110kV区域电网及降压变电所设计 电气工程专业

本次设计根据论文老师下达的任务书和查阅一些相关资料，对110kV区域电力网及其降压变电所设计进行了详情的阐述，其中包括变电所设计的基本原理、基本步骤和基本方法。依据任务书给出的相关信息，通过负荷计算来了解电源与系统之间联络线上潮流分布情况；确定主变容量，并对不符合要求的容量进行过负荷校验；通过相关技术经济手段来确定接线方案；对选定的接线方案进行潮流计算与调压计算；编写其说明书和计算书。根据负荷资料和考虑未来发展，选择合适的变压器；对各电压等级的系统进行主接线的确定；计算最大持续工作电流和最大运行时的各个短路点电流；按正常情况下选择设备，按短路情况校验设备；选择和校验10kV硬母线等。本次设计最主要部分就是潮流计算和短路计算，反复推敲其原理并进行仔细的计算，在说明书和计算书中采取诸多图文并茂的形式，以方便读者阅读。关键词： 区域电网,降压变电所,潮流计算，短路电流计算。目录第一部分 区域电力网的设计6第一篇区域电网设计说明书6第二篇 区域电力网设计计算书20第二部分220kV降压变电所设计60第一篇降压变电所设计说明书601变电所总体情况601.1气象条件601.2电压等级601.3负荷情况及负荷分析601.4负荷分析601.5变电所的规模612主变压器的选择622.1主变压器台数的确定622.2 主变压器容量的确定622.3主变压器型式的确定623电气主接线和配电装置的选择643.1确定主接线643.2配电装置的选择64第二篇降压变电所设计计算书791系统各电源参数情况791.1 火力发电厂A参数791.2 火力发电厂B参数791.3 220kV系统C参数791.4 线路参数802负载情况参数802.1 负载参数802.2 其它参数802.3温度情况参数803变电所负荷分析计算813.1主变负荷统计813.2重要负荷823.3负荷发展情况834主变容量选择844.1 最大输出负荷容量844.2 重要负荷容量844.3 变电所单台变压器的最小容量844系统及变电所阻抗参数864.1基准值确定864.2网络各基本参数标幺值864.3线路阻抗参数904.4两个发电厂最大运方等值阻抗955变电所220kV侧短路分析975.1全接线运方等值阻抗975.2网络等值电路975.3 流过各断路器的短路电流99分析比较1026变电所110kV侧短路分析1046.1两台主变并列运行短路情况1046.1.1 变压器等值阻抗1046.1.2 各电源到故障点的转移电抗1046.1.3 各电源的计算电抗1056.1.4 各电源短路周期分量起始值1056.1.5 流过各断路器的短路电流1056.2单台主变运行短路情况1056.2.1 变压器等值阻抗1056.2.2 发电厂到故障点的转移电抗1066.2.3 各电源的计算电抗1066.2.4 各电源短路周期分量起始值1076.2.5 流过各断路器的短路电流107分析比较1077变电所10kV侧短路分析1097.1两台主变并列运行短路情况1097.2单台主变运行短路情况111分析比较1138变电所各回路工作电流1148.1变电所220kV侧1148.2变电所110kV侧1148.3变电所10kV侧115各断路器短路冲击电流118各断路器流过短路电流的热效应11810、110kV间隔设备参数校验分析计算11910.1计算条件11910.2主变并列运行时短路电流1192.3 各时刻短路电流1192.4 主变并列时短路电流表120单主变运行时短路电流1203.1 各电源到故障点的计算阻抗1203.2 各电源到故障点标么值：1203.2 各时刻短路电流：1203.3 单主变运行时短路电流表120各断路器流过短路电流121各断路器短路冲击电流121各断路器流过短路电流的热效应12111 变电所10kV间隔设备参数校验分析计算12211.1计算条件12211.2各电源到故障点的计算阻抗12211.3各电源到故障点短路电流1222.3 各电源到故障点短路电流1222.4 主变并列时短路电流表122单主变运行时短路电流1233.1 各电源到故障点的计算阻抗1233.2 各电源到故障点短路电流1233.3 单主变运行时短路电流表123各断路器短路冲击电流124各断路器流过短路电流的热效应12412 变电所10kV硬母线分析计算12511.1导体长期发热允许电流12511.2 热稳定最小面积12511.3 动稳定计算126第一部分 区域电力网的设计第一篇区域电网设计说明书1 高压配电网有功功率初步平衡1.1 有功功率平衡目的我们根据相关计算，用本高压配电网在最大负荷和最小负荷数据分析有功功率的初步平衡，就可以了解发电厂运行方式，另外我们还可以通过计算得知有功功率盈余和缺额，这样我们就能了解发电厂与各电源之间在其联络线上潮流分布情况。1.2 有功功率平衡分析分两种情况（最大和最小负荷）进行分析，其计算公式如下： 1.2.1原有电网的发电负荷 (1-1) 式中：原有电网最大负荷之和； 同时率（取1）； 厂用电率（取7%）。 1.2.2本新建电网的发电负荷 (1-2） 其中：； 。 1.2.3总的发电负荷 （1-3）经计算书计算可得表1-1： 表1-1 电网有功平衡 （单位：MW）负荷状态发电机总出力原有电网发电负荷新建电网发电负荷总发电负荷联络线上功率最大10034.41124.14158.55-58.55最小9017.20574.9492.145-2.1452、区域网电压等级确定2.1选择原则根据电气工程专业毕业设计指南（陈跃 主编）可知， 应符合国家规定的标准电压等级。 应根据本网络的输送容量、输送距离；以及四周电力网的额定电压情况来确定。通过比较经济技术来确定已拟定的几种可行方案。 由发电厂电气部分 （姚春球版）可知，电网电压等级有以下几个等级：220/380V，3kV，6kV，10kV，20kV，35kV，66kV，110kV，220kV，330kV，500kV，等。2.2结论本设计综合考虑以上各因数，故本设计的电力网电压等级确定为110kV。 3、待见变电所主变压器选择3.1 变压器台数的选择 根据电气工程专业毕业设计指南（陈跃 主编）可知：大中型发电厂和枢纽变电所与系统联系你比较强时，为了保证其供电的可靠性，变电所一般装设2台以上主变压器；枢纽变电所装设2到4台；分析说明书可知，新建的四个变电所有65%75%不同的重要负荷，为保证可靠供电，所以均设置2台主变压器。3.2 变压器容量的选择根据电气工程专业毕业设计指南（陈跃）可知：变电所的设计应根据工程的5 -10年负荷发展的需要，合理选择容量，如果选择较大，就会增加成本。选择的容量较小，变电所的所需负荷就会被限制，影响电网之间的功率交换和可靠性。因此，选择主变容量要合适。 所选择主变容量应接近国家标准容量系列的变压器。假如计算结果比选择的主变容量偏大时，应进行变压器的过负荷校验。具体校验方法如下。3.3 选择主变压器型式的方法 3.3.1如何确定相数330kV及以下的发电厂和变电所中，与同容量的单相式变压器相比，三相式变压器投资小、 占地少、损耗小、运行维护便捷等优点，一般都选用三相变压器。因此在本次设计中，采用110kV三相式主变压器， 3.3.2 如何确定绕组数对只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，应采用双绕组变压器。本次设计中，均采用110/10kV双绕组变压器。 3.3.3绕组接线组别的确定接线组别，即变压器各侧绕组连接方式的组合，其绕组连接方式直接可以影响线电压相位，要想并列运行，必须要保持与系统线电压相位一致。现行110kV-500kV均有电力三绕组变压器有如下连接方式：其接线组别是“”、“”、“”、“”。考虑系统或机组同步并列要求等因素，不建议使用全星形接线的变压器。因此，本设计主变为110/10kV，选择“”接线。 3.3.4 如何确定调压方式用分接开关来切换变压器的分接头（即改变其变比）来实现对变压器的电压的调整（最高可达30%），有载调压变压器有较多的分接头，并且可带负荷的情况下调整。电力网电压可能有较大变化的220kV及以上的降压变电所，应采用有载调压变压器。3.4 变压器选择和校验方法 （1）正常运行时，满足最大负荷 （3-1）（2）当其中一台停用时，满足最大负荷的60%-70% （3-2）（3）当其中一台停用时，剩下的变压器能满足变电所的全部重要负荷； （3-3） 取以上三种情况的最大值为，然后应选接近于国家标准额定容量。当变压器应进行过负荷能力校验，当偏大时则不需要过负荷校验。校验方法：，计算过负荷系数 ，高于此值即为过负荷。欠负荷系数： (3-4)过负荷系数： (3-5) 根据查“正过负荷曲线”可得允许过负荷倍数，若，则可满足正常过负荷需要。 3.5结论 本设计中，A、C、D变电所采用顺调压，D变电所采用逆调压，由此可知供电线路较长、负荷变动较大，所以A、C、BD变电所选择有载调压变压器，综上所述，A、B、C、D变电所主变压器参数如表3-1所示。表3-1 各变压器参数变电所型号额定电压（kV）连接组别空载损耗(kW)负载损耗 (kW)空载电流阻抗电压高压低压ASFZ9-31500/11011081.25%11，d1137.76133.30.5510.5BSFZ9-16000/11011081.25%20.2477.40.63CSFZ9-16000/11011081.25%20.2477.40.63DSFZ9-20000/11011081.25%2493.60.624 电力网接线方案的选择4.1 选择的原则根据任务书所提供的可设置线路路径为基础，保证区域电网供电的检修、运行、可靠性、操作的灵活性和方便性，新建变电所中都有重要负荷的，可采用环网供电或双回路供电方式。并比较线路长度和接线类型所需要的开关进行比较，桥型接线需要3台开关；单母分段接线形式需要7台开关。现拟定电网的10种可行性方案，如表4-1所示。4.2方案的初步选择接线方案选择采用先技术后经济的原则，技术上不满足要求的，不允考虑，只有满足供电要求和在技术要求的方案，才有追求最经济目标的价值。本次设计采用筛选法，根据分析比较如下各项指标，为进行技术经济比较，先选定两个方案。（1）去除明显不合理的方案，根据供电的可靠性，运行维护的灵活性和方便性等角度；（2）线路长度，短者优先；开关数，少者优先；（3）保护配置的难易程度；（4）将来发展的可能性。编号方案型式开关数（台）线长（km）分析1GDCAB3+3+3+9+4=22135*1.8=243变电所出线过多，线路较长，投资较大，淘汰。2DCBAG3+3+7+3+6=22130*1.8=234发电厂出线过多，投资较大，淘汰。33+3+4+7+7=2497*1.8=144.6供电可靠性和电压质量高，线路较短，保留。4CBADG3+3+7+7+4=24142*1.8=255.6线路较长，淘汰。5CBADG3+3+7+7+4=24105*1.8=189线路较长，淘汰。6CBADG3+3+7+7+4=24112*1.8=201.6线路较长，淘汰。7CBADG3+3+7+3+4=20(24+19)1.8+31+22+26=156.4线路较长，淘汰。8CBADG3+3+3+3+6=18(30+60)1.8+55+27+20=264发电厂出线较多，淘汰。93+3+3+7+4=20(24+31)1.8+19+26+22=166线路较短；开关书较少；小环网可靠性比较好，保留。10CBADG3+3+3+3+4=227(24+26)1.8+22+19+26=157故障时电压质量差；运行调度和继电保护配置较复杂，淘汰。表4-1 可行方案 综上可知，方案3和方案9与其他方案比较，其线路最短，且其可靠性较高，保证了电力网的可靠性，且用线较短，开关数较少。因此，初步选择方案3、9进行经济技术比较。方案3方案95 对所选方案进行导线截面的选择首先根据初选方案的接线方式，计算经济截面来初选导线型号，通过计算比较机械强度、导线的电晕、允许电流、电压损耗来校验所选导线的技术参数。保留满足条件的方案，反之，淘汰。 5.1确定各变电所负荷 已知及，利用： （5-1） ： （5-2）可得下表5-1表5-1 变电所负荷变电所编号最大负荷（MW）负荷曲线性质高压侧(MVA)高压侧(MVA)最大利用小时(h)A200.85A20.111+j14.2712.061+j8.1497300B240.90B24.117+j13.56616.873+j9.1265256C210.86A21.117+j14.4814.774+j9.7427300D190.87B19.118+j11.82211.46+j7.2352565.2选择线路的导线型号，根据电力工程专业毕业设计指南P50图31可查得经济电流密度J，计算出各导线的计算面积，并查附表4初步选出线路导线型号。公式为： 计算截面积 若是双回线：式中：； ； 可得表5-2：表5-2 方案3、9导线型号选择编号接线方式导线型号2GALGJ-185/30ABLGJ-185/30GCLGJ-185/30CDLGJ-185/304GALGJ-185/30ABLGJ-185/30GCLGJ-185/30CDLGJ-185/30GDLGJ-185/30 5.3对导线进 行校验5.3.1机械强度校验： ；5.3.2电晕校验： ；5.3.3发热校验： 当实际环境条件不同于额定环境条件时，电气设备的长期允许电流即对温度修正系数修正，公式为 。5.3.4.电压损耗校验：在正常运行 和 故 障情况下根 据公式计算 出各段导线 的电压 损耗，（正 常运行，故 障）。通过计算可得表5-4。表5-4 两方案电压损耗比较（%）方案3方案9正常故障正常故障最大损耗允许损耗最大损耗允许损耗最大损耗允许损耗最大损耗允许损耗2.76105.52152.76106.2515综上所述，方案2、4在技术上均合理。6经济比较确定最佳方案6.1经济比较中所需要的几个费用6.1.1工程总投资包括线路总投资；间隔投资；变电所典型 设计综合投资等。6.1.2年运行费用包括电能损耗、设 备折旧、维修、管 理费用等。6.1.3电能损耗费用 包括线路损耗和变电所电能损耗由最大负荷利用小时数和 功率因数查电力工程专 业毕业 设计指 南P21表2-9用插入法计算求得，具体方法见计算书。6.1.4设备折旧、维修、管理费用 ，其中：本设计方案取13%。6.1.5年费用以年费用 最小为最佳方 案。其计算公式如下：；。6.2 经济比较详细计算过程见计算书相关部分。计算结果见表6-1：表6-1 各方案的技术、经济性能列表如下33.029.512305.482632.31192.78407.5893.759.622543.632769.27213.85545.84通过上述经济数据比较，最佳方案为方案(9)。7 对方案9进行潮流和电压计算7.1变压器及线路参数计算7.1.1变压器参数经计算的表7-2，详情请见计算书：表7-1 变电所主变压器参数变电所型号额定电压（kV）连接组别空载损耗(kW)负载损耗 (kW)空载电流阻抗电压高压低压ASFZ-16000/11011081.25%11YN，d1116.273.20.210.5BSFZ-20000/11011022.5%19.288.4CSFZ-16000/11011081.25%16.273.2DSFZ-12500/11011081.25%13.459.9根据变压器给定的参数计算，可得表7-2。表7-2 变压器计算参数变电所()()(MVA)A1.7339.710.0324+j0.064B1.3431.760.0384+j0.08C1.7339.710.0324+j0.064D2.3250.820.0268+j0.057.1.2相关线路 参数经计算，线路的参数列表如下：表7-3 线路的参数线路导线型号长度（km）线路阻抗()充电功率(Mvar)GALGJ-185/30242.04+j4.920.882ABLGJ-185/30221.87+j4.510.809GCLGJ-185/30262.21+j5.330.956CDLGJ-185/30221.87+j4.510.8097.2用最大、最小运算负荷简化电力网计算运算负荷时，应考虑变电 所变压器阻抗损耗（即铜耗、可变损耗）及励磁支路损耗（即铁耗、不变损耗）、高压母线上线路充电功率一半等。即，其中。额定电压下各变电所运算负荷见表7-4,详情见计算书。 表7-4 各变电所运算负荷 单位（MVA）变电所最大运算负荷最小运算负荷A20.11+j14.2712.06+j6.46B24.12+j12.7816.87+j8.32C21.12+j12.7214.77+j7.98D19.12+j11.0111.46+j6.427.3网络潮流分布及电压计算 求最大负荷和最小负荷时各段线路的最终潮流分布。7.3.1最大负荷时潮流分布及变电所电压 由计算书可知，最大、最小负荷的各节点电压：表7-5 各节点电压运行情况节点电压SABCD最大负荷115113.06112.14113.06112.30最小负荷110108.77108.13108.75108.288变压器分接头的选择 8.1计算原则根据相关规定，可见表8-1： 表8-1 调压要求变电所调压要求选择原则A、C、D顺调压B逆调压8.2各变压器分接头选择情况详情请见计算书，可得如下表8-2表8-2分接头选择变电所ABCD调压方式顺调压逆调压顺调压顺调压变压器分接头最大负荷+41.25%+01.25%+41.25%+11.25%最小负荷-11.25%+21.25%+11.25%+01.25%9评价区域电网接线方案方案（9）经过经济技术都比较优越。可以从供电可靠性、运行灵活性、电能质量、经济性等四个方面对该接线方案进行评价。9.1 供电可靠性为了提高供电可靠性，保证重要负荷的连续供电，本电力网接线采用一个链式接线（双回路）和一个环网，满足系统需要。9.2运行灵活性本设计A变电所采用单母分段接线，B、C、D变电所采用桥形接线。当一回线路检修或故障时，切换至另一回线路或，操作灵活。9.3 电能质量经过计算书数据可知，该电网的电压损耗，不管是在正常还是在事故情况下，均能满足要求。另外，本设计变电均采用有载调压变压器，可带负荷调整电压，在保证电能质量的同时也保证了供电可靠性。9.4 电网的经 济性经过计算书计算可知，方案（9）工程投资、年运行费及年费用比较少，电能损耗较低，因此经济性较合理。第二篇 区域电力网设计计算书1 计算有功功率初步平衡1.1最大负荷情 况下的发电负荷 1.2最小负荷情况 下的发电负荷: 2 选择高压配电网电压等级输电线路电压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表2-1。表2-1 输送容量和距离线路额定电压（kV）输送容量（MW）输送距离（km）605.0-20.020-10011010.0-50.050-150220100.0-300.0100-300330200.0-1000.0200-600500800.0-2000.0400-1000 电网电压等级决定于输电功率输电距离，还要考虑到周围已有电网的电压等级。根据给定的任务书中的数据分析，本设计选择110kV。3 选择变电所主变容量每个变电所选择配置两台主变， 因为四个变电所都要重要负荷，保证其供电的可靠性。3.1 A变电所(负荷曲线A)主变容量的选择(1)其中一台退出运行,剩下的可带走全部最大负荷的70%(2)其中一台退出运行,剩下的可带走全部的重要负荷取以上两者中最大值为，根据的值选择接近的；因为, 所以进行过负荷校验。，高于此值即为过负荷,从负荷曲线上看出T=8h。计算欠负荷系数过负荷系数 根据负荷 时间T=2h和欠负荷 系数,可查发电厂电 气部分P423图11-6的过负荷数,因此所 选主变不满足要求。所以重新选择，因为, 所以不需要进行过负荷校验。综上，A变电所选取两台。3.2 B变电所(负荷曲线B)主变容量的选择(1)其中一台退出运行,剩下的可带走全部最大负荷的60%:(2)其中一台退出运行,剩下的可带走全部的重要负荷:取以上三者中最大值为，根据的值选择接近的，因为,所以要进行 过负荷校验。，高于此值即为过负荷,从负荷曲线上看出T=2h。根据负荷时间T=2h和欠负荷系数，查发电厂电气部分P423图11-6的过负荷数,因此所选主变满足要求，综上，B变电所选取两台。3.3 C变电所(负荷曲线A)主变容量的选择(1)其中一台退出运行,剩下的可带走全部最大负荷的60%:(2)其中一台退出运行,剩下的可带走全部的重要负荷: 取以上三者中最大值为，根据选择接近的，因为,所以不要过负荷校验。校验:，高于此值即为过负荷,从负荷曲线上看出T=8h。欠负荷系数过负荷系数 根据负荷时间T=8h和欠负荷系数，查发电厂 电气部分P423图 11-6的过负荷数,因此所选主变不满足要求。所以重新选择，因为, 所以不需要进行过负荷校验，因此，C 变电所选择两台。3.4 D变电所(负荷曲线B)主变容量的选择(1)其中一台退出运行,剩下的可带走全部最大负荷的60%:(2)其中一台退出运行,剩下的可带走全部的重要负荷:取以上三者中最大值为。选择，因为,所以要行过负荷校验。校验:，高于此值即为过负荷,从负荷曲线上看出T=2h。计算欠负荷系数过负荷系数 根据欠负荷系数,负荷时间T=2h，查发电厂电气部分P423图11-6的过负荷数,因此所选主变满足要求。综上，D变电所选择两台。4 方案初定4.1接线方式断路器个数:由于配电装置,出线回路为34回时,采用单母分段接线,其中开关数为7个；内外桥其中的开关数为3个（具体的开关数列在下表中）。10种可行性方案开关数与线路长度：13+3+3+9+4=2223+3+3+7+6=2233+3+4+7+7=2443+3+7+7+4=2453+3+7+7+4=2463+3+7+7+4=2473+3+7+7+4=2483+3+3+3+6=1893+3+7+3+4=20103+3+3+3+4=164.2选择各线路的导线型号4.2.1负荷曲线A: （1）各变电所 的最大负荷: （2）各变电所 的最小负荷: 4.2.2选择方案(3)导线型号在电气工程专业毕业设计指南P48图3-1中应用直线插值法得到的经济电流密度如下:SA: SD:DC :CB: 每段导线流过的最大电流，经济截面和选择的导线类型如下: 选择初选导线型号见表4.2 有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值(/KM)长度(KM)GALGJ-150/2530GDLGJ-240/4020DCLGJ-150/2527CBLGJ-120/25204.2.3 方案(9)的导线型号的选择根据每段导线的,在电气工程专业毕业设计指南P48图3-1中应用直线插值法得到的查经济电流密度J如下: 每段导线流过的最大电流，经济截面和选择的导线类型如下:CD选择导线型号与GA和GD相同，因此CD选取导线型号为:LGJ-150/25。选择初选导线型号见表4.2 有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值(/KM)长度(KM)GALGJ-210/3530ABLGJ-120/2535GCLGJ-150/2555GDLGJ-150/2520CDLGJ-150/25274.3对方案（3）、（9）校验导线的截面积4.3.1方案（3）的导线校验4.3.1.1按机械强度校验 为保证必要的机械强度，根据相关规程规定，1-10kV不得采用单回线，其最小截面积如下表所示（单位）。表4.2 满足机械强度要求的导线最小截面（）导线类型通过居民区通过非居民区铝绞线 35 25铝合金线 35 25铜芯铝线 25 16铜线 16 16因此，所选的全部导线不小于35，满足机械强度的要求。4.3.1.2按电晕校验所选全部导线不小于70满足电晕要求。4.3.1.3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电流，相关规程规定，进行这种校验时，钢芯铝绞线的允许温度一般取70。按此规定并取导线周围环境温度为25时，各种导线的长期允许通过电流如表表4.4所示。 如果当地的最高月平均温度不同于25，应进行修正。 表4.5不同周围环境温度下的修正系数环境温度（）-505101520253035404550修正系数1.291.241.201.151.111.051.000.940.880.810.740.67 本高压配电网所在地区的最高气温月的最高平均温度为30，应用插值法得到温度修正系数取0.916.GA:GA断开一回,流过GA另一回的最大电流为2105.52=211.04(A) 小于 ,所选导线型号满足要求。GD:GD断开一回,流过GB另一回的最大电流为2211.18=422.36(A), 小于,所选导线型号满足要求。DC:DC断开一回,流过DC另一回的最大电流为2132=264(A), 小于,所选导线型号满足要求。CB:CB断开一回，流过GD另一回的最大电流为273=146(A), 小于,所选导线型号满足要求。4.3.2电压损耗校验(正常运行) 查电气工程专业毕业设计指南P156附表4（610kV架空线路的电阻和电抗值），得导线参数：4.3.2.1正常情况下的电压损耗GA：只供A变电所GD:供D、C、B变电所DC:只供C变电所CB:只供D变电所4.2.2.7故障情况下(双回断一回)的电压损耗：GA：GB：BC：4.3.3方案(9)的导线校验导线截面积4.3.3.1按机械强度校验和电晕校验同上。4.3.3.2发热校验，按允许载流量校验导线截面积GA:双回断开一回线路，流过另一回的最大电流为, 小于,所选导线型号满足要求。AB:双回断开一回线路，流过另一回的最大电流为, 小于，所选导线型号满足要求。AB:双回断开一回线路，流过另一回的最大电流为, 小于，所选导线型号满足要求。GC:双回断开一回线路，流过另一回的最大电流为, 小于，所选导线型号满足要求。GD:双回断开一回线路，流过另一回的最大电流为, 小于，所选导线型号满足要求。CD:正常情况下开环运行，故障情况下通过的最大电流158（A）， 小于，所选导线型号满足要求。4.3.3.3电压损耗校验 同上4.3.3.6 计算线路参数4.3.3.4 正常情况下的电压损耗GA:只供A、B变电所：AB:只供B变电所:GC:只供C变电所GD:只供D变电所4.3.3.5故障情况下的电压损耗GA：（双回线断开一回）AB：（双回线断开一回）GC:供C、D变电所GD：供C、D变电所5 初步选择方案（1）（2）进行经济比较5.1线路投资查电气工程专业毕业设计指南P185附表52：表5.1送电工程综合限额设计控制指标电压等级导线规格单位造价（万元/km）110kV平地纯混凝土杆 LGJ-12014.75纯混凝土杆 LGJ-150 15.10纯混凝土杆 LGJ-185 17.78纯混凝土杆 LGJ-240 20.225.1.1方案(3)的线路投资线路总投资5.1.2方案(9)的线路投资 线路总投资5.2线路总折旧5.2.1方案（3）线路折旧5.2.2方案（9）线路折旧5.3 变电总投资 5.3.1 方案(3)的变电所投资 发电厂新增间隔8个，A、B 变电所均采用桥型接线，C、D变电所均采用单母分段接线。根据设计指南189页表56可得： 变电所总投资为：5.3.2 方案(2)的变电所投资 A、B、C、D变电所其中A变电所采用单母分段所以发电厂新增间隔 4个，根据设计指南189页表56可得： 变电所总投资为：5.4 变电所折旧费 由参考资料可知，折旧率为14%，折旧率为 13%。 5.4.1 方案(3)的变电所折旧 5.4.2 方案(9)的变电总折旧 5.5 工程总投资 5.5.1 方案(1)的工程总投 5.5.2 方案(2)的工程总投资5.6 设备折旧费，维修、管理费用 5.6.1 方案(3)的设备折旧费，维修、管理费用5.6.2 方案(9)的设备折旧费，维修、管理费用= + =5.7电能损耗5.7.1变电所的电能损耗变电所A：变电所B：变电所C：变电所D：5.7.2方案（3）的电能损耗 根据 查电气工程专业毕业设计指南P21表2-9，得:GA：得:GD:得:DC:得CB：得:根据以上计算，则方案(3)的总电能损耗：5.7.3方案(9)的电能损耗GA：得:AB:得:GC:得:GD:得:根据以上计算，则方案(2)的总电能损耗5.85.5.8电能损耗费用（电价为0.4/KWh）5.8.1 方案(3)电能损耗费用 5.8.2 方案(9)电能损耗费用 5.9 年费用 5.9.1 方案(1)的年费用 5.9.2 方案(2)的年费用 表5.2 两种方案的经济和技术比较方案技术比较经济比较年费用（万元）正常情况故障情况总投资Z（万元）电能损耗总折旧U(万元)（1）2.846.387842.982395.7849.021772.36（2）3.216.428096.051822.82880.67551811.053通过经济比较，方案(9)总投资及年费用比方案(3)低，但除相同外，方案（9）的线路电压损耗小于（3），所以方案（9）为最佳方案。 6 方案9进行潮流计算接线图如下: 6.1计算变压器及线路的参数6.1.1变压器的参数表6.1 变压器的技术参数变电所型号空载损耗(kw)负载损耗(kw)空载电流阻抗电压ASFZ9-31500/11037.76133.30.5510.5BSFZ9-16000/11020.2477.40.6310.5CSFZ9-16000/11020.2477.40.6310.5DSFZ9-20000/1102493.60.6210.56.1.2变压器参数的计算（1）A变电所的参数(2)B变压器的参数(3)C变压器的参数(4)D变压器的参数6.1.3线路的参数表6.2 线路的参数线段导线型号长度（km）线路阻抗电容GA (双回路)LGJ-210/35304.5+j12.153.7210.558AB（双回路）LGJ-120/25357.805+j14.7353.5720.625GC (单回路)LGJ-150/255511.55+j22.883.6180.995GD（单回路）LGJ-150/25204.2+j8.323.6180.362CD（单回路）LGJ-150/25274.05+j10.9353.6180.4886.1.4线路的充电功率查电气工程专业毕业设计指南P157附表6可知：GA：AB：GC：GD：CD：6.2简化电力等值网络6.2.1各变电所负荷情况表6.3 各变电所最大、最小负荷情况变压所编号最大负荷(MW)功率因数COS负荷曲线性 质A360.9A36+j17.4425.2+j12.208B250.9B25+j12.1112.5+j6.055C200.9A20+j9.6914+j6.783D270.9B27+j13.0812.5+j6.546.2.2各变电所等值负荷计算（最大，最小负荷均按两台变压器并列运行计算）6.2.3最大负荷时：A变电所：B变电所：C变电所D变电所因此，本系统等值电路可以简化为：SAB(链式网)SCDS(环网)6.2.4最小负荷下：A变电所B变电所C变电所D变电所因此，本电力网可以简化为：SAB(链式网)SCDS(环网)6.3网络潮流分布及电压计算6.3.1链式网SAB最大负荷时的潮流计算从右往左算：(设首端电压,末端功率)从左往右计算：,满足要求。,满足要求。6.3.2链式网SAB最小负荷时的潮流计算从右往左算：(设首端电压,末端功率)从左往右计算：,满足要求。,满足要求。6.3.3环网SCDS最大负荷情况的潮流分布及电压计算用复功率法求得各段线路的初步功率分布,从功率分点处将环网拆开,向两侧电源推算,求得最大负荷和最小负荷时各段线路的最终潮流分布。由于各线路参数相同，可进行如下初步潮流计算：以上计算可得与假设方向相反,所以，A为环网GABG的功率分点，闭式环网在C点打开。潮流分布：在无功功率分点C处将环网拆开成两条辐射线：(1)辐射线SC计算:设末端电压为,末端功率(2)辐射线SBC计算:已知首端电压,首端功率：电压计算：6.3.4环网SCDS最小负荷情况的潮流分布及电压计算由于各线路参数相同，可进行如下初步潮流计算： 以上计算可得与假设方向相同,所以，C为环网GABG的功率分点，闭式环网在C点打开。潮流分布：在无功功率分点C处将环网拆开成两条辐射线：(1)辐射线SC计算:设末端电压为,末端功率(2)辐射线SDC计算:已知首端电压,首端功率：电压计算： 7 变压器分接头的选择任务书具体调压要求如下表：变电所调压要求原则A、C、D顺调压B逆调压7.1 变电所分接头的选择及校验7.1.1 A变电所分接头的选择及校验A变电所：顺调压满足，因两台主变并列运行，所以 选择调压分接头：最大负荷时选：最小负荷时选：校验：最小负荷时选：7.1.2 B变电所分接头的选择及校验B变电所：逆调压满足，因两台主变并列运行，所以 。 选择调压分接头最大负荷时选：最小负荷时选：校验：所以：最大负荷时选：最小负荷时选：7.1.3 C变电所分接头的选择及校验C变电所：顺调压满足，因两台主变并列运行，所以 。选择调压分接头最大负荷时选：最小负荷时选：校验：7.1.4 D变电所分接头的选择及校验D变电所：顺调压满足，因两台主变并列运行，所以 。 选择调压分接头最大负荷时选：最小负荷时选：校验：最小负荷时选：第二部分220kV降压变电所设计第一篇降压变电所设计说明书1变电所总体情况拟建变电所220kV侧有4回电源进线，110kV侧采用双回路向炼钢厂供电；在变电所附近的11个10kV地区负荷，可知，该变电所为枢纽变电所。1.1气象条件地区历年最高气温：40地区最热月平均最高气温：28其他情况（略）1.2电压等级根据任务书要求，变电所电压等级确定为：220/110/10kV。1.3负荷情况及负荷分析 变电所主要负荷由任务书可得如下：负载名称电压等级最大负荷功率因数回路数量重要负荷百分数炼钢厂110kV45000kW0.95265%矿机厂10kV1800kW0.9250%机械厂10kV1500kW0.9245%汽车厂10kV1100kW0.9272%电机厂10kV1100kW0.9236%炼油厂10kV1800kW0.9276%饲料厂10kV500kW0.910%1.4负荷分析 10kV负荷，从任务书上看，变电所10kV最大负荷同时率达到0.9，功率因数为0.9，可计算：变电所10kV侧总负荷：变电所10kV侧最大负荷：变电所10kV侧负载容量：现有10kV最大负载容量： 110kV负荷变电所110kV侧总负荷及最大负荷：变电所110kV侧负载容量：1.5变电所的规模拟建变电所位于城市近郊，110kV向炼钢厂供电，在变电所附近还有一些地区负荷，不用考虑远景规划，变电所规模为：主变压器2台，容量2120MVA电压等级为220/110/10kV；220kV出线4回；110kV出线2回；10kV出线11回。2主变压器的选择2.1主变压器台数的确定根据电力工程电气设计手册的规定： 与系统有较强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级的情况下，主变压器应不小于2台； 本变电所有110kV侧炼钢厂，10kV有矿机厂、饲料厂、汽车厂、机械厂、电机厂等重要负荷，为确保供电 的可靠性和灵活性, 所以本变电所选择两台主变压器互为备用。2.2 主变压器容量的确定根据220kV500kV变电所 设计技术规程（DL/T5218-2005）的7.2.1条规定：凡装有2台及以上主变压器，当一台事故停运以后，在不过载的状态下，剩下的变压器容量应保证70%全部负荷；此外，其中任一台停运后，剩下的变压器能满足全部重要负荷，取两者较大值为参考值并进行偏小选取，需要进行过负载能力校验；否者，可避免过负荷校验。由于该变电所在系统中的重要性，以及该变电所负荷的特殊性，根据以上原则，查电力工程专业毕业设计P161附表22,选择参数偏大接近的变压器，本设计选择单台变压器容量为120MVA。2.3主变压器型式的确定2.3.1 主变相数根据6kV500kV变电所设计技术规程规定：220kV330kV变压器若不受客观条件限制，应选用三相变压器。本设计采用三相式变压器。2.3.2 主变绕组数据发电厂电气部分P117说明：有两种升高电压向用户供电与系统连接的发电厂，并且有三种电压的变电所，所以变电所设计选用三绕组变压器。2.3.3 主变各绕组连接方式的组合我国电力变压器的220kV三相绕组所采用的绕组连接方式，110kV及以上系统电压侧连接大多数是“YN，d11”，即中性点引出并直接接地，两个系统之间有30的角度差；2.3.4 主变调压方式变压器的电压调整是通过其改变分接头，从而改变变比来实现；调压方式分为两种，分接头必须在停电时才能调整，称为无励磁调压，调整范围只有10%；另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。本变电所主变主要是为当地负荷供电，因负荷的特殊性，为了保证供电质量和供电的连续性，所以设计变压器的调压方式采用有载调压。2.3.5 主变冷却方式主变压器冷却方式只要有如下几类：自然风冷却、强迫空气冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却；强迫油循环风冷却，但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大，并用风扇对