区域电力网规划设计

区域电力网规划设计

摘要

随着电力在国民经济发展中作用的日益突出，电网的建设与发展正扮演着越来越重要的角色。电网作为联系电能生产企业与用户的桥梁，对供电的可靠性与稳定性不言而喻，而电网的设计作为电网建设中的重要一环，必须给予高度的重视。

本文简明扼要地介绍了区域电网设计的过程与方法。区域电网的设计应根据用户负荷的相关资料，各变电站的地理位置和供电情况做出相应的功率平衡，确定各变电站变压器的主变容量与台数。根据已有的知识做出几种备选的方案，通过技术经济比较，主要从以下几个方面：(1) 按经济截面选择导线，按机械强度、载流量等情况校验导线，确定各段导线型号。(2) 对各种备选方案进行正常和故障情况下的电压和电能损耗的计算，本过程的计算主要采用手工算潮流电能的方法，得出各种正常及故障时的电压损耗情况，评定各种接线方案。(3) 从各种方案线路的损耗，线路投资，变电所的投资以及年运行费用等方面进行经济比较。

综合以上三个方面确定最佳的方案，即为本设计的选定方案。最后对最优方案进行潮流计算，根据其结果对最优方案评定调压要求，选定调压方案。

关键词：潮流计算；调压方案；电网接线方案

Regional Power Grid Planning and Design

Abstract

Along with development of national economy, the construction of electrical network is acting more and more important role. Electrical network takes a role of the bridge between producing -electrical energy enterprises and users, it is well known that electrical network is also important for the stability and reliability of power supply. The design of power system acts as important one aspect in the construction of electrical network, witch must be given an extra attention. This paper concisely has introduced method and the process of the distribution net design of regional power grid. It should be according to the related information of user loads, each distribution station site and the condition of power supply of existed power plants, making corresponding power balance, and then determine every distribution transformer capacity and number. According existing knowledge and experience, imagine two kinds alternative scheme, compare through technical economy from some following aspects, require best design: (1) select wire according to economic section, according to machinery strength, the current-carrying capacity etc, checking the wire model. (2) Various choose schemes must be carried out calculation for normal and fault condition by manual power flow calculation .Calculation result are normal and fault voltage wastage conditions, remarking various wiring schemes. (3) From the wastage, line investment, the electrical energy of various scheme lines, distribution system annual operation cost as well as investment of electrical place, carrying out economic comparison and synthesize.

Comprehensive above three aspects, that is sure the best scheme for the selection of the design schemes. Finally to the best scheme flow calculation, according to its results we should assess the surge plan requirements of the optimum scheme, and select the final surge plan.

Keywords: Power flow calculation; Voltage regulation scheme; Network connection program

II

目录

摘要 ------------------------------------------------------------------------ I ABSTRACT ------------------------------------------------------------------- II 前言 ------------------------------------------------------------------------ 1 1分析原始资料 -------------------------------------------------------------- 2 1.1原始资料----------------------------------------------------------------- 2 1.2功率平衡校验-------------------------------------------------------------3 1.3初选方案-----------------------------------------------------------------4 1.4确定电压等级-------------------------------------------------------------5 2 主接线形式，变压器台数和容量的选择 ---------------------------------------- 6 3 导线型号的选择 ------------------------------------------------------------ 8 3.1 方案1的导线型号选择---------------------------------------------------- 8 3.2 方案6的导线型号选择--------------------------------------------------- 10 3.3 方案7的导线型号选择 -------------------------------------------------- 13 4 初步比较 ---------------------------------------------------------------- 16 5 详细比较 ---------------------------------------------------------------- 18 5.1电压损耗计算------------------------------------------------------------18 5.1.1 电压损耗计算原则----------------------------------------------------- 18 5.1.2 正常运行时的电压损耗------------------------------------------------- 18 5.1.3 故障运行时的电压损耗------------------------------------------------- 23 5.2一次投资----------------------------------------------------------------29 5.3年行运费----------------------------------------------------------------30 5.4比较分析----------------------------------------------------------------31 6 最优方案潮流计算 --------------------------------------------------------- 32 6.1正常运行时最大负荷情况--------------------------------------------------32 6.2正常运行时最小负荷情况--------------------------------------------------37 6.3故障情况下的潮流计算----------------------------------------------------42 7 变压器分接头选择 --------------------------------------------------------- 47 8 最优网络统计数字 --------------------------------------------------------- 53 结论 ----------------------------------------------------------------------- 54 参考文献 ------------------------------------------------------------------- 55 致谢 ----------------------------------------------------------------------- 56

III

前言

电力工业是国民经济发展的基础工业。

区域电力网规划、设计及运行的根本任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下,合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足、可靠和质量合格的电能。

区域电网规划是根据国民经济发战计划和现有电力系统实际情况，结合能源和交通条件，分析负荷及其增长速度，预计电力电量的发展，提出电源建设和系统网架的设想，拟定科研、勘探、设计以及新设备试制的任务。

电力系统设计是在审议后的电力系统规划的基础上，为电力系统的发展制定出具体方案。在电力系统设计中，贯彻国家各项方针政策，遵照有关的设计技术规定：从整体出发，深入论证电源布局的合理性，提出网络设计方案，并论证其安全可靠性和经济性，为此需进行必要的计算：尚需注意近期与远期的关系，发电、输电、变电工程的协调，并为电力系统继电保护、安全自动装置以及下一级电压的系统设计创造条件。电力系统设计包括电厂接入系统设计，电力系统专题设计，发电、输电、变电工程可行性研究及初步设计的系统部分。

区域电网设计的水平年，一般取今后5-10年的某一年，远景水平年取今后10-15年的某一年。设计水平年的选取最好与国民经济计划的年份相一致。电源和网络设计，一般以设计水平年为主，并对设计水平年以前的过渡年份进行研究，同时还要展望到远景水平年。

1

1分析原始资料

1.1原始资料

（1) 发电厂装机情况

发电厂 类型 总装机容量,MW 单机容量,MW 台数 机端电压,kV 功率因数 100 4 10.5 0.85 A 火电 400 50 B 火电 350 100 3 2 10.5 10.5 0.8 0.85 （2) 负荷情况

参数 ／ 厂站名 厂A 厂B 站 1 站 2 站 3 站 4 站 5 15/0.9 90/0.9 90/0.9 80/0.9 95/0.9 110/0.9 Pmax ,MW / cosφ 10/0.85 80/0.85 70/0.85 75/0.85 70/0.85 85/0.85 Pmin ,MW / cosφ 10.5 10 10 35，10 35，10 35,10 低压母线电压,kV 75 80 75 60 80 75 负荷等级I, II,% 5000 4800 5000 5200 5200 5000 Ｔmax ,H 8760 8760 8760 8760 8760 主变年运行时间,H 备 备 备 备 备 备 备用要求 逆 逆 常 顺 逆 常 调压要求 （3) 发电厂及变电所地理位置图及各厂、站间的距离

2 ○ 3 ○ 1 ○ 2 ○ 5 ⊙ B ○ 4 ⊙ A

1.2 功率平衡校验

1.2.1 有功平衡校验

（1）用电负荷：Py?K1?Pmax?0.95?465?441.75(MW) （2）供电负荷：Pg?11??441.75?490.83(MW) 1?K21?0.11?Pg?Pz??1??490.83?15??549.82(MW) 1?K31?0.08（3）发电负荷：Pf?（4）P备?20%Pf?549.82?20%?109.96(MW) （5）发电厂可以提供的备用容量：

P.82?200.18(MW) 总?Pf?750?549已备?P可见，经过计算与要求的最小备用容量相比较，满足备用要求，使有功功率平衡。

1.2.2 无功平衡校验

（1）发电厂发出的总无功：

?1?1Q总?P总?tan(cos0.8)?750?tan(cos0.8)?562.5(Mvar)

（2）负荷消耗总无功：

?1?1?1?1Q负??Pmax?tan(cos?)?90?tan(cos0.9)?90?tan(cos0.9)?80?tan(cos0.9)?95?tan(cos0.9)?110?tan(cos0.9)?223.2(Mvar)?1?1

（3）据原始数据无功补偿应进行到0.9，由于所有变电站的功率因数均为0.9，所以不用进行无功补偿。 （4）总无功负荷：

?1Qz?(Q负?Q变)?K1?Qch?(223.2?0)?0.95?15?tan(cos0.9)?219.24(Mvar)

（5）Q备?7%Qz?15.3(Mvar) （6）已有备用容量：

Q已备?Q总?Qz?562.5?219.24?343.26(Mvar)， 满足要求，使无功功率平衡。

3

1.3 初选方案

根据不同的接线方法，按原始资料的地理位置图，以及负荷大小，经过比较，直观淘汰了一些明显不合理的方案，保留了如下八种方案如表1-1：

表1-1：初步设计方案 序号 方案 254断路器数 导线长（km） 1 1A3B16 469 2542 1A3B18 537 23 541A3B20 612 24 541A3B20 595 25 541A3B20 630 4

26 541A21A21A3B318 563 547 B322 651 548 B24 723 注：表1-1中导线长考虑了弧垂和裕度，所以路径长为直线长的1.08倍，导线长为路径的1.08倍。

从表1-1中分析比较后，可以选择的方案有两种：方案1、方案6和方案7。下面再对这三个方案进行一个初步比较，比较它们的导线长，断路器数目，金属耗量和优缺点，然后进行详细比较。

1.4 电压等级的确定

根据表1-2确定电压等级。

表1-2：各电压等级线路的合理输送容量及输送距离 额定电压（kV） 3 6 10 35 输送功率（kW） 100~1000 100~1200 200~2000 2000~10000 输送距离 （km） 1~3 4~15 6~20 20~50 额定电压（kV） 60 110 220 500 输 送 功 率 （kW） 3500~30000 10000~50000 100000~500000 输送距离 （km） 30~100 50~150 100~300 800000~2000000 400~1000 根据原始资料及计算结果可知额定电压应选220kV。

5

2 主接线形式，变压器台数和容量的选择

2.1 主接线形式

（1） 发电厂主接线形式

发电厂A有100MW机组四台，出口没有机压负荷，故直接将电能经变电站送入电网，机端电压为10.5kV，根据此情况及相关规定，100MW机组采用单元接线，这种接线简单，操作简便，经济性高。

发电厂B有100MW机组两台，机端电压10.5kV，机压负荷为60MW由于发电机容量较大，为了采用简单的接线方式，故发电机均采用单元接线方式。三台50MW的机组进出线不止一回，采用机压母线的接线方式，这种接线简单清晰，设备少，投资少，便于扩建。 （2） 变电站主接线形式

为了提高供电的可靠性，接入变电站的线路条数都是两条，同时变电站的变压器的台数也是两台。五个变电站都可以选用桥形接线，所用的断路器数少，投资较少。如果是环形网时，为了防止穿越功率通过三台断路器，则应选用外桥接线。

2.2 变压器的台数和容量

（1）发电厂的变压器台数和容量

采用发电机－变压器单元接线形式时，主变的容量只要和发电机的容量相配套即可，但要保留10％的裕度。所以连接100MW机组的变压器的容量为：100×1.1/0.85＝129.41MW.所以选用SFP7-150000/220型的变压器。机压母线接线方式的变压器一台故障另一台应满足输送功率的70％以上，所以连接50MW机组的变压器的容量为：150×0.7＝105MW. 所以选用SSPL1—120000/220型的变压器。 （2）变电站的变压器台数和容量

变电站主变压器容量的确定一般要考虑城市规划、负荷性质、电网结构等因素。对重要变电站，需考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，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60%～75%。

由于5个变电站都属于枢纽变电站，主变压器台数为两台，而且站1和站2的低压母线均为10kV,应选双绕组变压器；站3、4、5的低压母线的电压都为10kV、35 kV，应优先选三相三绕组变压器。计算公式为：

S?0.7?其容量计算如下：

站一容量为：S1＝0.7×90/80%＝78.75(MVA) 站二容量为：S2＝0.7×90/75%＝84(MVA)

6

pM （2-1） cos?站三容量为：S3＝0.7×80/60%＝93.3 (MVA) 站四容量为：S4＝0.7×95/80%＝83.1(MVA) 站五容量为：S5＝0.7×110/75%＝102.7(MVA)

查表选4台型号为SSPL1-90000/220变压器,6台型号为SSPSL1-120000/220变压器。

2.3 所选用变压器的型号及相关参数表

表2-1发电厂参数表 项目 站别 发电厂A 发电厂B SFP7-150000/220 Yo/Δ-11 SFP7-150000/220 Yo/Δ-11 型号及容量 连接组 损耗（kW） 空载 140 140 179 短路 450 450 895 阻 抗 空载电 压 电流参考 价格（％） （％） (万元) 13.6 13.6 13 0.8 0.8 0.67 78 78 65 发电厂B SSPL1-120000/220 Yo/Δ-11 表2-2变电站参数表 站别 项目 型号及容量 连接组 空载 损耗（kW） 高—中 短路 高—低 中—低 高—中 阻抗电 压（％） 空载电流（％） 参考价格(万元) 表2-3变电站参数表 变电站 SSPSL1-120000/220 Yo/Δ-11 123.1 510 165 227 24．7 14．7 8.8 1.0 71.6 高—低 中—低 项目 站别 变电站1 变电站2 SSPL1-90000/220 Yo/Δ-11 SSPL1-90000/220 Yo/Δ-11 7

损耗（kW） 型号及容量 连接组 空载 92 92 短路 阻 抗 空载电 压 电流（％） （％） 0.67 0.67 参考 价格(万元) 52.6 52.6 472.5 13.7 472.5 13.7

3 导线型号的选择

3.1 方案1的导线型号选择

3.1.1 计算网络在最大运行方式下的初步潮流分布

将变电站4、5和发电厂B三个节点从发电厂处打开节点，计算初步潮流分布。

BB495+j45.6~～~5110+j52.8~

SmLm??SmLm'可以算出初步潮流。

根据集中参数公式Sa＝和Sa'＝

L?~（2.2＋1.5）?（95＋j45.6）＋1.5?（110＋j52.8）SB4＝＝87.5＋j42(MVA)

2.2?2.2?1.5~~~L?S45?SB4?S4?(87.5?j42)?(95?j45.6)??7.5?j3.6(MVA) SB5?S5?S45?(110?j52.8)?(?7.5?j3.6)?117.5?j56.4(MVA)

~~~可以看出有功分点、无功分点均为4.

变电站3、发电厂A和发电厂B三个节点为两端供电网，计算初步潮流分布。

AB380+j38.4

（80?j38.4）?2.1SA3＝?28.5?j13.7(MVA)

3.8?2.1~SB3＝S3?SA3?(80?j38.4)?(28.5?j13.7)?51.5?j24.7(MVA)

~~~可以看出有功分点、无功分点均为3.

变电站1、2之间没有功率传输，故发电厂A直接给站1供电，发电厂B直接给站2供电。

3.1.2 按经济电流密度计算导线截面积

电网电压等级为220kV，公式： S?其中：S——导线截面积（mm2）；

P、Q——流过线路的有功功率和无功功率； J——经济电流密度（A/mm2）；

8

P2?Q23JUN （3-1）

； UN——线路额定线电压（kV）

根据上述公式，可求得线段的截面积如下：

902?43.22SA1??228(mm2)

3?1.15?220SB2902?43.22??228(mm2)

3?1.15?220令S12?SA1?228(mm2)

28.52?15.42SA3??95(mm2)

3?0.9?22051.52?27.82SB3??171(mm2)

3?0.9?220SB487.52?422??283(mm2)

3?0.9?220117.52?56.42??380(mm2)

3?0.9?220SB57.52?3.62S45??25(mm2)

3?0.9?2203.1.3 选择导线型号及其校验

导线型号的选择

根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区35kV以上的线路中，容许的最小截面积为25mm2.电晕校验时，由于220kV的网络要求导线的截面积最小为240mm2的导线。可以选择线路如下：

A—1段选LGJ—240型 B—2段选LGJ—240型 1—2段选LGJ—240型 A—3段选LGJ—240型 B—3段选LGJ—240型 B—4段选LGJ—300型 B—5段选LGJ—400型 4—5段选LGJ—240型

9

3.1.4 按照机械强度，允许载流量，电晕校验

（1）、机械强度校验

所选的绞线截面积都大于25mm2，所以都符合要求。 （2）、允许载流量校验

首选根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为25°C，钢芯铝绞线的允许温度一般取70°C。再查表得LGJ—240导线长期允许通过的电流为610(A)，LGJ—300型导线允许电流为700(A)，LGJ—400型导线允许电流为800(A)。

IA1maxSA1max902?43.22???262(A)?610(A)

3UN3?220SB2max902?43.22???262(A)?610(A)

3UN3?220IB2maxI12max?IA1?262(A)?610(A)

IA3maxSA3max28.52?15.42???85(A)?610(A)

3UN3?220SB3max51.52?27.82???154(A)?610(A)

3UN3?220SB4max87.52?422???255(A)?700(A)

3UN3?220SB5max117.52?56.42???342(A)?800(A)

3UN3?220S45max7.52?3.62???22(A)?610(A)

3UN3?220IB3maxIB4maxIB5maxI45max经过校验，长期运行时导线的载流量满足要求。

3.2 方案6的导线型号选择

3.2.1 计算网络在最大运行方式下的初步潮流分布

将变电站4、5和发电厂B组成的环网从发电厂B处打开，计算初步潮流分布。

BB495+j45.65110+j52.8

10

S~=（2.2＋1.5）?（95＋j45.6）＋1.5?（110＋B4j52.8）2.2?2.2?1.5＝87.5＋j42(MVA)

S~~~45?SB4?S4?(87.5?j42)?(95?j45.6)??7.5?j3.6(MVA) S~~~B5?S5?S45?(110?j52.8)?(?7.5?j3.6)?117.5?j56.4(MVA)

可以看出，有功分点、无功分点均为4. 变电站2、发电厂A和发电厂B为两端供电网

AB290+j43.2

S~A2?(90?j43.2)?2.64.5?2.6?33?j15.8(MVA)

S~?S~~B22?SA2?(90?j43.2)?(33?j15.8)?57?j27.4(MVA)

可以看出，有功分点、无功分点均为2.

变电站3、发电厂A和发电厂B三个节点为两端供电网，计算初步潮流分布。AB380+j38.4

S~（8A3=0?j38.4）?2.13.8?2.1?28.5?j13.7(MVA)

S~~~B3=S3?SA3?(80?j38.4)?(28.5?j13.7)?51.5?j24.7(MVA)

可以看出，有功分点、无功分点均为3.

3.2.2 按经济电流密度计算导线截面积

电网电压等级为220kV，公式： S?P2?Q23JU N其中：S——导线截面积（mm2）；

P、Q——流过线路的有功功率和无功功率； J——经济电流密度（A/mm2

）；

UN——线路额定线电压（kV）； 根据上述公式，可求得线段的截面积如下：

902?43.22SA1?3?1.15?220?228(mm2)

11

3-2）

（

SA2332?15.82??84(mm2)

3?1.15?22028.52?15.42SA3??95(mm2)

3?0.9?220SB2902?43.22??228(mm2)

3?1.15?22051.52?27.82SB3??171(mm2)

3?0.9?220SB487.52?422??283(mm2)

3?0.9?220117.52?56.42??380(mm2)

3?0.9?220SB57.52?3.62S45??25(mm2)

3?0.9?2203.2.3 选择导线型号及其校验

导线型号的选择

根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区35kV一是那个的线路中，容许的最小截面积为25mm2.电晕校验时，由于220kV的网络要求导线的截面积最小为240mm2的导线。

A—1段选LGJ—240型 A—2段选LGJ—240型 A—3段选LGJ—240型 B—2段选LGJ—240型 B—3段选LGJ—240型 B—4段选LGJ—300型 B—5段选LGJ—400型 4—5段选LGJ—240型

3.2.4 按照机械强度，允许载流量，电晕校验

（1）、机械强度校验：所选的绞线截面积都大于25mm2，所以都符合要求。

（2）、允许载流量校验：首先根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为25°C，钢芯铝绞线的允许温度一般取70°C。再查表得LGJ—240导线长期允许通过的电

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流为610(A)，LGJ—300型导线允许电流为700(A)，LGJ—400型导线允许电流为800(A)。

IA1maxSA1max902?43.22???262(A)?610(A)

3UN3?220SA2max332?15.82???96(A)?610(A)

3UN3?220SA3max28.52?15.42???85(A)?610(A)

3UN3?220SB2max902?43.22???262(A)?610(A)

3UN3?220SB3max51.52?27.82???154(A)?610(A)

3UN3?220SB4max87.52?422???255(A)?700(A)

3UN3?220SB5max117.52?56.42???342(A)?800(A)

3UN3?220S45max7.52?3.62???22(A)?610(A)

3UN3?220IA2maxIA3maxIB2maxIB3maxIB4maxIB5maxI45max经过校验，长期运行时导线的载流量满足要求。

3.3 方案7的导线型号选择

3.3.1 计算网络在最大运行方式下的初步潮流分布

将变电站4、5和发电厂B组成的环网从发电厂B处打开，计算初步潮流分布。

BB495+j45.65110+j52.8

（2.2＋1.5）?（95＋j45.6）＋1.5?（110＋j52.8）SB4=＝87.5＋j42(MVA)

2.2?2.2?1.5~S45?SB4?S4?(87.5?j42)?(95?j45.6)??7.5?j3.6(MVA) SB5?S5?S45?(110?j52.8)?(?7.5?j3.6)?117.5?j56.4(MVA)

~~~~~~可以看出，有功分点、无功分点均为4.

变电站3、发电厂A和发电厂B三个节点为两端供电网，计算初步潮流分布。

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AB380+j38.4S~=（8A30?j38.4）?2.13.8?2.1?28.5?j13.7(MVA)

S~B3=S~~3?SA3?(80?j38.4)?(28.5?j13.7)?51.5?j24.7(MVA)

可以看出，有功分点、无功分点均为3.

3.3.2 按经济电流密度计算导线截面积

电网电压等级为220kV，公式： S?P2?Q23JU N其中：S——导线截面积（mm2）；

P、Q——流过线路的有功功率和无功功率； J——经济电流密度（A/mm2）； UN——线路额定线电压（kV）； 根据上述公式，可求得线段的截面积如下：

?902?43.22SA1?1.15?220?228(mm23)

S28.52?15.42A3?3?0.9?220?95(mm2)

S51.52?27.82B3?3?0.9?220?171(mm2)

2S?90?43.22B2?228(mm23?1.15?220)

S87.52?422B4?3?0.9?220?283(mm2)

SB5?117.52?56.423?0.9?220?380(mm2)

7.52?3.62S45?3?0.9?220?25(mm2)

3.3.3 选择导线型号及其校验

14

3-3）（

导线型号的选择

根据求得的导线截面积，电压等级和本系统所处的地理环境，可以用钢芯铝绞线。 按机械强度校验导线截面积时，在平原地区35kV一是那个的线路中，容许的最小截面积为25mm2.电晕校验时，由于220kV的网络要求导线的截面积最小为240mm2的导线。

A—1段选LGJ—240型 A—3段选LGJ—240型 B—3段选LGJ—240型 B—2段选LGJ—240型 B—4段选LGJ—300型 B—5段选LGJ—400型 4—5段选LGJ—240型

3.3.4 按照机械强度，允许载流量，电晕校验

（1）机械强度校验：所选的绞线截面积都大于25mm2，所以都符合要求。

（2）允许载流量校验：首先根据负荷可以求得流过导线的最大电流，当地年平均气温为25°C，钢芯铝绞线的允许温度一般取70°C。再查表得LGJ—240导线长期允许通过的电流为610(A)，LGJ—300型导线允许电流为700(A)，LGJ—400型导线允许电流为800(A)。

IA1maxSA1max902?43.22???262(A)?610(A)

3UN3?220SA3max28.52?15.42???85(A)?610(A)

3UN3?220SB3max51.52?27.82???154(A)?610(A)

3UN3?220SB2max902?43.22???262(A)?610(A)

3UN3?220SB4max87.52?422???255(A)?700(A)

3UN3?220SB5max117.52?56.42???342(A)?800(A)

3UN3?220S45max7.52?3.62???22(A)?610(A)

3UN3?220IA3maxIB3maxIB2maxIB4maxIB5maxI45max经过校验，长期运行时导线的载流量满足要求。

15

4 初步比较

将方案1、方案6、方案7进行初步比较，比较它们的导线长，断路器数目，金属耗量和优缺点。首先要求出三个方案的金属耗量，查表可得各种导线的单位重量，计算求得总重量。

4.1 导线长度

方案1：L=（2.6+3.1+2.6+2.1+3.8+2.2+2.2+1.5）×20×1.082=468.9（km） 方案6：L=（2.6×2+3.8+2.1+4.5+2.6+2.2+2.2+1.5）×20×1.082=562.2（km） 方案7：L=（2.6×2+3.8×2+2.1×2+2.6×2+2.2+2.2+1.5）×20×1.082=655.5（km）

4.2 高压断路器的数目

根据一条线路两个断路器的原则，各方案的高压断路器的数目如下： 方案1：2×8=16（个）；方案6：2×10=20（个）；方案7：2×11=22（个）

4.3 金属耗量

各种型号导线每千米的质量由参考资料可查到，具体计算过程如下所示： （1） 方案1:

A-1段：mA1＝652?2.6×20×1.082=39545.6（kg） B-2段：mB2＝652?2.6×20×1.082=39545.6（kg） 1-2段：m12＝652?3.1×20×1.082=47150.6（kg） A-3段: mA3=652?3.8×20×1.082=57797.5（kg） B-3段: mB3=652?2.1×20×1.082=31940.7（kg） B-4段: mB4=822?2.2×20×1.082=42186.4（kg） B-5段: mB5=1099?2.2×20×1.082=52810（kg） 4-5段: m45=652?1.5×20×1.082=22814.8（kg） 总的耗量为：m＝∑mi＝334（t） （2） 方案6：

A-1段: mA1＝652?2.6×20×1.082=39545.6（kg） A-2段：mA2＝652?4.5×20×1.082=68444.3（kg） A-3段：mA3＝652?3.8×20×1.082=57797.5（kg） B-2段：mB2＝652?2.6×20×1.082=39545.6（kg） B-3段：mB3＝652?2.1×20×1.082=31940.7（kg） B-4段：mB4＝822?2.2×20×1.082=42186.4（kg） B-5段：mB5＝1099?2.2×20×1.082=52810（kg） 4-5段：m45＝652?1.5×20×1.082=22814.8（kg）

16

总的耗量为：m＝∑mi＝395（t） （3） 方案7：

A-1段：mA1＝652?2.6×20×1.082=39545.6（kg） A-3段: mA3=652?3.8×20×1.082=57797.5（kg） B-3段: mB3=652?2.1×20×1.082=31940.7（kg） B-2段：mB2＝652?2.6×20×1.082=39545.6（kg） B-4段: mB4=822?2.2×20×1.082=42186.4（kg） B-5段: mB5=1099?2.2×20×1.082=52810（kg） 4-5段: m45=652?1.5×20×1.082=22814.8（kg） 总的耗量为：m＝∑mi＝455（t）

4.4 方案初步比较结果

表4－1：两个方案的初步比较 项目 方案 方案1 方案6 方案7 导线长度 （km） 468.9 562.2 655.5 断路器数 （个） 16 18 22

金属耗量（t） 334 395 455 17

113.09?4.6?88.3?15.1??113.09?15.1?88.3?4.6??＝?229.6????? 229.6229.6????22＝225.8（kV）

242－225.8?100％＝6.6％在允许范围之内。 压降百分数：

242当B-4线路断线时，电网的等值电路图如下：

SB5~~?~~?SB5SB5S45?S45~BB4.1+j21.44.6+j15.15496.15+j69.5111.29+j82.4

线路4－5段的功率损耗为

?S45~22P42?Q4P42?Q4??P?j?Q?R?jX

U2U296.152＋69.52 ?4.6＋j15.1=＝1.34＋j4.4(MVA)??2202所以流过线路4－5的负荷为S45?97.49?j73.9(MVA)，流过线路B－5的负荷为

SB5?208.78?j156.3(MVA)

~~?PR?QX??PX?QR?U5＝?UB?????

UB??UB??208.78?4.1?156.3?21.4??208.78?21.4?156.3?4.1??＝?242????? 242242????2222＝226.4（kV）

?PR?QX??PX?QR?U4＝?U5?????

UU55????97.49?4.6?73.9?15.1??97.49?15.1?73.9?4.6??＝?226.4????? 226.4226.4????2222＝220.6（kV）

242－220.6?100％＝8.7％在允许范围之内。 压降百分数：

242（2）当断开A-2线路断线时，电网的等值电路图如下：

43

SB2~?SB2~B8+j26.2290.38+j51.4

?SB2??P?j?Q?~P2?Q2U2R?jP2?Q2U2X

290.382＋51.4

?8＋j26.2=＝1.78＋j5.85(MVA)??2202~SB2?90.38?j51.4?1.78?j5.85?92.16?j57.25(MVA)

?PR?QX??PX?QR?U2＝?UB?????UU?B??B?22

292.16?8?57.25?26.2??92.16?26.2?57.25?8??＝?242????? 242242????2＝233.2（kV）

242－233.2?100％＝3.5％在允许范围之内。 压降百分数：

242当断开B-2线路断线时，电网的等值电路图如下：

SA2~?SA2~A13.9+j45.3290.38+j51.4

?SA2~P2?Q2P2?Q2??P?j?Q?R?jX

U2U290.382＋51.42 ?13.9＋j45.3=＝3.1＋j10.1(MVA)??2202SA2?90.38?j51.4?3.1?j10.1?93.48?j61.5(MVA)

~?PR?QX??PX?QR?U2＝?UA?????UU?A??A?22

2293.48?13.9?61.5?45.3??93.48?45.3?61.5?13.9??＝?242????? 242242????＝227.5（kV）

44

压降百分数：

242－227.5?100％＝5.9％在允许范围之内。

242（3）当断开A-3线路断线时，电网的等值电路图如下：

SB3~?SB3~B6.47+j21.2381.04+j57.57

?SB3~P2?Q2P2?Q2??P?j?Q?R?jX

U2U281.042＋57.572 ?6.47＋j21.2=＝1.3＋j4.3(MVA)??2202SB3?81.04?j57.57?1.3?j4.3?82.34?j61.87(MVA)

~?PR?QX??PX?QR?U3＝?UB?????

UB??UB??82.34?6.47?61.87?21.2??82.34?21.2?61.87?6.47??＝?242????? 242242????2222＝234.7（kV）

242－234.7?100％＝3％在允许范围之内。 压降百分数：

242当断开B-3线路断线时，电网的等值电路图如下：

SA3~?SA3~A11.7+j38.3381.04+j57.57

?SA3~P2?Q2P2?Q2??P?j?Q?R?jX 22UU81.042＋57.572??11.7＋j38.3?＝2.4＋j7.8(MVA) =2220SA3?81.04?j57.57?2.4?j7.8?83.44?j65.37(MVA)

~?PR?QX??PX?QR?U3＝?UA?????

UU?A??A?2245

83.44?11.7?65.37?38.3??83.44?38.3?65.37?11.7??＝?242????? 242242????22＝227.9（kV）

242－227.9?100％＝5.8％在允许范围之内。 压降百分数：

242

46

7 变压器分接头选择

7.1 变电站1

站1为逆调压，最大负荷时电压不大于105％UN，最小负荷时电压不小于UN。 变压器的型号为SSPL1-90000/220，等值阻抗为

22Pk1?UNUk1%?UN472.5?220213.7?2422ZT1?RT1?jXT1??j??j?2.82?j73.68??? 221000SN100SN1000?90100?90变压器最大负荷时的压降：

P1max?RTX?Q1max?T22?90.38?2.82?51.4?73.68?8.64KV U1233.85?2?UTmax＝??10.5KV 逆调压：最大负荷时低压侧母线要求实际电压 Uimax（UImax－?UTmax）UNi?233.85?8.64??10.5Utmax???225.21KV

?Uimax10.5变压器最小负荷时的压降：

P1min?RTX?Q1min?T22?80.29?2.82?56.95?73.68?9.47KV U1233.5?2?UTmin＝??10KV 最小负荷时低压侧母线要求实际电压 Uimin（UImin－?UTmin）UNi?233.5?9.47??10.5Utmax???235.23KV

?Uimin10UtImax ＋UtImin225.21?235.23??230.22KV

22 应选择231KV的分接头。

（225.61－8.64）?10.5?9.86KV 校验：最大负荷时低压侧的实际电压为

231（235.23－9.47）?10.5?10.26KV 最小负荷时低压侧的实际电压为

231UtIUtI?最大负荷时电压偏移1.4%，最小负荷时电压偏移2.6%都能满足调压要求。 于是，该变压器应选的分接头电压或变比为231/10.5KV。

7.2 变电站2

站2为常调压，无论何种负荷情况下，电压基本保持为一常数，为102％～105％Un。 变压器最大负荷时的压降：

P2max?RTX?Q2max?T22?90.38?2.82?51.4?73.68?8.53KV U1236.96?247

?UTmax＝

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