5、其他说明：
<1）功率初步平衡厂用电率7%，线损率6%；
<2）各回路最大负荷同时系数取1.0；
<3）本电力网多余功率送回系统。
功率缺额时由系统供给；
（3）除另有说明外，高压侧均按屋外布置考虑配电装置；
（4）待设计各变电所低电出线回路数，当电压为6KV时，每回路按1000KW、电压10KV时，按1500—2000KW考虑；
（5）已有发电厂、变电所均留有间隔，以备发展；
（6）区域气温最高为40摄氏度，年平均为25摄氏度。
二、变电所的有关原始资料
1、待设计变电所A与系统连接方式。
2、变电所用户及环境资料。
（1）变电所用户资料与前同；
（2）10KV出线过电流保护时限不超过1”；
（3）环境资料，年最高气温40℃，最热月平均最高气温32℃。
（4）10KV出线及供电方式如下图：
双回路供电单回路供电单回路供电兼环形备用
设计学生汤毅
指导老师姚老师
发题日期2004年6月3日
附图一A发电厂变电所地理位置图
前言
该设计是本人在完成“发电厂及电力系统”专业课程学习后的一次综合性训练，涉及对我们所学的各门课程的诸多内容，要求我们熟练的掌握这些内容。
复习巩固各门课程的相关内容，增强工程观念，培养电力网规划设计的能力。
通过设计过程，使所学知识融会贯通，为今后在工作中灵活运用打下良好的基础。
本设计包括区域电力网设计和降压变电所设计的部分。
通过说明书介绍设计的整体思路，原则依据，计算方法等，并对方案作结论性说明，计算书则对设计方案的确定提供了充足的理论计算数据。
本设计主要参考《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》，《发电厂电气部分》，《电力系统分析》，《电力系统继电保护》等教材及其他相关资料。
设计过程中得到了各位老师的悉心指导和帮助，在此表示衷心的感谢。
由于时间仓促，本人理论水平有限，设计经验不足，错误和不妥之处在所难免，恳请老师批评指正。
学生：
汤毅
二OO四年六月
第一篇区域电网设计说明书
第一章、电网有功功率初步平衡
第二章、新建电网电压等级的确定
第三章、电网接线方案的确定
第四章、对初选接线方案进行技术比较
第五章、对技术合格的方案进行经济比较
第六章、待建变电所主变台数、容量、型号的选择
第七章、网络的潮流分布和电压计算
第八章、变压器分接头选择
第九章、区域网接线方案评价
第二篇降压变电所设计说明书
一、A变电所在系统中的地位作用及所供用户分析
二、主变压器的确定
三、主接线的确定及配电装置选型
四、确定所用电接线型式
五、短路电流计算
六、电气设备选择
七、继电保护及互感器配置
八、防雷及保护接地规划
第三篇区域电力网设计计算书
第一章、电网有功功率初步平衡
第二章、对初选电网接线方案进行技术比较
第三章、对技术合格的方案进行经济比较
第四章、各变电所主变压器选择
第五章、网络的潮流分布和电压计算
第六章、变电所变压器分接头计算
第四篇降压变电所设计计算书
第一章、A变电所短路电流计算
第二章、电气设备的选择和校验
第三章、10KV硬母线的选择
第四章、互感器选择
第一篇区域电网设计说明书
第一章、电网有功功率初步平衡
一、电网有功功率初步平衡
1．目的：
在电网平衡通常以有功功率来表示并有10%-15%的备用，通过有功功率初步平衡计算，确定发电厂的运行方式，并了解与系统联络线上的潮流分布情况。
2．计算方法：
有功功率的初步平衡分为最大负荷和最小负荷两种情况。
供电负荷：
用电负荷：
功率平衡：
其中：
C—厂用电率<7%）
d—网损率<6%）
Pc—供电负荷
Py—用电负荷
第二章、新建电网电压等级的确定
一、新建电网电压等级的确定：
（一）原则
1.电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级；
2.同一地区或同一电力系统内电网的电压等级应尽量简化
3.电力网的电压等级选择应根据网络现状及今后负荷发展所需的输送容量、输送距离而确定，同时要求根据网络现状并兼顾发展。
（二）结论
综合以上因素，考虑新电网的发展，并与已建电网电压等级保持一致，根据《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》知：
110KV电压等级宜用于在输送容量为10--50MW，送电距离为50--150KM的网络，据现有的条件，确定电压等级为110KV较为合理。
新建电网电压等级为110KV。
第三章、电网接线方案的确定
（一）拟定电网的接线方案：
1.原则
根据《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》及有关资料知：
（1）接线形式可采用为双回路、幅射式、环式或链式；
（2）为了保证各变电所的母线电压在合格范围内，即减少线路上的压降，环网中所连变电所不宜多于三个；
（3）同理，在链式接线形式中变电所也不宜多于三个；
（4）尽量简化接线，减少出线电压等级和回路数；
（5）有利于系统安全稳定运行，有利于系统调度及事故处理；
（6）对将来的发展，应有一定的适应能力；
（7）必须保证用户供电的可靠性，电网发生故障时，继电保护动作将故障切除后，应能保证重要负荷的供电；
（8）考虑新建变电所变压器台数、容量及采用配电装置等情况。
2.变电所高压侧主接线的确定方法
（1）应尽量采用断路器较少的接线方式，为桥式接线；
（2）在有两台变压器的变电所中，110KV线路为双回时，若无特殊要求，均采用桥式接线；
（3）110KV配电装置中，当线路为3-4回时，一般采用单母线分段接线。
从原始资料可知，各变电所均有50%以上重要负荷，从供电可靠性的要求出发，应采用有备用电源的接线方式，且各变电所均采用两台主变。
根据设计任务书中待建变电所地理位置图，拟订８种可行性方案，见下表：
编号
接线图
高压侧接线
DL数
线路长度
桥型
单母分段
1
A.B.C.D
/
14
132
2
A.B.C.D
/
16
139
3
A.B.C.D
/
16
174
4
A.B.C
D
20
194
5
A.B.C.D
/
16
154
6
A.B
C.D
24
186
7
A.B.C
D
20
206
8
A.B.D
C
20
170
注：
双回线按同杆架设考虑，线路长度L=1.8L1
（二）方案的初步选择
1.采用的是筛选法，根据下列各项指标进行定性分析比较，保留三个较好的方案：
方案4、方案6、方案8，以便进一步进行技术比较。
（1）供电的可靠性，检修、运行、操作的灵活性和方便性
（2）线路的长度；
（3）保护配置的复杂程度；
（4）将来发展的可能性；
（5）发电厂、线路上及变电所高压侧新增断路器的台数.
（6）计算每个方案的负荷距，
负荷距的计算方法：
负荷距等于流于线路的有功功率与该有功功率所经过的最长路径的长度
第四章、对初选接线方案进行技术比较
对初选接线方案进行技术比较的步骤为：
首先根据原始数据和初选各方案的接线方式，选择并校验各条线路的型号；再进行技术比较，计算出各方案在正常情况下的最大电压损耗应不大于10%，最严重故障时的最大电压损耗应不大于15%，大者舍去；最后进行经济比较，从总工程投资费用、年运行费用、最大电能损耗计算出总运行费用，大者舍去。
通过一毓的经济技术定量分析进行比较，选出最佳方案。
（一）确定各变电所负荷
确定给出的负荷资料已知Pmax及，利用
，并求出最大、最小负荷时，各变电所的Smax，Smin。
各变电所的负荷情况见表。
同时，忽略功率损耗，认为功率均布，计算出各个方案的各线路上的功率情况。
变电所编号
最大负荷
功率因数
（COSφ>
负荷曲线
Smax
Smin
（MW>
Tmax
（h/年>
A
28
0.92
B
28+j11.93
14+j5.96
5256
B
20
0.92
A
20+j8.52
14+j5.96
7300
C
23
0.9
B
23+j11.14
11.5+j5.57
5256
D
27
0.9
B
27+j13.08
13.5+j6.54
5256
（二）变电所最大负荷利用小时数
用加权平均法求出各变电所最大负荷利用小时数
。
（三）导线型号选择
根据Tmax在《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》第50页的“经济电流密度曲线”查得经济电流密度J，计算出各导线的计算面积，查《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》导线表初步选出线路型号。
计算面积在表中未列出的应选择偏大的型号。
计算截面积：
1.环网的导线截面积选择方法
（1）设该网为均一网，计算出最大负荷时的初步功率分布及各线路的最大负荷电流。
（2）计算环网的
<加权平均值）
（3）据Tmax查得经济电流密度J，求出各段导线的经济截面积Sj，计算出的导线截面积小于70mm2，考虑电晕校验，应选用LGJ-120型导线；
（4）若环网所选导线型号不同，则根据所选导线的型号和长度，求出各段导线的参数。
用复功率法再次计算各段导线的复功率S分布，再次选择导线截面，以上步骤循环反复计算，直至前后两次选择结果一致为止。
2.对所选导线进行校验
<1）机械强度校验S≥35MM2满足要求
<2）电晕强度校验S≥70MM2满足要求
由于所选导线截面积均不小于70MM2，所以均满足机械强度、电晕校验条件
<3）发热校验
当环网发生故障而解环运行时，流过各段导线的最大工作电流Imax≤KIal，则发热校验满足要求.
因为Ial为环境温度为25℃时，根据《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》第页查得的允许温度为+70%时的导线长期允许载流量，本设计中给出最热月平均温度为40℃，
故需根据温度修正系数
来进行修正
由原始资料知：
θ=40℃，θ0=25℃
（5）电压损耗校验
根据
计算出在正常运行和故障情况下各段导线的电压损耗是否在允许范围内，应考虑最严重情况即故障时到最远端变电所的电压损耗<正常运行Δu<10%，故障时Δu<15%）。
经过对方案4、6、8的技术比较，均满足技术要求
第五章、对技术合格的方案进行经济比较
1.工程总投资
包括线路总投资Z线路，变电总投资Z变电，Z总=Z线路+Z变电
工程总投资应折算到建设期末本设计方案是当年投资当年投产故Z∑=Z总，其中i—年利率10%
Z线路为每条线路长度与线路的单价的乘积
Z变电为变电所投资与发电厂新增间隔投资之和
变电所投资为变电所高压侧接线型式单价与数量的乘积
发电厂投资为新增间隔单价与新增数量乘积。
其中：
发电厂新增间隔58.1万元/个
变电所桥式接线174.3万元
单母分段接线351万元
线路单价根据所选导线型号查表获得。
2.年运行费用U
包括电能损耗费用u1，设备折旧、维修、管理费用u2，u=u1+u2
<1）电能损耗费用
u1=ΔA·单价
ΔA—全年电能损耗
由原始资料知，单价=0.4元/Kw·h
ΔPmax——最大负荷时的功率损耗
τmax——年最大负荷损耗小时数
τmax由最大负荷利用小时数Tmax和功率因数cosΦ查《电力系统故障分析》第页表，用插入法计算求得。
<2）设备折旧、维修、管理费用u2
线路折旧、维修、管理费用=线路总投资Z线路*7%
变电总投资Z变电*<12-14）%
其中：
变电所主变容量在15MVA以下的折旧率为14%，容量在15-40MVA的折旧率为13%，容量在40-90MVA的折旧率为12%
u2=线路投资*7%+变电总投资*<12-14）%
3.年费用
用年费用最小法对各方案进行动态对比，以年费用最小方案为最佳方案。
计算公式：
Z∑—当年投资当年投产，故不需折算
n—服务期20年
r0—年利率10%
u—年运行费
经过计算后，得出各方案的技术、经济性能列表如下：
方案
技术比较
经济比较
年费用（万元>
名次
正常情况Δumax%
故障情况Δumax%
总投资
Z（万元>
电能损耗ΔA（MW·h>
4
2.99
10.88
8213.544
7282.703
1948.6124
2
6
8.80
7.90
7745.76
12553.72
2079.925
3
8
2.66
6.47
7582.86
7207.58
1901.6674
1
通过比较，方案8能满足所有要求，而且在技术比较和经济比较上都是最佳方案。
最终选择方案8。
第六章、待建变电所主变台数、容量、型号的选择
根据《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》第27页知：
1.变电所主变一般选用两台三相变压器；
2.变压器的型式：
根据变电所资料，每台变压器均只有两个电压等级，选择双绕组变压器。
3.变压器的容量确定：
为了保证供电的可靠性，解决重要负荷的连续供电问题，新建变电所均装设同一型号的变压器，一台停送，另一台应能保证最大负荷的70%以上及所有的重要负荷<包括一级负荷、二级负荷）正常供电，以保证一台变压器检修或故障时，另一台变压器能带重要负荷运行；
3.潮流变化较大和电压偏移较大的变电所采用有载调压变压器；
4.考虑将来的发展，通常先用靠大的变压器；
5.所选变压器应满足过负荷校验。
对所选额定容量为Se的变压器进行过负荷能力校验
校验方法：
过负荷系数K´=Se/S，由K´在变电所典型负荷曲线上查得过负荷时间T
欠负荷系数
由K1及过负荷时间T查“正常过负荷曲线”得负荷倍数K2，对自然油循环变压器过负荷不应超过50%，故最大K2=1.5。
根据K2·Se>0.7Smax<或S重要）来校验过负荷能力是否满足要求。
各变电所变压器型号选择如下表：
变电所
S重要型号
A
21.3
SFZ9－20000/110
B
15.22
SFZ9－16000/110
C
17.89
SFZ9－20000/110
D
21
SFZ9－20000/110
第七章、网络的潮流分布和电压计算
对最佳方案<8）进行计算
（一）计算主变压器及线路参数
1.变压器参数
根据变压器型号，查表得变压器参数P0、PK、I0%、UK%，分别计算出RT、XT、ΔPZT、ΔQZT。
A变电所：
选用2台SFZ9－20000/110型变压器，计算得：
ZT=2.83+j63.53Ω
ΔSZT=0.048＋j0.248MVA
B变电所：
选用2台SFZ9－16000/110型变压器，计算得：
ZT=3.66+j79.41Ω
ΔSZT=0.04＋j0.20MVA
C变电所：
选用2台SFZ9－20000/110型变压器，计算得：
ZT=2.83+j63.53Ω
ΔSZT=0.048＋j0.248MVA
D变电所：
选用2台SFZ9－20000/110型变压器，计算得：
ZT=2.83+j63.53Ω
ΔSZT=0.048＋j0.248MVA
从考虑变压器经济运行，降低变压器功率损耗出发，应采用一台变压器运行。
本设计中最小负荷是按照典型日负荷曲线得来，考虑新变压器实际运行方式不会随负荷变化而频繁改变，同时为了提高供电可靠性，保证重要负荷供电，在最小负荷时也采用两台变压器并列运行。
2.线路参数
根据导线型号，查得r1、x1及每百公里线路充电功率Qc•L，求出线路阻抗Zl及线路一端充电功率Qc/2
线路参数列表
导线型号
单位长度及阻抗值
长度
阻抗值
GA
LGJ-150
0.21+j0.416
30
6.3+j12.48
AD
LGJ-50
0.63+j0.452
25
15.75+j11.3
GD
LGJ-150
0.21+j0.416
21
4.41+j8.736
GC
LGJ-150
0.21+j0.416
28
5.88+j11.648
CB
LGJ-70
0.45+j0.441
19
8.55+j8.379
（二）用运算负荷简化电力网
降压变电所的运算负荷包括最大负荷和最小负荷两种情况。
运算负荷等于变电所低压侧母线负荷加上变压器阻抗与导纳中的功率损耗，再加上连接于变电所高压母线上线路的充电功率。
即
U=UN在全网为额定电压下计算
（三）网络潮流分布及电压计算
1.用复功率法求得各段线路的初步功率分布，求得最大负荷和最小负荷时各段线路的最终潮流分布，并计算出最大负荷时。
2.变电所高压母线电压计算及电压损耗计算
从电力系统电压参考点<发电厂高压母线）开始，计算电网在最大负荷、最小负荷时，各变电所母线电压。
本设计中发电厂高压母线采用逆调压方式UFmax=116KV，UFmin=110KV
电压损耗计算：
正常运行时由发电厂高压母线至变电所高压母线的电压损耗值即为Δumax%，要求Δu%<10%
故障断开一回线的情况，发电厂高压母线至最远端变电所母线的电压损耗值，为ΔuΣmax%，要求Δu%<15%
第八章、变压器分接头选择
本设计中A变电所为常调压，B变电所为顺调压，C、D变电所为逆调压。
顺调压：
要求变电所低压母线在最大负荷时电压不低于10.25KV，最小负荷时不高于10.75KV。
逆调压：
要求变电所低压母线电压在最大负荷时为10.5KV，最小负荷时为10KV，允许有±1.25%的电压偏移。
计算方法：
选一个最接近的标准分接头
校验：
按实际的分接头分别计算出最大负荷、最小负荷时，变压器低压母线的电压，校验是否满足调压要求。
以上为普通无励磁调压变压器的分接头选择方法。
本设计中各变电所的无励磁调压变压器通过选择适当的分接头均能满足各自调压要求。
第九章、区域网接线方案评价
在初选所保留的两个接线方案中，经过一系列的技术、经济比较，最终采用由环网GADG和链网GCB组成的接线方案<8），以下从四方面对该方案进行定性分析评价：
（一）可靠性
该方案采用一个环网一个链网接线。
当链网或环网中任一回路断线时，仍能通过保证连续供电，重要负荷能够保障，故具有良好的供电可靠性。
（二）灵活性、扩建可行性
检修时，可以方便地停运线路、开关等配电装置，不影响电网运行和对用户的供电；
（三）电能质量
由电压调整计算可知，该电网的电压损耗在正常和事故情况下，均能满足要求，且本设计方案中选用的有载调压变压器通过选择适当的分接头能够满足各变电所的调压要求
（四）经济性
经过一系列的经济比较可知，该方案工程投资较合理，电能损耗、年运行费及年费用较低，因此经济性和安全性之综合为最佳。
第二篇降压变电所设计说明书
一、A变电所在系统中的地位作用及所供用户分析
A变电所为110KV降压变电所，由精确潮流计算结果可知，A所主要是直接向用户供电以及给D变电所实现环网功能，故A变电所为110KV降压环网变电所。
为了保证对重要用户的供电。
A变电所最大负荷为28MW，其中重要负荷占52%。
电力负荷分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷，其中Ⅰ类负荷绝不允许停电，Ⅱ类负荷一般不允许停电，故Ⅰ、Ⅱ类必须有两个以上独立电源供电或采用双回路，Ⅲ类负荷为一般负荷，无特殊要求时，可用单回线供电。
本设计中A变电所52%的重要负荷，采用双回路（发电厂和D变电所>取得电源供电。
二、主
升级会员 