济因素有：电能损耗、主要原材料的消耗量、工程总投资等。接线方案选择的原则和方法是：首先选出若十个技术合理又满足供电要求的 方案，进行调查研究，分析比较，最后选出技术上先进又比较

22、经济的方案。需要 主要的是列出初选方案时，既不必列出所有可能的方案，但是不能漏掉一个重要 万案。4.2电网接线方案一设计方案如下图4-1电网接线方案一A变电所的功率A变电所有功负荷为36MW，功率因数0.9S=36+j17 (MVA)火电厂拟采用双回路供电给A变电所，线路末端每一回功率为S = 12(36 + j17) = 18 + j8.5( MVA)B变电所的功率B变电所有功负荷为28MW，功率因数0.9S=28+j13.6 (MVA)火电厂拟采用双回路供电给B变电所，线路末端每一回功率为S = 12(28 + j13.6) = 14 + j 6.8(MVA)C变电所的功率C变电所有功负荷

23、为35MW，功率因数0.9S=35+j17 (MVA)火电厂拟采用双回路供电给C变电所，线路末端每一回功率为S = 1/2(35 + j17) = 17.5 + j8.5( MVA)火电厂G向外输送的有功功率为P = (2 x 25 + 50) x (17%) = 93MW其运行功率因数为cos9 = 0.9则向外输送功率为P S = 93/ 0.9 = 103MVAcos 0外输送无功功率为Q =侦1032 932 = 44M var火电厂外送总功率S = 93 + j 44( MVA) 变电所A,B,C所需要的最大功率为S = S + S + S=36 + j17 + 28 + j13.6

24、 + 35 + j17=99 + j 47.6所以电厂所发功率无法满足变电所A,B,C的需求，当k=1时，须由系统向该 电网供电系统缺额为SQ = Sj S = 99 + j47.6 93 j 44 = 6 + j 3.6( MVA)4.3方案一导线截面积的选择 4.3.1火电厂至A变电所由于火电厂至变电所A采用双回路供电，因此每条线路上总功率和电流为:S =182 + 8.52 = 19.9( MVA)S-I =亏尸=19.9/侦3 x 110 = 104( A)N图4-2日负荷曲线图 根据上图可求的T = 2190h 查软导线经济电流密度图，得J = 1.53A/mm2，则导线经济截面积为

25、S = j = 13 = 68mm 2取接近的导线截面积为LGJ-70/104.3.2火电厂至B变电所由于火电厂至变电所B采用双回路供电，因此每条线路上总功率和电流为:S = J142 + 6.82 = 15.7( MVA)SI =-?3 = 15.7/104A当双回路断开一回时，流过另一回的最大电流为：2X 104=208A，仍小于温度 修正后的允许载流量253A，合格。LGJ-70/10导线满足要求，查得其参数（电阻，电抗，充电功率）如下：r = 0.17。/ km1x = 0.395。/ kmQ = 3.35M var/100km（2）火电厂至变电所B （LGJ50双回线）：LGJ50钢

26、芯铝绞线允许载流量 为220A，乘以温度修正系数后：220X0.92 = 202.4104A当双回路断开一回时，流过另一回的最大电流为：2X 104=208A，仍小于温度 修正后的允许载流量202.4A，合格。LGJ-50/10导线满足要求，查得其参数（电阻，电抗，充电功率）如下：r = 0.210 / km1x = 0.4030 / kmQ = 3.3M var/100km（3）火电厂至变电所C （LGJ70双回线）：LGJ70钢芯铝绞线允许载流量为275A，乘以温度修正系数后：275X0.92 = 253102A当双回路断开一回时，流过另一回的最大电流为：2X 102=204A，仍小于温度

27、 修正后的允许载流量253A，合格。LGJ-70/10导线满足要求，查得其参数（电阻，电抗，充电功率）如下：r = 0.170 / km1x = 0.3950 / kmQs = 3.35M var/100km4.5电网接线方案二图4-4电网接线方案二A变电站的最大负荷为S = 36 + j17，最小负荷为S _ = 25.2 + j12 B变电站的最大负荷为七二=28 + j13.6，最小负荷为：in =14 + j6.8 C变电站的最大负荷为S： = 36 + j17，最小负荷为SC：；= 25.2 + j12 发电厂G的最大输出功率为S/ 93 + j44MVA4.6电网方案二的架空线路导

28、线型号的选择4.6.1火电厂至变电站A火电厂至变电站A选用单回线供电，线路末端的输送功率为:、=362 +172 = 39.8MVAI = = _29匕=208Ag 3U3x1101& = 2190,查软导线经济电流密度图，J=1.53A/mm2.则其经济电流截面积为:S =-g = !?_ = 136mm 2J J 1.53试取导线截面积为LGJ-150/20钢芯铝绞线。4.6.2火电厂至变电站B火电厂至变电站B选用单回线供电，线路末端的输送功率为：S30 = 4282 +13.62 = 31MVAI =-L = = 193 Ag 、；3U 、.:3 x110N气x =1095,查软导线经济

29、电流密度图，J=1.87A/mm2.则其经济电流截面积为:C 1163S =g = 87 mm 2J J 1.87仍试取导线截面积为LGJ-150/20钢芯铝绞线。4.6.3变电站A至变电站B变电站A至变电站B正常运行时功率很小，但考虑到当环网其他某一回路断 开时，流过本线路的电流大，因此仍选LGJ-150/20的钢芯铝绞线。4.6.4火电厂至变电站C由于火电厂至变电所C采用双回路供电，因此每条线路上总功率和电流为：S =17.52 + 8.52 = 19.5（ MVA） S-I =u = 19.5/ 208A 合格 r = 0.107。/ km 1 x = 0.382。/ kmQ5 = 3.

30、48M var/100km2. 火电厂至变电站B （LGJ-150/20单回线）LGJ-150/20钢芯铝绞线的允许载流量为700A，乘以温度修正系数后： 445X0.92 = 409.4A163A 合格 r = 0.107。/ km 1x = 0.382。/ kmQ = 3.48M var/100km3. 变电站A至变电站B （LGJ-150/20单回线）变电站A至变电站B正常运行时功率很小，但考虑到当环网其他某一回路断 开时，流过本线路的电流大，因此仍选LGJ-150/20的钢芯铝绞线。4. 火电厂至变电站C情况与方案1的状况相同，因此选用LGJ-70/10满足要求。其参数为：-3r 1

31、x1 Q0.17。 / km0.395。/ km=3.335M var/100 km第5章电网的潮流计算5.1地区电网方案一的潮流计算 5.1.1火电厂至A变电站（LGJ70双回线）1.最大负荷时的潮流计算 潮流计算图如图5-1图5-1火电厂至A变电站最大负荷时的潮流计算图对于每一回线路:R = 0.17 x 40 = 6.8(Q)X = 0.395 x 40 = 15.8(Q)每一回线的功率损耗:AP = 312 R = 3 x 1042 x 6.8 = 0.22(MW)Q = 312X = 3 x1042 x15.8 = 0.51(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L

32、 = 3.35 x 40/100 = 1.34(M var) 分算到线路两端：葺Qc = 2 QC = 2 x 1.34 = 0.67(M var)火电厂至A变电站末端每回线上的功率为：S = 18 + j8.5( MVA)S = 18 + j8.5 - j0.67 + 0.22 + j 0.51 = 18.22 + j8.34(MVA)S = 18.22 + j8.34 - j0.67 = 18.22 + j 7.67( MVA) 火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：=2.5( KV)18.22 x 6.8 + 7.67 x 15.8115变电所A110kv母线上的电压为

33、:2.最小负荷时的潮流计算潮流计算图如图5-2图5-2火电厂至A变电站最小负荷时的潮流计算图 根据负荷曲线a，可知最小负荷电流为：I . = 104 x 0.7 = 73( A)U = 115 - 2.1 = 112.9( KV)对于每一回线路：AmmR = 0.17 x 40 = 6.8(Q)X = 0.395 x 40 = 15.8(Q)每一回线的功率损耗：AP = 312 R = 3 x 732 x 6.8 = 0.11(MW)AQ = 312X = 3 x 732 x 15.8 = 0.25(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.35 x 40/100 =

34、 1.34(M var) 分算到线路两端：葺Q = - Q = 1 x 1.34 = 0.67(M var) c 2 c 2火电厂至A变电站末端每回线上的功率为：S = 12.6 + j 6( MVA)S = 12.6 + j 6 j 0.67 + 0.11 + j 0.25 = 12.71 + j5.58(MVA)S = 12.71 + j5.58 - j 0.67 = 12.71 + j 4.91(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：115AU = PR x QX = 12.71x 6.8 + 4伊 x E = 14( kv ) U1变电所A110kv母线上的电

35、压为：UA = 115 -1.4 = 113.6( KV)5.1.2火电厂至B变电站(LGJ50双回线)1.最大负荷时的潮流计算 潮流计算图如图5-3j!4rl图5-3火电厂至B变电站最大负荷时的潮流计算图 对于每一回线路：R = 0.21 x 35 = 7.4(Q)X = 0.403 x 35 = 14.1(Q)每一回线的功率损耗：AP = 312R = 3 x 812 x 7.4 = 0.15(MW)Q = 312 X = 3 x 812 x 14.1 = 0.28(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.3 x 35/100 = 1.16(M var) 分算到

36、线路两端：葺Q = - Q = 1 x1.16 = 0.58(M var) c 2 c 2火电厂至B变电站末端每回线上的功率为：S = 14 + j 6.8( MVA)S = 14 + j 6.8 j 0.58 + 0.15 + j 0.28 = 14.15 + j9.9( MVA)S = 14.15 + j9.9 - j 0.58 = 14.15 + j9.32(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：115U = PR + QX = 14.15 x 7.4 + 9.32 x 14.1 = 2.1(kv )U1151变电所B110kv母线上的电压为：U a = 115

37、 - 2.1 = 112.9( KV)2.最小负荷时的潮流计算潮流计算图如图5-4114J图5-4火电厂至B变电站最小负荷时的潮流计算图 根据负荷曲线b，可知最小负荷电流为：I . = 81 x 0.5 = 41(A)对于每一回线路： BmmR = 0.21 x 35 = 7.4(Q)X = 0.403 x 35 = 14.1(Q)每一回线的功率损耗：P = 312R = 3 x 412 x 7.4 = 0.04(MW)Q = 312X = 3 x 412 x14.1 = 0.07(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.3 x 35/100 = 1.2(M var

38、) 分算到线路两端：葺Q = - Q =1 x1.2 = 0.6(M var)c 2 c 2火电厂至A变电站末端每回线上的功率为：S = 7 + j 3.4( MVA)S = 7 + j 3.4 - j 0.6 + 0.04 + j0.07 = 7.04 + j 2.87( MVA)S = 7.04 + j 2.82 - j 0.6 = 7.04 + j 2.22(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：=0.7( KV)7.04 x 7.4 + 2.22 x14.1iB变电所A110kv母线上的电压为:U a = 115 - 0.7 = 114.3( KV)5.1.3

39、.火电厂至C变电站(LGJ70双回线)图5-5火电厂至C变电站最大负荷时的潮流计算图1.最大负荷时的潮流计算 潮流计算图如图5-5对于每一回线路:R = 0.17 x 20 = 3.4(Q)X = 0.395 x 20 = 7.9(Q)每一回线的功率损耗：AP = 312 R = 3 x 1022 x 3.4 = 0.11(MW)Q = 312 X = 3 x 1022 x 7.9 = 0.25(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.35 x 20/100 = 0.67(M var) 分算到线路两端：葺Q =1Q = 1 x 0.67 = 0.335(M var)

40、 c 2 c 2火电厂至C变电站末端每回线上的功率为：S = 17 + j8.5( MVA)S = 17 + j8.5 - j0.335 + 0.11 + j 0.25 = 17.61 + j8.42( MVA)S = 17.61 + j8.42 - j0.335 = 17.61 + j8.08(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：115AU = PR + QX = 1761 x3.4 + 8.08 x 79 =)U1151变电所C110kv母线上的电压为：U = 115 -1.1 = 113.9( KV)2.最小负荷时的潮流计算潮流计算图如图5-6Ii.25+j5

41、.m图5-6火电厂至C变电站最小负荷时的潮流计算图 根据负荷曲线a，可知最小负荷电流为：Ic . = 102 x 0.7 = 71(A)对于每一回线路:R = 0.17 x 20 = 3.4(Q)X = 0.395 x 20 = 7.9(Q)每一回线的功率损耗:AP = 312 R = 3 x 712 x 3.4 = 0.05(MW)Q = 312X = 3 x 712 x 7.9 = 0.12(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.35 x 20/100 = 0.67(M var) 分算到线路两端：葺Q = - Q = - x 0.67 = 0.335(M va

42、r) c 2 c 2火电厂至C变电站末端每回线上的功率为：S = 12.25 + j 5.95( MVA)S = 12.25 + j 5.95 - j0.335 + 0.05 + j 0.12 = 12.3 + j5.735(MVA)S = 12.3 + j5.735 - j0.335 = 12.3 + j5.4(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：115AU = PR + QX =竺 土+5.735 x %9 = 0.8( KV)U1151变电所C110kv母线上的电压为：U a = 115 - 0.8 = 114.2( KV)5.2电网接线方式2的潮流计算1.环

43、网G-A-B通过等效裂解为图5-7Z = R + X = 0.107 x 40 + j0.382 x 40 = 4.28 + J15.28Q 变电站A至变电站B之间的线路阻抗：Z = R + X = 0.107 x 45 + j0.382 x 45 = 4.8 + j17.2Q 火电厂至变电站B之间的线路阻抗：Z13 = R13 + X13 = 0.107 x 35 + j0.382 x 35 = 3.745 + j13.4QS=(之 23 + 之31)S 2 + 之 31 SZ + Z + Z,1223 z 31、/、/、/、(4 - 8 - j17 - 2)+(3. 745 - j13 -

44、 4 )(36 + j17 )+(3. 745 - j13 - 4 )(28 - j13 - 6) =(4 8 - j17 2)+(3 745 - j13 4)+(4 281-j15 28 )_ 1697.85Z- 49=12.825 - j 45.88=32.2 + j15.28MVAS =(Z 23 + 之 21)S3 + 之 21 S2 b同理:3Z + Z + Z122331=31.8 + j15.34VA=32.2 + j15.28 + 31.8 + j15.34校验:Sa+Sb=64 + j30.62S + S = 36 + j17 + 28 + j13.6=64 +330.6上述

45、计算得知潮流分布合理，在等值网络中S23为:S = S - S = 32.2- J15.28 - 36 - j17= -3.8 -j1.72(MVA)至此初步功率发布结果有功功率和无功功率分点都是节点3。解开环网图5-8初步功率分布图按辐射形网络的近似计算分布，将环网在节点3处解开:其中寝、=-3.8 - j1-72MVAS3 = Sb = 31.8 + j15.34MVA图5-9功率分布图设全网额定电压Un = 115KV，阻抗Z23中损耗功率为： cP 2 + Q 2S23= 3 U 2 323N=(T8)2 + (T.72)2 x(4.8 + j17.2)1152=(0.0069 + j

46、0.002473)MVA由节点2输送到阻抗Z23中的功率为:S = S +AS=23.8 J1.72 + 0.0069 + j0.002473=3.7931 j1.717527( MVA)阻抗彳2末端的功率为:S 2 = S 2 + S2 = 32.2069 + j15.282( MVA)P2 +。2AS12 = 2 疽2 Z12=(0.44952 + j1.605)MVA由节点1输送到阻抗Z12中的功率为：S = S +AS = 32.656 + j16.88 MVA阻抗Z31中的功率损耗为：212AS = P，2+ Q Z31 U 231N31.82 +15.342=x (3.745 +

47、j13.4)1152=(0.3858 + j1.38)MVA由节点1输入阻抗Z31的功率为:1331S = S + AS = 31.8 + j15.34 + 0.3858 + j1.38=32.1858 + j16.72MVA计算各个线路上的电压损耗和各条母线电压，首先用节点1的电压和功率S1 算节点2的电压：PR + Q X AU = 121121_ 32.656 x 4.28 +16.88 x15.28 115=3.615 KV口 PR QX5 U = 12112132.656 x15.28 16.88 x 4.28115=3.88 KVU2 = 仞AU12+5 U;2 =：(1153.6

48、15)2 + 3.882=109.455KV用节点2的电压和功率S计算节点3的电压2ArT PR + Q ” XA / / QT2_/、22322323U2-3.7931X 4.8 + (-1.717527) x17.2109.455=-0.448时PX - Q - R 0 U = 2_232 2323U2-3.7931X 17.2 - (-1.717527) x 4.8109.455=-0.535时U3 = ：(U2 -AU23)2 +0 U23 =J109.455+ 0.448)2 + 0.5352 =109.9 KV再用节点1的电压和功率S，计算点3的电压:1AU = P R31+ Q1

49、X3131 U32.1858 x 3.745 +16.72 x13.4110=3.131KV0 U = P1X 31 - Q1R3131 U32.1858 x 13.4 -16.72 x 3.745110= 3.35 KVu 3 = q(U1 -au 31)2 +o u 2 = (110-3.13)2 + 3.352 =109.8KV由此可见，在两个开式网络中分别就算的功率分店3的电压有较小的误差， 这是由近似值造成的，最终近似结果取U3 = 109.9KV。2.火电厂至变电站C最大负荷时的潮流计算，潮流计算图如图5-10。图5-10火电厂至C变电站最大负荷时的潮流计算图对于每一回线路：R =

50、 0.17 x 20 = 3.4(Q)X = 0.395 x 20 = 7.9(Q)每一回线的功率损耗:AP = 312R = 3x 1022 x3.4 = 0.11(MW)Q = 312 X = 3 x 1022 x 7.9 = 0.25(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.35 x 20/100 = 0.67(M var) 分算到线路两端：葺Q =1Q = 1 x 0.67 = 0.335(M var) c 2 c 2火电厂至C变电站末端每回线上的功率为：S = 17 + j8.5( MVA)S = 17 + j8.5 - j0.335 + 0.11 + j

51、 0.25 = 17.61 + j8.42( MVA)S = 17.61 + j8.42 - j0.335 = 17.61 + j8.08(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：115U = PR + QX = 1761 x3.4 + 8.08 x 79 =)U1151变电所C110kv母线上的电压为：U = 115 -1.1 = 113.9( KV)最小负荷时的潮流计算潮流计算图如图5-1111盘+j日郦J0-图5-11火电厂至C变电站最小负荷时的潮流计算图 根据负荷曲线C，可知最小负荷电流为：Ic . = 102 x 0.7 = 71(A)对于每一回线路:R =

52、0.17 x 20 = 3.4(Q)X = 0.395 x 20 = 7.9(Q)每一回线的功率损耗:AP = 312 R = 3 x 712 x 3.4 = 0.05(MW)Q = 312X = 3 x 712 x 7.9 = 0.12(M var)每一回线路上产生的充电功率：Q = Q x L = 3.35 x 20/100 = 0.67(M var) 分算到线路两端：葺Q = - Q = - x 0.67 = 0.335(M var) c 2 c 2火电厂至C变电站末端每回线上的功率为：S = 12.25 + j 5.95( MVA)S = 12.25 + j 5.95 - j0.335

53、 + 0.05 + j 0.12 = 12.3 + j5.735(MVA)S = 12.3 + j5.735 - j0.335 = 12.3 + j5.4(MVA)火电厂的出口电压暂设为115KV，此线路上的电压降落为：115AU = PR + QX =竺 土+5.735 x %9 = 0.8( KV)U1151变电所C110kv母线上的电压为：U a = 115 - 0.8 = 114.2( KV)第6章电网方案的总投资比较6.1方案一的总投资方案一的线路总投资：火电厂至变电站A： LGJ-70/10双回110KV线路40km火电厂至变电站B： LGJ-50/8双回110KV线路35km火电

54、厂至变电站C： LGJ-70/10双回110KV线路20km线路造价是虚拟的，与导线的截面积成正比，同杆架设双回线系数取0.9。2 x （7 x 40 + 5 x 35 + 7 x 20） x 0.9 = 1071 （万元）6.2方案二的总投资火电厂至变电站A： LGJ-150/20单回110KV线路40km火电厂至变电站B： LGJ-150/20单回110KV线路35km火电厂至变电站C： LGJ-70/10双回110KV线路20km变电站A至变电站B: LGJ-150/20单回110KV线路45km15 x （40 + 35 + 45） + 7 x 20x 2 x 0.9 = 1800 +

55、 226.8 = 2026.8 （万元）6.3方案一与方案二变电所投资计算方案一与方案二待建的变电站所需的投资相同，设为z，。6.4方案一与方案二的比较：两个方案在技术上都可行，通过经济性能比较，最终确定最佳方案。在本次设计中，方案一的投资远小于方案二的投资：Z - Z = 2026.8 -1071 = 955.8 （万元） 因此，最终的方案选取投资费用较小的方案一。第7章变压器分接头的选择7.1变压器分解头选择的方法改变变压器变比调压，是指通过改变普通无励磁调压型变压器的变比或调整 有载调压变压器分解的手段来调压。改变变压器的变比进行调压，一般是在系统 中无功功率不缺乏的情况下有效。具体工作实际上是根据调压要求适当的选择变 压器的分接头。变压器在不同的工作情况下，其分接头的具体选择方法和原则如 下。图7-1变压器分接头选择示意图图7-1为双绕组变压器分接头选择示意图，现在讨论降压变压器，则节点1为高压母线，节点2为低压母线。设最大负荷其高压母线为 1max，变压器中的电压损耗为AmaX归算到低压母线为 2max，低压母线