110kV區(qū)域電網及降壓變電所設計 電氣工程專業(yè)

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1、 本次設計根據論文老師下達的任務書和查閱一些相關資料，對110kV區(qū)域電力網及其降壓變電所設計進行了詳情的闡述，其中包括變電所設計的基本原理、基本步驟和基本方法。依據任務書給出的相關信息，通過負荷計算來了解電源與系統(tǒng)之間聯(lián)絡線上潮流分布情況；確定主變容量，并對不符合要求的容量進行過負荷校驗；通過相關技術經濟手段來確定接線方案；對選定的接線方案進行潮流計算與調壓計算；編寫其說明書和計算書。根據負荷資料和考慮未來發(fā)展，選擇合適的變壓器；對各電壓等級的系統(tǒng)進行主接線的確定；計算最大持續(xù)工作電流和最大運行時的各個短路點電流；按正常情況下選擇設備，按短路情況校驗設備；選擇和校驗10kV硬母線等。本次設計

2、最主要部分就是潮流計算和短路計算，反復推敲其原理并進行仔細的計算，在說明書和計算書中采取諸多圖文并茂的形式，以方便讀者閱讀。關鍵詞： 區(qū)域電網,降壓變電所,潮流計算，短路電流計算。目錄第一部分 區(qū)域電力網的設計6第一篇區(qū)域電網設計說明書6第二篇 區(qū)域電力網設計計算書20第二部分220kV降壓變電所設計60第一篇降壓變電所設計說明書601變電所總體情況601.1氣象條件601.2電壓等級601.3負荷情況及負荷分析601.4負荷分析601.5變電所的規(guī)模612主變壓器的選擇622.1主變壓器臺數的確定622.2 主變壓器容量的確定622.3主變壓器型式的確定623電氣主接線和配電裝置的選擇643

3、.1確定主接線643.2配電裝置的選擇64第二篇降壓變電所設計計算書791系統(tǒng)各電源參數情況791.1 火力發(fā)電廠A參數791.2 火力發(fā)電廠B參數791.3 220kV系統(tǒng)C參數791.4 線路參數802負載情況參數802.1 負載參數802.2 其它參數802.3溫度情況參數803變電所負荷分析計算813.1主變負荷統(tǒng)計813.2重要負荷823.3負荷發(fā)展情況834主變容量選擇844.1 最大輸出負荷容量844.2 重要負荷容量844.3 變電所單臺變壓器的最小容量844系統(tǒng)及變電所阻抗參數864.1基準值確定864.2網絡各基本參數標幺值864.3線路阻抗參數904.4兩個發(fā)電廠最大運方

4、等值阻抗955變電所220kV側短路分析975.1全接線運方等值阻抗975.2網絡等值電路975.3 流過各斷路器的短路電流99分析比較1026變電所110kV側短路分析1046.1兩臺主變并列運行短路情況1046.1.1 變壓器等值阻抗1046.1.2 各電源到故障點的轉移電抗1046.1.3 各電源的計算電抗1056.1.4 各電源短路周期分量起始值1056.1.5 流過各斷路器的短路電流1056.2單臺主變運行短路情況1056.2.1 變壓器等值阻抗1056.2.2 發(fā)電廠到故障點的轉移電抗1066.2.3 各電源的計算電抗1066.2.4 各電源短路周期分量起始值1076.2.5 流過

5、各斷路器的短路電流107分析比較1077變電所10kV側短路分析1097.1兩臺主變并列運行短路情況1097.2單臺主變運行短路情況111分析比較1138變電所各回路工作電流1148.1變電所220kV側1148.2變電所110kV側1148.3變電所10kV側115各斷路器短路沖擊電流118各斷路器流過短路電流的熱效應11810、110kV間隔設備參數校驗分析計算11910.1計算條件11910.2主變并列運行時短路電流1192.3 各時刻短路電流1192.4 主變并列時短路電流表120單主變運行時短路電流1203.1 各電源到故障點的計算阻抗1203.2 各電源到故障點標么值：1203.2

6、 各時刻短路電流：1203.3 單主變運行時短路電流表120各斷路器流過短路電流121各斷路器短路沖擊電流121各斷路器流過短路電流的熱效應12111 變電所10kV間隔設備參數校驗分析計算12211.1計算條件12211.2各電源到故障點的計算阻抗12211.3各電源到故障點短路電流1222.3 各電源到故障點短路電流1222.4 主變并列時短路電流表122單主變運行時短路電流1233.1 各電源到故障點的計算阻抗1233.2 各電源到故障點短路電流1233.3 單主變運行時短路電流表123各斷路器短路沖擊電流124各斷路器流過短路電流的熱效應12412 變電所10kV硬母線分析計算1251

7、1.1導體長期發(fā)熱允許電流12511.2 熱穩(wěn)定最小面積12511.3 動穩(wěn)定計算126第一部分 區(qū)域電力網的設計第一篇區(qū)域電網設計說明書1 高壓配電網有功功率初步平衡1.1 有功功率平衡目的我們根據相關計算，用本高壓配電網在最大負荷和最小負荷數據分析有功功率的初步平衡，就可以了解發(fā)電廠運行方式，另外我們還可以通過計算得知有功功率盈余和缺額，這樣我們就能了解發(fā)電廠與各電源之間在其聯(lián)絡線上潮流分布情況。1.2 有功功率平衡分析分兩種情況（最大和最小負荷）進行分析，其計算公式如下： 1.2.1原有電網的發(fā)電負荷 (1-1) 式中：原有電網最大負荷之和； 同時率（取1）； 廠用電率（取7%）。 1.

8、2.2本新建電網的發(fā)電負荷 (1-2） 其中：； 。 1.2.3總的發(fā)電負荷 （1-3）經計算書計算可得表1-1： 表1-1 電網有功平衡 （單位：MW）負荷狀態(tài)發(fā)電機總出力原有電網發(fā)電負荷新建電網發(fā)電負荷總發(fā)電負荷聯(lián)絡線上功率最大10034.41124.14158.55-58.55最小9017.20574.9492.145-2.1452、區(qū)域網電壓等級確定2.1選擇原則根據電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南（陳躍 主編）可知， 應符合國家規(guī)定的標準電壓等級。 應根據本網絡的輸送容量、輸送距離；以及四周電力網的額定電壓情況來確定。通過比較經濟技術來確定已擬定的幾種可行方案。 由發(fā)電廠電氣部分 （姚春球版

9、）可知，電網電壓等級有以下幾個等級：220/380V，3kV，6kV，10kV，20kV，35kV，66kV，110kV，220kV，330kV，500kV，等。2.2結論本設計綜合考慮以上各因數，故本設計的電力網電壓等級確定為110kV。 3、待見變電所主變壓器選擇3.1 變壓器臺數的選擇 根據電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南（陳躍 主編）可知：大中型發(fā)電廠和樞紐變電所與系統(tǒng)聯(lián)系你比較強時，為了保證其供電的可靠性，變電所一般裝設2臺以上主變壓器；樞紐變電所裝設2到4臺；分析說明書可知，新建的四個變電所有65%75%不同的重要負荷，為保證可靠供電，所以均設置2臺主變壓器。3.2 變壓器容量的選擇根據電

10、氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南（陳躍）可知：變電所的設計應根據工程的5 -10年負荷發(fā)展的需要，合理選擇容量，如果選擇較大，就會增加成本。選擇的容量較小，變電所的所需負荷就會被限制，影響電網之間的功率交換和可靠性。因此，選擇主變容量要合適。 所選擇主變容量應接近國家標準容量系列的變壓器。假如計算結果比選擇的主變容量偏大時，應進行變壓器的過負荷校驗。具體校驗方法如下。3.3 選擇主變壓器型式的方法 3.3.1如何確定相數330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中，與同容量的單相式變壓器相比，三相式變壓器投資小、 占地少、損耗小、運行維護便捷等優(yōu)點，一般都選用三相變壓器。因此在本次設計中，采用110kV三相式主變

11、壓器， 3.3.2 如何確定繞組數對只有一種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及只有兩種電壓的變電所，應采用雙繞組變壓器。本次設計中，均采用110/10kV雙繞組變壓器。 3.3.3繞組接線組別的確定接線組別，即變壓器各側繞組連接方式的組合，其繞組連接方式直接可以影響線電壓相位，要想并列運行，必須要保持與系統(tǒng)線電壓相位一致?，F(xiàn)行110kV-500kV均有電力三繞組變壓器有如下連接方式：其接線組別是“”、“”、“”、“”?？紤]系統(tǒng)或機組同步并列要求等因素，不建議使用全星形接線的變壓器。因此，本設計主變?yōu)?10/10kV，選擇“”接線。 3.3.4 如何確定調壓方式用分接開關來切換變壓器的

12、分接頭（即改變其變比）來實現(xiàn)對變壓器的電壓的調整（最高可達30%），有載調壓變壓器有較多的分接頭，并且可帶負荷的情況下調整。電力網電壓可能有較大變化的220kV及以上的降壓變電所，應采用有載調壓變壓器。3.4 變壓器選擇和校驗方法 （1）正常運行時，滿足最大負荷 （3-1）（2）當其中一臺停用時，滿足最大負荷的60%-70% （3-2）（3）當其中一臺停用時，剩下的變壓器能滿足變電所的全部重要負荷； （3-3） 取以上三種情況的最大值為，然后應選接近于國家標準額定容量。當變壓器應進行過負荷能力校驗，當偏大時則不需要過負荷校驗。校驗方法：，計算過負荷系數 ，高于此值即為過負荷。欠負荷系數： (3

13、-4)過負荷系數： (3-5) 根據查“正過負荷曲線”可得允許過負荷倍數，若，則可滿足正常過負荷需要。 3.5結論 本設計中，A、C、D變電所采用順調壓，D變電所采用逆調壓，由此可知供電線路較長、負荷變動較大，所以A、C、BD變電所選擇有載調壓變壓器，綜上所述，A、B、C、D變電所主變壓器參數如表3-1所示。表3-1 各變壓器參數變電所型號額定電壓（kV）連接組別空載損耗(kW)負載損耗 (kW)空載電流阻抗電壓高壓低壓ASFZ9-31500/11011081.25%11，d1137.76133.30.5510.5BSFZ9-16000/11011081.25%20.2477.40.63CSF

14、Z9-16000/11011081.25%20.2477.40.63DSFZ9-20000/11011081.25%2493.60.624 電力網接線方案的選擇4.1 選擇的原則根據任務書所提供的可設置線路路徑為基礎，保證區(qū)域電網供電的檢修、運行、可靠性、操作的靈活性和方便性，新建變電所中都有重要負荷的，可采用環(huán)網供電或雙回路供電方式。并比較線路長度和接線類型所需要的開關進行比較，橋型接線需要3臺開關；單母分段接線形式需要7臺開關?，F(xiàn)擬定電網的10種可行性方案，如表4-1所示。4.2方案的初步選擇接線方案選擇采用先技術后經濟的原則，技術上不滿足要求的，不允考慮，只有滿足供電要求和在技術要求的方

15、案，才有追求最經濟目標的價值。本次設計采用篩選法，根據分析比較如下各項指標，為進行技術經濟比較，先選定兩個方案。（1）去除明顯不合理的方案，根據供電的可靠性，運行維護的靈活性和方便性等角度；（2）線路長度，短者優(yōu)先；開關數，少者優(yōu)先；（3）保護配置的難易程度；（4）將來發(fā)展的可能性。編號方案型式開關數（臺）線長（km）分析1GDCAB3+3+3+9+4=22135*1.8=243變電所出線過多，線路較長，投資較大，淘汰。2DCBAG3+3+7+3+6=22130*1.8=234發(fā)電廠出線過多，投資較大，淘汰。33+3+4+7+7=2497*1.8=144.6供電可靠性和電壓質量高，線路較短，保

16、留。4CBADG3+3+7+7+4=24142*1.8=255.6線路較長，淘汰。5CBADG3+3+7+7+4=24105*1.8=189線路較長，淘汰。6CBADG3+3+7+7+4=24112*1.8=201.6線路較長，淘汰。7CBADG3+3+7+3+4=20(24+19)1.8+31+22+26=156.4線路較長，淘汰。8CBADG3+3+3+3+6=18(30+60)1.8+55+27+20=264發(fā)電廠出線較多，淘汰。93+3+3+7+4=20(24+31)1.8+19+26+22=166線路較短；開關書較少；小環(huán)網可靠性比較好，保留。10CBADG3+3+3+3+4=227

17、(24+26)1.8+22+19+26=157故障時電壓質量差；運行調度和繼電保護配置較復雜，淘汰。表4-1 可行方案 綜上可知，方案3和方案9與其他方案比較，其線路最短，且其可靠性較高，保證了電力網的可靠性，且用線較短，開關數較少。因此，初步選擇方案3、9進行經濟技術比較。方案3方案95 對所選方案進行導線截面的選擇首先根據初選方案的接線方式，計算經濟截面來初選導線型號，通過計算比較機械強度、導線的電暈、允許電流、電壓損耗來校驗所選導線的技術參數。保留滿足條件的方案，反之，淘汰。 5.1確定各變電所負荷 已知及，利用： （5-1） ： （5-2）可得下表5-1表5-1 變電所負荷變電所編號最

18、大負荷（MW）負荷曲線性質高壓側(MVA)高壓側(MVA)最大利用小時(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選擇線路的導線型號，根據電力工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P50圖31可查得經濟電流密度J，計算出各導線的計算面積，并查附表4初步選出線路導線型號。公式為： 計算截面積 若是雙回線：式中：； ； 可得表5-2：表5-2 方案

19、3、9導線型號選擇編號接線方式導線型號2GALGJ-185/30ABLGJ-185/30GCLGJ-185/30CDLGJ-185/304GALGJ-185/30ABLGJ-185/30GCLGJ-185/30CDLGJ-185/30GDLGJ-185/30 5.3對導線進 行校驗5.3.1機械強度校驗： ；5.3.2電暈校驗： ；5.3.3發(fā)熱校驗： 當實際環(huán)境條件不同于額定環(huán)境條件時，電氣設備的長期允許電流即對溫度修正系數修正，公式為 。5.3.4.電壓損耗校驗：在正常運行 和 故 障情況下根 據公式計算 出各段導線 的電壓 損耗，（正 常運行，故 障）。通過計算可得表5-4。表5-4 兩

20、方案電壓損耗比較（%）方案3方案9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2.76105.52152.76106.2515綜上所述，方案2、4在技術上均合理。6經濟比較確定最佳方案6.1經濟比較中所需要的幾個費用6.1.1工程總投資包括線路總投資；間隔投資；變電所典型 設計綜合投資等。6.1.2年運行費用包括電能損耗、設 備折舊、維修、管 理費用等。6.1.3電能損耗費用 包括線路損耗和變電所電能損耗由最大負荷利用小時數和 功率因數查電力工程專 業(yè)畢業(yè) 設計指 南P21表2-9用插入法計算求得，具體方法見計算書。6.1.4設備折舊、維修、管理費用 ，其中

21、：本設計方案取13%。6.1.5年費用以年費用 最小為最佳方 案。其計算公式如下：；。6.2 經濟比較詳細計算過程見計算書相關部分。計算結果見表6-1：表6-1 各方案的技術、經濟性能列表如下33.029.512305.482632.31192.78407.5893.759.622543.632769.27213.85545.84通過上述經濟數據比較，最佳方案為方案(9)。7 對方案9進行潮流和電壓計算7.1變壓器及線路參數計算7.1.1變壓器參數經計算的表7-2，詳情請見計算書：表7-1 變電所主變壓器參數變電所型號額定電壓（kV）連接組別空載損耗(kW)負載損耗 (kW)空載電流阻抗電壓高

22、壓低壓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根據變壓器給定的參數計算，可得表7-2。表7-2 變壓器計算參數變電所()()(MVA)A1.7339.710.0324+j0.064B1.3431.760.0384+j0.08C1.7339.710.0324+j0.064D2.3250.820.0268+j0.057.1.2相關線路 參數經計算，線路的參數列表如下

23、：表7-3 線路的參數線路導線型號長度（km）線路阻抗()充電功率(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、最小運算負荷簡化電力網計算運算負荷時，應考慮變電 所變壓器阻抗損耗（即銅耗、可變損耗）及勵磁支路損耗（即鐵耗、不變損耗）、高壓母線上線路充電功率一半等。即，其中。額定電壓下各變電所運算負荷見表7-4,詳情見計算書。 表7-4 各變電所運算負荷 單位（MVA）變電所最大運算負荷

24、最小運算負荷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網絡潮流分布及電壓計算 求最大負荷和最小負荷時各段線路的最終潮流分布。7.3.1最大負荷時潮流分布及變電所電壓 由計算書可知，最大、最小負荷的各節(jié)點電壓：表7-5 各節(jié)點電壓運行情況節(jié)點電壓SABCD最大負荷115113.06112.14113.06112.30最小負荷110108.77108.13108.75108.288變壓器分接頭的選擇 8.1計算原則根據相關規(guī)定，可見表8-1：

25、表8-1 調壓要求變電所調壓要求選擇原則A、C、D順調壓B逆調壓8.2各變壓器分接頭選擇情況詳情請見計算書，可得如下表8-2表8-2分接頭選擇變電所ABCD調壓方式順調壓逆調壓順調壓順調壓變壓器分接頭最大負荷+41.25%+01.25%+41.25%+11.25%最小負荷-11.25%+21.25%+11.25%+01.25%9評價區(qū)域電網接線方案方案（9）經過經濟技術都比較優(yōu)越?？梢詮墓╇娍煽啃?、運行靈活性、電能質量、經濟性等四個方面對該接線方案進行評價。9.1 供電可靠性為了提高供電可靠性，保證重要負荷的連續(xù)供電，本電力網接線采用一個鏈式接線（雙回路）和一個環(huán)網，滿足系統(tǒng)需要。9.2運行靈

26、活性本設計A變電所采用單母分段接線，B、C、D變電所采用橋形接線。當一回線路檢修或故障時，切換至另一回線路或，操作靈活。9.3 電能質量經過計算書數據可知，該電網的電壓損耗，不管是在正常還是在事故情況下，均能滿足要求。另外，本設計變電均采用有載調壓變壓器，可帶負荷調整電壓，在保證電能質量的同時也保證了供電可靠性。9.4 電網的經 濟性經過計算書計算可知，方案（9）工程投資、年運行費及年費用比較少，電能損耗較低，因此經濟性較合理。第二篇 區(qū)域電力網設計計算書1 計算有功功率初步平衡1.1最大負荷情 況下的發(fā)電負荷 1.2最小負荷情況 下的發(fā)電負荷: 2 選擇高壓配電網電壓等級輸電線路電壓的確定應

27、符合國家規(guī)定的標準電壓等級，我國現(xiàn)行的輸電線路額定電壓標準見表2-1。表2-1 輸送容量和距離線路額定電壓（kV）輸送容量（MW）輸送距離（km）605.0-20.020-10011010.0-50.050-150220100.0-300.0100-300330200.0-1000.0200-600500800.0-2000.0400-1000 電網電壓等級決定于輸電功率輸電距離，還要考慮到周圍已有電網的電壓等級。根據給定的任務書中的數據分析，本設計選擇110kV。3 選擇變電所主變容量每個變電所選擇配置兩臺主變， 因為四個變電所都要重要負荷，保證其供電的可靠性。3.1 A變電所(負荷曲線A)

28、主變容量的選擇(1)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部最大負荷的70%(2)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部的重要負荷取以上兩者中最大值為，根據的值選擇接近的；因為, 所以進行過負荷校驗。，高于此值即為過負荷,從負荷曲線上看出T=8h。計算欠負荷系數過負荷系數 根據負荷 時間T=2h和欠負荷 系數,可查發(fā)電廠電 氣部分P423圖11-6的過負荷數,因此所 選主變不滿足要求。所以重新選擇，因為, 所以不需要進行過負荷校驗。綜上，A變電所選取兩臺。3.2 B變電所(負荷曲線B)主變容量的選擇(1)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部最大負荷的60%:(2)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部的重要負

29、荷:取以上三者中最大值為，根據的值選擇接近的，因為,所以要進行 過負荷校驗。，高于此值即為過負荷,從負荷曲線上看出T=2h。根據負荷時間T=2h和欠負荷系數，查發(fā)電廠電氣部分P423圖11-6的過負荷數,因此所選主變滿足要求，綜上，B變電所選取兩臺。3.3 C變電所(負荷曲線A)主變容量的選擇(1)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部最大負荷的60%:(2)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部的重要負荷: 取以上三者中最大值為，根據選擇接近的，因為,所以不要過負荷校驗。校驗:，高于此值即為過負荷,從負荷曲線上看出T=8h。欠負荷系數過負荷系數 根據負荷時間T=8h和欠負荷系數，查發(fā)電廠 電氣部分P

30、423圖 11-6的過負荷數,因此所選主變不滿足要求。所以重新選擇，因為, 所以不需要進行過負荷校驗，因此，C 變電所選擇兩臺。3.4 D變電所(負荷曲線B)主變容量的選擇(1)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部最大負荷的60%:(2)其中一臺退出運行,剩下的可帶走全部的重要負荷:取以上三者中最大值為。選擇，因為,所以要行過負荷校驗。校驗:，高于此值即為過負荷,從負荷曲線上看出T=2h。計算欠負荷系數過負荷系數 根據欠負荷系數,負荷時間T=2h，查發(fā)電廠電氣部分P423圖11-6的過負荷數,因此所選主變滿足要求。綜上，D變電所選擇兩臺。4 方案初定4.1接線方式斷路器個數:由于配電裝置,出線回

31、路為34回時,采用單母分段接線,其中開關數為7個；內外橋其中的開關數為3個（具體的開關數列在下表中）。10種可行性方案開關數與線路長度：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選擇各線路的導線型號4.2.1負荷曲線A: （1）各變電所 的最大負荷: （2）各變電所 的最小負荷: 4.2.2選擇方案(3)導線型號在電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P48圖3-1中應用直線插值法得到

32、的經濟電流密度如下:SA: SD:DC :CB: 每段導線流過的最大電流，經濟截面和選擇的導線類型如下: 選擇初選導線型號見表4.2 有關參數各段導線導線型號單位長度阻抗值(/KM)長度(KM)GALGJ-150/2530GDLGJ-240/4020DCLGJ-150/2527CBLGJ-120/25204.2.3 方案(9)的導線型號的選擇根據每段導線的,在電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P48圖3-1中應用直線插值法得到的查經濟電流密度J如下: 每段導線流過的最大電流，經濟截面和選擇的導線類型如下:CD選擇導線型號與GA和GD相同，因此CD選取導線型號為:LGJ-150/25。選擇初選導線型號見表

33、4.2 有關參數各段導線導線型號單位長度阻抗值(/KM)長度(KM)GALGJ-210/3530ABLGJ-120/2535GCLGJ-150/2555GDLGJ-150/2520CDLGJ-150/25274.3對方案（3）、（9）校驗導線的截面積4.3.1方案（3）的導線校驗4.3.1.1按機械強度校驗 為保證必要的機械強度，根據相關規(guī)程規(guī)定，1-10kV不得采用單回線，其最小截面積如下表所示（單位）。表4.2 滿足機械強度要求的導線最小截面（）導線類型通過居民區(qū)通過非居民區(qū)鋁絞線 35 25鋁合金線 35 25銅芯鋁線 25 16銅線 16 16因此，所選的全部導線不小于35，滿足機械強

34、度的要求。4.3.1.2按電暈校驗所選全部導線不小于70滿足電暈要求。4.3.1.3按允許載流量校驗導線截面積 允許載流量是根據熱平衡條件確定的導線長期允許通過電流，相關規(guī)程規(guī)定，進行這種校驗時，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般取70。按此規(guī)定并取導線周圍環(huán)境溫度為25時，各種導線的長期允許通過電流如表表4.4所示。 如果當地的最高月平均溫度不同于25，應進行修正。 表4.5不同周圍環(huán)境溫度下的修正系數環(huán)境溫度（）-505101520253035404550修正系數1.291.241.201.151.111.051.000.940.880.810.740.67 本高壓配電網所在地區(qū)的最高氣溫月的最高平

35、均溫度為30，應用插值法得到溫度修正系數取0.916.GA:GA斷開一回,流過GA另一回的最大電流為2105.52=211.04(A) 小于 ,所選導線型號滿足要求。GD:GD斷開一回,流過GB另一回的最大電流為2211.18=422.36(A), 小于,所選導線型號滿足要求。DC:DC斷開一回,流過DC另一回的最大電流為2132=264(A), 小于,所選導線型號滿足要求。CB:CB斷開一回，流過GD另一回的最大電流為273=146(A), 小于,所選導線型號滿足要求。4.3.2電壓損耗校驗(正常運行) 查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P156附表4（610kV架空線路的電阻和電抗值），得導線參數

36、：4.3.2.1正常情況下的電壓損耗GA：只供A變電所GD:供D、C、B變電所DC:只供C變電所CB:只供D變電所4.2.2.7故障情況下(雙回斷一回)的電壓損耗：GA：GB：BC：4.3.3方案(9)的導線校驗導線截面積4.3.3.1按機械強度校驗和電暈校驗同上。4.3.3.2發(fā)熱校驗，按允許載流量校驗導線截面積GA:雙回斷開一回線路，流過另一回的最大電流為, 小于,所選導線型號滿足要求。AB:雙回斷開一回線路，流過另一回的最大電流為, 小于，所選導線型號滿足要求。AB:雙回斷開一回線路，流過另一回的最大電流為, 小于，所選導線型號滿足要求。GC:雙回斷開一回線路，流過另一回的最大電流為,

37、小于，所選導線型號滿足要求。GD:雙回斷開一回線路，流過另一回的最大電流為, 小于，所選導線型號滿足要求。CD:正常情況下開環(huán)運行，故障情況下通過的最大電流158（A）， 小于，所選導線型號滿足要求。4.3.3.3電壓損耗校驗 同上4.3.3.6 計算線路參數4.3.3.4 正常情況下的電壓損耗GA:只供A、B變電所：AB:只供B變電所:GC:只供C變電所GD:只供D變電所4.3.3.5故障情況下的電壓損耗GA：（雙回線斷開一回）AB：（雙回線斷開一回）GC:供C、D變電所GD：供C、D變電所5 初步選擇方案（1）（2）進行經濟比較5.1線路投資查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P185附表52：表5

38、.1送電工程綜合限額設計控制指標電壓等級導線規(guī)格單位造價（萬元/km）110kV平地純混凝土桿 LGJ-12014.75純混凝土桿 LGJ-150 15.10純混凝土桿 LGJ-185 17.78純混凝土桿 LGJ-240 20.225.1.1方案(3)的線路投資線路總投資5.1.2方案(9)的線路投資 線路總投資5.2線路總折舊5.2.1方案（3）線路折舊5.2.2方案（9）線路折舊5.3 變電總投資 5.3.1 方案(3)的變電所投資 發(fā)電廠新增間隔8個，A、B 變電所均采用橋型接線，C、D變電所均采用單母分段接線。根據設計指南189頁表56可得： 變電所總投資為：5.3.2 方案(2)的

39、變電所投資 A、B、C、D變電所其中A變電所采用單母分段所以發(fā)電廠新增間隔 4個，根據設計指南189頁表56可得： 變電所總投資為：5.4 變電所折舊費 由參考資料可知，折舊率為14%，折舊率為 13%。 5.4.1 方案(3)的變電所折舊 5.4.2 方案(9)的變電總折舊 5.5 工程總投資 5.5.1 方案(1)的工程總投 5.5.2 方案(2)的工程總投資5.6 設備折舊費，維修、管理費用 5.6.1 方案(3)的設備折舊費，維修、管理費用5.6.2 方案(9)的設備折舊費，維修、管理費用= + =5.7電能損耗5.7.1變電所的電能損耗變電所A：變電所B：變電所C：變電所D：5.7.

40、2方案（3）的電能損耗 根據 查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P21表2-9，得:GA：得:GD:得:DC:得CB：得:根據以上計算，則方案(3)的總電能損耗：5.7.3方案(9)的電能損耗GA：得:AB:得:GC:得:GD:得:根據以上計算，則方案(2)的總電能損耗5.85.5.8電能損耗費用（電價為0.4/KWh）5.8.1 方案(3)電能損耗費用 5.8.2 方案(9)電能損耗費用 5.9 年費用 5.9.1 方案(1)的年費用 5.9.2 方案(2)的年費用 表5.2 兩種方案的經濟和技術比較方案技術比較經濟比較年費用（萬元）正常情況故障情況總投資Z（萬元）電能損耗總折舊U(萬元)（1）2.

41、846.387842.982395.7849.021772.36（2）3.216.428096.051822.82880.67551811.053通過經濟比較，方案(9)總投資及年費用比方案(3)低，但除相同外，方案（9）的線路電壓損耗小于（3），所以方案（9）為最佳方案。 6 方案9進行潮流計算接線圖如下: 6.1計算變壓器及線路的參數6.1.1變壓器的參數表6.1 變壓器的技術參數變電所型號空載損耗(kw)負載損耗(kw)空載電流阻抗電壓ASFZ9-31500/11037.76133.30.5510.5BSFZ9-16000/11020.2477.40.6310.5CSFZ9-16000/

42、11020.2477.40.6310.5DSFZ9-20000/1102493.60.6210.56.1.2變壓器參數的計算（1）A變電所的參數(2)B變壓器的參數(3)C變壓器的參數(4)D變壓器的參數6.1.3線路的參數表6.2 線路的參數線段導線型號長度（km）線路阻抗電容GA (雙回路)LGJ-210/35304.5+j12.153.7210.558AB（雙回路）LGJ-120/25357.805+j14.7353.5720.625GC (單回路)LGJ-150/255511.55+j22.883.6180.995GD（單回路）LGJ-150/25204.2+j8.323.6180.3

43、62CD（單回路）LGJ-150/25274.05+j10.9353.6180.4886.1.4線路的充電功率查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南P157附表6可知：GA：AB：GC：GD：CD：6.2簡化電力等值網絡6.2.1各變電所負荷情況表6.3 各變電所最大、最小負荷情況變壓所編號最大負荷(MW)功率因數COS負荷曲線性 質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各變電所等值負荷計算（最大，最小負荷均按兩臺變壓器并列運

44、行計算）6.2.3最大負荷時：A變電所：B變電所：C變電所D變電所因此，本系統(tǒng)等值電路可以簡化為：SAB(鏈式網)SCDS(環(huán)網)6.2.4最小負荷下：A變電所B變電所C變電所D變電所因此，本電力網可以簡化為：SAB(鏈式網)SCDS(環(huán)網)6.3網絡潮流分布及電壓計算6.3.1鏈式網SAB最大負荷時的潮流計算從右往左算：(設首端電壓,末端功率)從左往右計算：,滿足要求。,滿足要求。6.3.2鏈式網SAB最小負荷時的潮流計算從右往左算：(設首端電壓,末端功率)從左往右計算：,滿足要求。,滿足要求。6.3.3環(huán)網SCDS最大負荷情況的潮流分布及電壓計算用復功率法求得各段線路的初步功率分布,從功率

45、分點處將環(huán)網拆開,向兩側電源推算,求得最大負荷和最小負荷時各段線路的最終潮流分布。由于各線路參數相同，可進行如下初步潮流計算：以上計算可得與假設方向相反,所以，A為環(huán)網GABG的功率分點，閉式環(huán)網在C點打開。潮流分布：在無功功率分點C處將環(huán)網拆開成兩條輻射線：(1)輻射線SC計算:設末端電壓為,末端功率(2)輻射線SBC計算:已知首端電壓,首端功率：電壓計算：6.3.4環(huán)網SCDS最小負荷情況的潮流分布及電壓計算由于各線路參數相同，可進行如下初步潮流計算： 以上計算可得與假設方向相同,所以，C為環(huán)網GABG的功率分點，閉式環(huán)網在C點打開。潮流分布：在無功功率分點C處將環(huán)網拆開成兩條輻射線：(1

46、)輻射線SC計算:設末端電壓為,末端功率(2)輻射線SDC計算:已知首端電壓,首端功率：電壓計算： 7 變壓器分接頭的選擇任務書具體調壓要求如下表：變電所調壓要求原則A、C、D順調壓B逆調壓7.1 變電所分接頭的選擇及校驗7.1.1 A變電所分接頭的選擇及校驗A變電所：順調壓滿足，因兩臺主變并列運行，所以 選擇調壓分接頭：最大負荷時選：最小負荷時選：校驗：最小負荷時選：7.1.2 B變電所分接頭的選擇及校驗B變電所：逆調壓滿足，因兩臺主變并列運行，所以 。 選擇調壓分接頭最大負荷時選：最小負荷時選：校驗：所以：最大負荷時選：最小負荷時選：7.1.3 C變電所分接頭的選擇及校驗C變電所：順調壓滿

47、足，因兩臺主變并列運行，所以 。選擇調壓分接頭最大負荷時選：最小負荷時選：校驗：7.1.4 D變電所分接頭的選擇及校驗D變電所：順調壓滿足，因兩臺主變并列運行，所以 。 選擇調壓分接頭最大負荷時選：最小負荷時選：校驗：最小負荷時選：第二部分220kV降壓變電所設計第一篇降壓變電所設計說明書1變電所總體情況擬建變電所220kV側有4回電源進線，110kV側采用雙回路向煉鋼廠供電；在變電所附近的11個10kV地區(qū)負荷，可知，該變電所為樞紐變電所。1.1氣象條件地區(qū)歷年最高氣溫：40地區(qū)最熱月平均最高氣溫：28其他情況（略）1.2電壓等級根據任務書要求，變電所電壓等級確定為：220/110/10kV

48、。1.3負荷情況及負荷分析 變電所主要負荷由任務書可得如下：負載名稱電壓等級最大負荷功率因數回路數量重要負荷百分數煉鋼廠110kV45000kW0.95265%礦機廠10kV1800kW0.9250%機械廠10kV1500kW0.9245%汽車廠10kV1100kW0.9272%電機廠10kV1100kW0.9236%煉油廠10kV1800kW0.9276%飼料廠10kV500kW0.910%1.4負荷分析 10kV負荷，從任務書上看，變電所10kV最大負荷同時率達到0.9，功率因數為0.9，可計算：變電所10kV側總負荷：變電所10kV側最大負荷：變電所10kV側負載容量：現(xiàn)有10kV最大負

49、載容量： 110kV負荷變電所110kV側總負荷及最大負荷：變電所110kV側負載容量：1.5變電所的規(guī)模擬建變電所位于城市近郊，110kV向煉鋼廠供電，在變電所附近還有一些地區(qū)負荷，不用考慮遠景規(guī)劃，變電所規(guī)模為：主變壓器2臺，容量2120MVA電壓等級為220/110/10kV；220kV出線4回；110kV出線2回；10kV出線11回。2主變壓器的選擇2.1主變壓器臺數的確定根據電力工程電氣設計手冊的規(guī)定： 與系統(tǒng)有較強聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和樞紐變電所，在一種電壓等級的情況下，主變壓器應不小于2臺； 本變電所有110kV側煉鋼廠，10kV有礦機廠、飼料廠、汽車廠、機械廠、電機廠等重要負荷

50、，為確保供電 的可靠性和靈活性, 所以本變電所選擇兩臺主變壓器互為備用。2.2 主變壓器容量的確定根據220kV500kV變電所 設計技術規(guī)程（DL/T5218-2005）的7.2.1條規(guī)定：凡裝有2臺及以上主變壓器，當一臺事故停運以后，在不過載的狀態(tài)下，剩下的變壓器容量應保證70%全部負荷；此外，其中任一臺停運后，剩下的變壓器能滿足全部重要負荷，取兩者較大值為參考值并進行偏小選取，需要進行過負載能力校驗；否者，可避免過負荷校驗。由于該變電所在系統(tǒng)中的重要性，以及該變電所負荷的特殊性，根據以上原則，查電力工程專業(yè)畢業(yè)設計P161附表22,選擇參數偏大接近的變壓器，本設計選擇單臺變壓器容量為12

51、0MVA。2.3主變壓器型式的確定2.3.1 主變相數根據6kV500kV變電所設計技術規(guī)程規(guī)定：220kV330kV變壓器若不受客觀條件限制，應選用三相變壓器。本設計采用三相式變壓器。2.3.2 主變繞組數據發(fā)電廠電氣部分P117說明：有兩種升高電壓向用戶供電與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，并且有三種電壓的變電所，所以變電所設計選用三繞組變壓器。2.3.3 主變各繞組連接方式的組合我國電力變壓器的220kV三相繞組所采用的繞組連接方式，110kV及以上系統(tǒng)電壓側連接大多數是“YN，d11”，即中性點引出并直接接地，兩個系統(tǒng)之間有30的角度差；2.3.4 主變調壓方式變壓器的電壓調整是通過其改變分接頭，從而改變變比來實現(xiàn)；調壓方式分為兩種，分接頭必須在停電時才能調整，稱為無勵磁調壓，調整范圍只有10%；另一種是帶負荷切換稱為有載調壓，調整范圍可達30%。本變電所主變主要是為當地負荷供電，因負荷的特殊性，為了保證供電質量和供電的連續(xù)性，所以設計變壓器的調壓方式采用有載調壓。2.3.5 主變冷卻方式主變壓器冷卻方式只要有如下幾類：自然風冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻；強迫油循環(huán)風冷卻，但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大，并用風扇對