电力工程设计说明书Word下载.docx
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，其表达式为：
式中
----区域内各个所最大用电负荷之和；
----同时率。
同时率
与电力用户的多少，各用户的用电特点等因素有关，参照表1-1，去同时率为0.90，得
=27.9MW。
用户及系统情况
用户较少
用户很多
地区与系统之间
0.95~1.00
0.70~0.85
0.90~0.95
表1-1同时率
参考值
1.1.2系统供电负荷和发电负荷
系统的供电负荷，就是用电负荷加上为输送负荷而产生的功率损耗。
系统的供电负荷
表达式为：
----网损率；
----系统的用电负荷。
在规划设计时，网损是用网损率计算，而网损率是以供电负荷的百分数所表示，一般为5%~10%，本设计取
=8%，则
MW。
系统发电负荷是指满足系统供电负荷，以及发电机电压支配负荷的需要，发电厂发出的功率，其表达式为：
----系统的供电负荷；
----发电机电压支配负荷；
----厂用电率。
通常发电厂厂用电率如表1-2，查表，取
=6%，得
=49.29MW。
电厂类型
热电厂
凝汽式电厂
小型凝汽电厂
大、中型水电厂
小型水电厂
核电厂
厂用电率
10～15
8～10
5～6
0.3～0.5
1.0
4～5
表1-2发电厂厂用电率（%）
1.1.3系统备用容量
负荷备用容量。
通常为最大发电负荷的2%~5%，低值适用于大系统，，高值适用于小系统。
本设计为小系统，取为5%。
事故备用容量。
通常为最大发电负荷的10%左右，本设计取为10%。
检修备用容量。
通常为最大发电负荷的8%~15%，具体数值有系统情况而定，本设计取为10%。
考虑备用容量后，系统发电负荷为：
=
*（1+5%+10%+10%）=61.61MW
发电机组额定容量为：
=25*3=75MW
发电机组工作效率为K=61.61/75=82.14%，正好满足发电机组在80%~100%的经济出力的要求，有利于事故时系统频率的稳定，也有利于供电的可靠性及运行的经济性。
1.2无功补偿的设置
取各个变电站补偿后的功率因数为0.95。
每个站的补偿容量计算如下：
1.2.11号变电站的无功补偿
补偿前的无功为：
补偿后的无功容量为：
1号变电站无功补偿容量为2.04Mvar
1.2.22号变电站的无功补偿
3.10
补偿后的无功容量为:
2号变电站无功补偿容量为
1.2.33号变电站的无功补偿
补偿前的无功功率：
3号变电站无功补偿容量为:
1.2.44号变电站的无功补偿
补偿前的无功功率为：
补偿后的无功功率为
4号变电站无功补偿容量为
，故由发电机提供的无功功率不能满足电网的无功需求，要进行补偿，各个变电站总补偿容量为：
2供电方案设计与比较
2.1方案的初步设计
根据电力负荷对供电质量的要求以及电力负荷分布的特点，我们设计出了6种初步供电方案，各个方案的网络拓扑见附录（I）。
2.2发电厂和变电站的主接线设计
2.2.1主接线设计要求
发电厂的电气主接线方式，应根据厂内装机容量、单机容量、设备特点、最终规模等，结合电力系统现状与将来发展，以及本厂再电力系统中的地位等条件综合确定，其接线方式应具备可靠、灵活、经济等基本性能特点。
2.2.2发电厂主接线设计
此电厂发电机组容量为25MW，台数为3台，低压侧采用双母接线；
用3台主变压器与110KV网络联系。
高压侧都有4回出线，所以选择双母线的主接线形式。
2.2.3变电站的主接线设计
1）变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，如桥型接线、变压器—线路组等，在满足继电保护的要求下，也可在地区线路上采用分支接线，即T形接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。
2）在具有两台主变压器的变电所中，当35~220KV线路为双回线时，若无特殊要求，该电压级主接线均采用桥型接线。
3）在35~60KV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线。
若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。
4）在110、220KV配电装置中，当线路为3~4回时，一般采用单母线分段接线；
若为枢纽变电所，线路在4回及以上时，一般采用双母线接线。
5）如果断路器不允许停电检修，则应增加相应的旁路设施，其原则基本同前。
根据以上要求对各种方案的主接线选择见表（3）。
2.3导线的选择与校验
按经济电流密度选择导线截面积：
式中—正常运行方式下的线路最大持续视在功率，KVA；
—线路额定电压,KV；
—经济电流密度，A/
根据计算结果选取接近的标称截面积导线。
2.3.1方案I
对环网进行初步潮流计算：
2
3
1
4
A
7+J2.3
14+J4.602
5+J1.643
图2-1方案I环网初步潮流分布图
经计算、查表可得
时，；
计算A-2线路得，
计算2-3线路得，
计算3-4线路得，
计算1-4线路得，
计算A-1线路得，
按发热校验导线截面：
线路A-2：
线路2-3：
线路3-4：
线路1-4：
线路A-1：
其中，查表得各型号导线持续容许电流，校验都符合长期发热要求。
经查表得所有线路均采用LGJ50/8。
单位重量为195.1Kg/Km。
线路长度为349.8Km，所以有色金属消耗量为68.25吨
2.3.2方案II
A’
19+J6.251
图2-2方案II环网初步潮流分布
计算2-4线路得，
线路2-4：
线路长度为371.8Km，所以有色金属消耗量为72.534吨
2.3.3方案III
图2-3方案III环网初步潮流分布
线路长度为299.2Km，所以有色金属消耗量为58.37吨
2.3.4方案IV
线路长度为376.2Km，所以有色金属消耗量为73.40吨
2.3.5方案V
图2-4方案V环网潮流分布
（1）
24+J7.888
7+J2.301
图2-5方案V环网潮流分布
（2）
各线路功率
计算1-2线路得，
线路1-2：
线路4-3：
线路长度为332.2Km，所以有色金属消耗量为64.81吨
2.3.6方案VI
对该网进行初步潮流计算：
图2-6方案VI潮流分布
线路长度为302Km，所以有色金属消耗量为58.920吨
2.4变压器的选择与相关参数的计算
2.4.1发电厂主变的选择
1、本设计主接线为发电机端设立母线形式，发电机经母线及升压变压器接入系统时，其变压器总容量应考虑负荷的逐年发展，并按以下原则计算选择：
A.当发电机端电压母线上的负荷最小时，应能将剩余功率送入系统；
B.当发电机电压上最大一台发电机停运时，应能保证由系统经主变压器供给电压母线上最大负荷。
2、考虑备用负荷时，选择两台变压器。
其容量考虑一台切除后，另一台能过负荷30%；
确定发电厂变压器容量时，地区负荷最低时发电机的功率能全部送出，同时考虑地区负荷最大时，允许系统倒送一部分功率，一台变压器检修切除时，其余变压器能送出70~75%Sn，如三台并联时考虑Sn/2*1.3。
3、容量计算与型号选择
发电厂负责对四个地区负荷供电，为避免变压器检修或故障时造成变压器全厂停电，变压器通常为2~3台，本设计选择为三台变压器并联。
选型110Kv双绕组压变压器为：
型号
额定容量（KVA）
额定电压（KV）（高）
额定电压（KV）（低）
联接组标号
-31500/110
31500
11022.5%
10.5
YN，d11
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
空载电流（%）
阻抗电压（%）
重量（t）
42.2
148
1.1
50.3
表2-1发电厂变压器选择
2.4.2四个变电站主变的选择
1、主变选择要求
变电所主变压器容量，一般都应按5~10年规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。
对重要变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内，应满足一`类及二类负荷供电；
对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%以上。
考虑备用时，选择两台变压器，保证一台由于故障切除后，另一台能够过负荷30%。
一站：
二站：
三站：
四站：
型号列表为：
站点
变压器型号
台数
（Kw）
％
SFL1-6300/110
52.5
9.76
SFZL1-16000/110
120
34
1.2
表2-2变电站变压器选择
2、电站主变参数计算
双绕组变压器等值电路参数计算：
各站变压器参数如表2-3
16
201.67
8.07
5.73
8
100.835
16.14
11.46
5.67
79.41
2.81
1.59
2.835
39.705
5.62
3.18
表2-3变压器参数计算
2.5供电方案的初步比较
六个方案的情况列表如下：
方案
线路长度（Km）
路径长度（Km）
发电厂与变电站主接线形式
高压开关数（个）
有色金属消耗量（t）
电厂
1号站
2号站
3号站
4号站
I
349.8
224
双母
桥型
14
68.245
II
371.8
72.534
III
192
58.374
IV
376.2
171
73.397
V
311.3
239
60.735
VI
332.2
151
双母线
64.812
表2-4初步方案项目列表
表中所列方案均能满足供电可靠的性的要求，但各种方案的经济性有差异。
通过对比我们选择了经济性好，供电可靠性高的发难III、VI做进一步的详细比较。
2.6供电方案的详细比较
2.6.1电能损耗
（1）方案III
网络中的功率分布：
各段电阻如下：
最大负荷损耗小时数
总电能损耗：
（2）方案VI
最大负荷损耗小时数：
，
2.6.2电压损失校验
2.6.2.1方案III电压损失校验
（1）变电站1由电压校验：
因故障A-1中的一回线停
U％===1.62％<
15％
满足要求
（2）当A-2某回线退出运行时，潮流如图2-7。
5
41
21
50
2’
图2-7当A-2某回线退出运行时潮流分布
===9.58MW
===9.42MW
故3号站为功率分点：
U％===9.88％<
（3）4号站电压损耗计算
U％===10.2％<
2.6.2.2方案VI电压损耗校验
44
图2-8方案VI拓扑图
（1）A-1电压损耗在前面已经校验过满足要求
（2）4号站电压损失校验
①A-2中某回线退出运行
②若2-3中某一回线退出运行
2.5.3一次投资与年运行费
（1）方案III一次投资
采用LGJ-50/8型导线总长度：
2992.2km，有色金属58373.92kg，导线单位长度造价：
3420元/t
导线总投资：
58.37392t3420元/t=200888.064
变压器：
SFL1-31500/110，共3台，17万元/台，总计51万元
SFL1-6300/110，共6台，6.72万元/台，总计40.32万元
SFZL1-16000/110，共2台，13.36万元/台，总计26.72万元
变压器共计：
=26.72+40.32+51=118.04万元
断路器的造价断路器型号：
SW4-110/1000,47600元/台
断路器台数：
4+14=18台，=1847600=856800（万元）
设备投资：
=20.09+85.68=105.77（万元）
主体设备投资：
I==223.81（万元）
综合造价：
P=I
式中a为不明显的附加费用比例系数，110kv时取90
P=223.81（1+0.9）=425.239（万元）
检修维护费：
G=0.04*P=0.04=17（万元）
折旧费=0.058*P=0.058=24.67（万元）
年运行费：
C=+=79.727（万元）
方案VI一次投资
导线选择LGJ-50/8型导线，计64.81222t
总投资：
=64.81222t3420t/元=221657.724元
变压器需=118.04万元
断路器:
=4=20=95.2（万元）
一次投资：
=22.17+95.2=117.37（万元）
I=118.04+117.37=235.41（万元）
综合造价P=I（1+）
P=235.41=447.279（万元）
检修维护费用：
=0.04*P=0.04=17.89（万元）
折旧费：
=0.058*P=0.058（万元）
C=0.1
2.5.4两种方案经济比较
1、两种方案的线路总投资和年运行费用如表2-5。
方案投资
线路总投资Z（万元）
年运行费用u（万元）
方案3
425.239
79.727
方案6
447.279
76.81
表2-5线路总投资和年运行费用
2、抵偿年限法：
在两个方案中，综合投资,而运行费用,则可用抵偿年限法确定最优方案
T=
代入数据得：
T==7.56>
5，则方案3为最优方案。
3潮流计算
3.1最大功率与最小功率分布计算
变压器参数计算如表2-3.
各变电站功率计算如表3-1.
站号
最大负荷
7+j2.30
5+j1.643
14+j4.602
最小负荷
2.4+j0.790
1.6+j0.526
7+j2.303
表3-1各变电站功率
3.1.1确定各站点运算负荷
变压器等值电路及功率
其中：
S’=S++
1、1号站：
；
取
+
2、2号站：
3、3号站：
4、4号站：
各点运算负荷
（MVA）
7.0518+j2.8971
2.4237+j0.9819
表3-2变电站运算负荷
5、计算线路电路电纳后，为化简网络，重新计算各站点运算负荷
由，方向由站点流向大地
;
计算电路电纳后得各站点运算负荷如表3-3。
’（MVA）
’（MVA）
7.0518+j1.6748
2.4237-j0.2344
5.0378-j1.0114
1.6214-j2.3356
14.1189+j4.5001
7.0807+j1.6666
5.0378+j0.9651
1.6214-j0.3591
表3-3计算电路电纳后得各站点运算负荷
3.1.3初步潮流分布
1）最大负荷
34
22’
34.65+j24.8614.55+j10.4428.41+j20.39
14.1189+j4.50015.0378+j0.9651
图3-1最大负荷时初步潮流分布
=9.66+j2.8437
=9.4966+j2.6214
5.0378+j0.9651）
=4.4588+j1.6563
故得初始功率分布图（节点3为功率分点）
9.66+j2.84374.4588+j1.65639.4966-j2.6214
图3-2初始功率分布
1）最小负荷
7.0807+j1.66661.6214+j0.3591
图3-3最小负荷时初步潮流分布
=4.5132+j0.7908
=
=4.1889+j0.5167
=-=4.1889+j0.5167-（1.6214-j0.3591）=2.5675+j0.8758
可得初步功率分布为（其节点3为功率分点）
图3-4功率分布
3.1.4详细潮流
系统等值电路如附录4。
1、最大负荷时
（1）将环网从节点3打开如图3-5。
=9.66+j2.8437MVA
=
=0.2904+j0.2083MV
=+=9.95+j3.052MVA
（2）=
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