電氣工程及其自動化畢業(yè)設計某地區(qū)電網規(guī)劃及火電廠電氣部分設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p>　　某地區(qū)電網規(guī)劃及火電廠電氣部分設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 </p><p>　　學生姓名 學號

2、 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計的主要內容分為：確定火電廠和水電廠的發(fā)電機型號、參數，

3、通過技術經濟比較確定地區(qū)電網的接線方案，確定火電廠的電氣主接線，確定發(fā)電廠的主變壓器，短路電流計算，主要設備的選擇與校驗，繼電保護配置等內容。其中著重部分為地區(qū)電網接線方案的確定和火電廠短路電流計算。</p><p>　　設計中首先對火電廠變壓器容量的選擇進行了計算。根據計算結果選擇合適的變壓器。然后根據地區(qū)的電源情況和負荷情況，擬出兩個地區(qū)電網的接線方案。通過地區(qū)電網的功率平衡計算，導線截面積計算及校驗，地區(qū)電

4、網的潮流計算以及接線方案的總投資和運行年費的計算，比較兩個方案的可行性和經濟型，以及考慮所設計的發(fā)電廠與變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，確定最終的電網接線方案。第二階段為優(yōu)選方案短路電流的計算。短路計算包括各元件電抗標幺值的計算，母線短路電流計算，火電廠電源供給的短路電流計算。這部分對電氣主接線、電器設備、繼電保護設備的選擇都有著至關重要的作用，其準確性影響整個地區(qū)電網的安全性和經濟型。為了保證設備在正常運行時和故障情況下都能安全，可靠

5、的工作，同時又力求節(jié)約資金，也得進行短路計算。電器和導線的選擇也是變電所設計的重要環(huán)節(jié)，它是對發(fā)電廠與變電所現階段建設投資的依據，應該在安全可靠，經濟合理的前提下選擇最先進的設備。</p><p>　　本次設計是本著經濟性，可靠性和安全性的原則完成的。</p><p>　　關鍵詞：電力網絡；主接線；短路計算；潮流計算</p><p><b>　　Abstr

6、act</b></p><p>　　The design of the main contents includes: determining the generator’s type and　parameters of fire power-station and hydropower station, determining the wiring scheme of local grid by t

7、echnical and economic comparison, determining the main electrical　wiring thermal power plant, determining the main transformers of power-station, figure out the short-circuit current, the main equipment selection and ca

8、libration, relay protection configuration, etc. The emphatically parts is determination of local</p><p>　　First, in the design, work out the transformer capacity of fire power-station. According to the calcu

9、lation result choose appropriate transformer. Then according to the regional power situation and load conditions, draw up two local grid of wiring schemes. Through the calculation of local grid’s power balance, calculati

10、on and calibration of wire cross-sectional area, local grid flow calculation and wiring schemes in total investment and operation cost. Compare the feasibility and economical of t</p><p>　　This design is fin

11、ished in line with economic, reliability and safety principles. </p><p>　　Key word: Power network; Wires of electric; Load flow; Short circuit calculation </p><p><b>　　目錄</b></p&

12、gt;<p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　第2章 地區(qū)電網接線方案的確定3</p><p>　　2.1發(fā)電廠主變變壓器容量的選擇3</p><p>　　2.1.1火電廠主變壓器的選擇3</p><p>　　2.1.2水電廠主變壓器容量的選擇4</p>&

13、lt;p>　　2.2通過技術經濟指標比較確定地區(qū)電網接線方案4</p><p>　　2.3地區(qū)電網接線方案的的計算4</p><p>　　2.3.1地區(qū)電網接線方案1的功率平衡計算4</p><p>　　2.3.2地區(qū)電網接線方案1的架空線路導線型號初選7</p><p>　　2.3.3地區(qū)電網接線方案1的導線截面積校驗8&l

14、t;/p><p>　　2.3.4地區(qū)電網接線方案1的潮流計算9</p><p>　　2.3.5地區(qū)電網接線方案1的總投資和年運行費10</p><p>　　第3章 優(yōu)選方案短路電流計算14</p><p>　　3.1各元件電杭標么值的計算14</p><p>　　3.2 K1點(110kV母線)短路電流計算15

15、</p><p>　　3.2.1火電廠電源供給的短路電流17</p><p>　　3.2.2火電廠電源供給的短路電流17</p><p>　　3.2.3水電廠電源供給的短路電流18</p><p>　　3.2.4大系統(tǒng)供給的短路電流18</p><p>　　3.2.5各電源供給的短路電流匯總表19</p

16、><p>　　3.3 K2 點短路電流計算(35kV母線)19</p><p>　　3.3.1火電廠電源供給的短路電流20</p><p>　　3.3.2火電廠電源供給的短路電流21</p><p>　　3.3.3水電廠電源供給的短路電流21</p><p>　　3.3.4大系統(tǒng)供給的短路電流22</p&g

17、t;<p>　　3.3.5各電源供給的短路電流匯總表22</p><p>　　3.4 K3點(l0kV母線)短路電流計算22</p><p>　　第4章 火電廠電氣設備選擇及繼電保護配置24</p><p>　　4.1斷路器與隔離開關的選擇24</p><p>　　4.1.1 斷路器及隔離開關的選擇24</p&

18、gt;<p>　　4.1.2 斷路器及隔離開關的選擇24</p><p>　　4.1.3 斷路器及隔離開關的選擇24</p><p>　　4.2 電壓互感器的選擇25</p><p>　　4.3 電流互感器的選擇25</p><p>　　4.3.1 電流互感器25</p><p>　　4.3.2

19、 電流互感器25</p><p>　　4.3.3 電流互感器26</p><p>　　4.4 出線電抗器的選擇26</p><p>　　4.4.1點短路時的短路電流計算26</p><p>　　4.4.2校驗斷路器開斷能力28</p><p>　　4.4.3校驗動穩(wěn)定性能28</p><

20、p>　　4.4.4校驗熱穩(wěn)定性能28</p><p>　　4.5 繼電保護配置28</p><p>　　4.5.1發(fā)電機保護(型號:NSP-711)29</p><p>　　4.5.2變壓器組保護(型號:PST-1260系列)29</p><p>　　4.5.3線路保護(型號:ISA-311系列)29</p>&

21、lt;p>　　4.6確定發(fā)電廠的電氣主接線29</p><p><b>　　總結31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p>　　參考文獻錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p>&l

22、t;p>　　電力工業(yè)是國民經濟發(fā)展的基礎工業(yè)。隨著經濟建設的發(fā)展，發(fā)電設備的容量也在向應增大。為了更好的保證安全運行，經濟運行，并保證電能質量，電力系統(tǒng)運行越來越依靠自動控制的提高。</p><p>　　電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機保有在同步運行狀態(tài)下，其送出的電磁功率為定值，同時在電力系統(tǒng)中各節(jié)點的電壓及支路功率潮流也都是定值，這就是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)。反之，如果電力系統(tǒng)中各發(fā)電機間不能保持同步，則發(fā)電機送出

23、的電磁功率和全系統(tǒng)各節(jié)點的電壓及支路的功率將發(fā)生很大幅度的波動。如果不能使電力系統(tǒng)中各發(fā)電機間恢復同步運行，電力系統(tǒng)將持續(xù)處于失步運行狀態(tài)，即電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定狀態(tài)。保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)正常運行的必要條件。只有保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，電力系統(tǒng)才能不間斷的向各類用戶提供人合乎質量要求的電能。電力系統(tǒng)在某一運行方式下，受到外界大干擾后，經過一個機電暫態(tài)過程，能夠恢復到原始穩(wěn)定運行方式，則認為電力系統(tǒng)在這一運行方式下是暫態(tài)穩(wěn)定的。電力系

24、統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性與干擾的型式有關。在電力系統(tǒng)受到大的干擾的，其機電暫態(tài)過程是一組非線性狀態(tài)方程式，不能進行線性化，所以一般采用數值積分法的時域分析法，將計算結果繪出運行參數對時間的曲線，用以判別電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。</p><p>　　電力工業(yè)是國民經濟的重要行業(yè)之一，它即為現代工業(yè)、農業(yè)、科學技術和國防提供必不可少的動力，電力系統(tǒng)規(guī)劃設計及運行的任務是，在國民經濟發(fā)展計劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)，利用動力資源，用較

25、少的投資和運行成本，來滿國民經濟各部門及人民生活不斷增長的需要，提供可靠，允足，質量合格的電能。</p><p>　　火力發(fā)電廠是一座發(fā)、變電設施。它通過磨煤機、鍋爐、汽輪機等設備將化學能轉變?yōu)闄C械能，再通過發(fā)電機將機械能轉變?yōu)殡娔?，并由升壓變壓器將發(fā)電機出口電壓升高后，經輸電線路將電能輸送到用戶或電網中。</p><p>　　火力發(fā)電廠的電氣設備可分為電氣一次設備和電氣二次設備。通常把生

26、產和輸送、分配電能的設備稱為一次設備。包括:</p><p>　　(l)生產和轉換電能的設備:如發(fā)電機將機械能轉變成電能，電動機將電能轉變成機械能變壓器使電壓升高或降低，以滿足輸配電需要。這些都是發(fā)電廠中最主要的設備;</p><p>　　(2)接通或斷開電路的開關電器:如:斷路器、隔離開關、熔斷器、接觸器之類。它們用于正?；蚴鹿蕰r，將電路閉合或斷開。</p><p&g

27、t;　　(3)限制故障電流和防御過電壓的電器:如避雷器;</p><p>　　(4)接地裝置:無論是電力系統(tǒng)中性點的工作接地還是保護人身安全的保護接地，均采用金屬接地體埋入地中(或連成接地網)。</p><p>　　(5)載流導體:如母線、電纜等，它們按設計的要求，將有關電氣設備連接起來。</p><p>　　還有一些電氣設備，是對上述設備進行測量、控制、監(jiān)視和保護

28、用的，稱為二次設備，包括:</p><p>　　(l)儀用互感器:如電壓互感器和電流互感器，可將電路中的電壓或電流降至較低的值，供給儀表和保護裝置使用;</p><p>　　(2)測量表計:如電壓表、電流表、功率因數表等，用于測量電路中的參量值;</p><p>　　(3)繼電保護及自動裝置:這些裝置能迅速反映不正常情況并進行調節(jié)或作用于斷路器跳閘，使故障切除;&l

29、t;/p><p>　　(4)直流設備:包括直流發(fā)電機組、蓄電池等，供給保護和事故照明的直流用電。表示一次設備電氣連接關系的高壓電氣回路稱為一次回路。在火力發(fā)電廠電氣部分設計中，一次回路的設計是主體，它是保證供電可靠性、經濟性和電能質量的關鍵，并直接影響著電氣部分的投資。同時，它與繼電保護、自動裝置和二次接線的設計有密切關系。當火力發(fā)電廠接入電網時，它對于電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性和經濟性也將發(fā)生直接影響。</

30、p><p>　　一次回路設計需根據該地區(qū)的社會經濟、動力資源、電網現狀、電網遠期規(guī)劃、近區(qū)負荷和鄰近電源情況進行;在設計中，必須嚴格遵守國家有關法律法規(guī)、方針政策，按照現行規(guī)程規(guī)范的要求進行;應積極慎重地推廣國內外先進技術，因地制宜地采用新設備、新材料和新布置,必須從實際出發(fā)，按照需要與可能，近期與遠期相結合的原則，合理布局。</p><p>　　電氣一次部分設計，通常包括以下幾方面的內容:&

31、lt;/p><p>　　(1)發(fā)電廠與電網的連接:根據地方的電力系統(tǒng)規(guī)劃設計及發(fā)電廠接入系統(tǒng)設計，確定本發(fā)電廠的送電地區(qū)、輸電電壓等級、出線回路數目、輸電容量，以及電網對本發(fā)電廠的運行方式、穩(wěn)定措施等方面的要求;</p><p>　　(2)電氣主接線:論證、選定電氣主接線;</p><p>　　(3)廠用電系統(tǒng):確定廠用電源的取得方式與廠用電電壓等級，統(tǒng)計廠用電高低壓負

32、荷，選擇高壓、低壓廠用變壓器容量、臺數，確定廠用電接線;</p><p>　　(4)電氣設備選擇:計算短路電流，按照短路電流計算結果選擇變壓器、斷路器、隔離開關和互感器等電氣設備的型式、規(guī)格及有關技術參數;</p><p>　　(5)設備布置:包括主廠房內、外的電氣設備平面布置和升壓站布置;</p><p>　　(6)過電壓保護和接地:選定主廠房及電氣設備的過電壓保

33、護方式、保護設備型式、規(guī)格及其布置位置;計算接地電阻及敷設接地裝置等。</p><p>　　通過此次設計對三年來所學的知識進一步鞏固和加強，并得到了實際工作經驗。設計中查閱了大量的相關資料，努力做到有據可循。在設計中逐步掌握了查閱，運用資料的能力，總結了三年來所學的電力工業(yè)的相關知識，為日后的工作打下了堅實的基礎。</p><p>　　第2章 地區(qū)電網接線方案的確定</p>

34、<p><b>　　1.電源情況</b></p><p>　　某市擬建一座火電廠，容量為，取6500小時，該廠部分容量的供給本市負荷：負荷；負荷，其余容量都匯入地區(qū)電網，供給地區(qū)負荷。同時又與大系統(tǒng)相連。</p><p>　　地區(qū)原有水電廠一座，容量為，取4000小時，全部供出匯入地區(qū)電網。</p><p><b>　　2

35、.負荷情況</b></p><p>　　地區(qū)電網有兩個大型變電所：</p><p>　　變電所1負荷為，取5000小時。</p><p>　　變電所2負荷為，取5800小時。</p><p>　　2.1發(fā)電廠主變變壓器容量的選擇</p><p>　　擬建火電廠容量為汽輪發(fā)電機兩臺型號為QF-50-2，1臺型

36、號為QFS-125-2;水電廠容量為水輪發(fā)電機型號為SF60-90/9000 2臺。</p><p>　　發(fā)電機型號，參數見下表</p><p>　　表2.1 汽輪發(fā)電機型號，參數</p><p>　　表2.2 水輪發(fā)點機型號，參數</p><p>　　2.1.1火電廠主變壓器的選擇</p><p>　　A．發(fā)電

37、機采用雙繞組變壓器直接升壓至。按發(fā)電機容量選擇配套的升壓變壓器：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　因此發(fā)電機輸出采用容量為的雙繞組變壓器，變比為13.8/121,型號為SSPL-150000/110</p><p>　　B．母線上有供本市負荷，同時廠用電取，則兩臺升壓變壓器的總功率為</p>&

38、lt;p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　兩臺的發(fā)電機剩余容量采用兩臺繞組變壓器輸出，兩臺變壓器互為備用，當一臺故障或檢修時，另一臺可承擔的負荷，故每臺容量計算如下：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　選用兩臺容量相近的三繞組變壓器，變比為10.5/38.5/12

39、1,型號為SFPSL7-63000/110。</p><p>　　2.1.2水電廠主變壓器容量的選擇</p><p>　　水電廠發(fā)電機組為，用電很少，僅占總容量的，則</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（2-5）</b></p><p&g

40、t;　　選用兩臺容量為的雙繞組變壓器輸出，變比為13.8/121，型號為SFP7-90000/110</p><p>　　表2.3 變壓器型號，參數見下表</p><p>　　2.2通過技術經濟指標比較確定地區(qū)電網接線方案</p><p>　　根據地理位置，可以你出多個地區(qū)電網接線方案。根據就進送電，安全可靠，電源不要我點等原則，初步選出兩個比較合理的方案，進行技

41、術經濟比較。</p><p>　　方案1，火電廠一雙回回線反別送電給變電所1和大系統(tǒng)；水電廠以雙回線送電給變電所2，以單回線送電給大系統(tǒng)，所有線路均選用。</p><p>　　方案2，火電廠以雙回線分別送電給變電所1和大系統(tǒng)，水電廠則以單回線分別送電給變電所2和大系統(tǒng)，同時在以單回線連接大系統(tǒng)和變電所2，形成三點單環(huán)網，所有線路均選用。</p><p>　　2.3地

42、區(qū)電網接線方案的計算</p><p>　　2.3.1地區(qū)電網接線方案1的功率平衡計算</p><p><b>　　1.變電所1</b></p><p>　　變電所1的負荷功率為：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　則功率因數

43、</b></p><p><b>　　（2-7）</b></p><p>　　按要求應當采用電容器將功率因數補償到0.9以上：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　解得 </p><p>　　即經電容補償后，

44、變電所1所需功率變?yōu)?</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　變電所1補償電容容量至少為:</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　火電廠擬采用雙回線供電給變電所1，線路末端每一回線的功率為:</p><p><

45、;b>　?。?-11）</b></p><p>　　火電廠供變電所1線路首端，每一回線的功率初步估算為:</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　2.變電所2</b></p><p>　　變電所2負荷功率為:</p><p&

46、gt;<b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　則功率因數 </b></p><p>　　按要求應當采用電容器將功率因數補償到0. 9以上。</p><p>　　設用電容將功率因數補償到0. 93</p><p>　　經電容補償后，變電所2實際負荷為:</p>&l

47、t;p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　變電所2補償電容容量為:</p><p>　　水電廠擬以雙回線供電給變電所2，每回線路末端的功率為:</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　線路首端每一回線的功率初步估算為:</p>&

48、lt;p><b>　　（2-16）</b></p><p><b>　　3.水電廠</b></p><p>　　水電廠輸出有功功率:</p><p><b>　　（2-17）</b></p><p>　　水電廠一般無附近電荷，因此可設其運行功率因數為較高值，以避免遠距離輸

49、送無功。</p><p><b>　　令水電廠出口處:</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　　則輸出視在功率為:</b></p><p><b>　?。?-19）</b></p><p&g

50、t;<b>　　輸出無功功率為:</b></p><p><b>　　（2-20）</b></p><p><b>　　水電廠輸出功率為:</b></p><p><b>　　（2-21）</b></p><p>　　水電廠分別向大系統(tǒng)和變電所2兩個方向供

51、電。</p><p>　　(1)水電廠擬以雙回線向變電所1供電，線路首端每一回線的功率初步估算為:</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p>　　(2)水電廠多余功率擬以單回線送往大系統(tǒng)。則送大系統(tǒng)功率為:</p><p><b>　　(2-23)</b></p>

52、<p><b>　　4.火電廠</b></p><p>　　火電廠需分別向變電所2和大系統(tǒng)兩個方向供電。</p><p>　　(1)火電廠外送總功率。</p><p>　　火電廠廠用電取為總容量的以供出，以供出，其余容量匯入系統(tǒng)。</p><p>　　火電廠以110kV外送總有功功率為:</p>

53、<p><b>　　(2-24)</b></p><p>　　令其運行功率因數為:</p><p><b>　　(2-25)</b></p><p>　　則外送總視在功率為:</p><p><b>　　(2-26)</b></p><p>

54、;<b>　　外送總無功功率為:</b></p><p><b>　　(2-27)</b></p><p>　　火電廠以外送總功率為:</p><p><b>　　(2-28)</b></p><p>　　(2)火電廠供變電所1總功率。火電廠供變電所1線路首端雙回線總功率估算為

55、:</p><p><b>　　(2-29)</b></p><p>　　(3)火電廠送大系統(tǒng)總功率。火電廠送大系統(tǒng)總功率為:</p><p><b>　　(2-30)</b></p><p>　　火電廠擬以雙回線送往大系統(tǒng)，線路首端每一回線的功率為:</p><p><

56、;b>　　(2-31)</b></p><p><b>　　(2-32)</b></p><p><b>　　5.大系統(tǒng)</b></p><p>　　火電廠送出給大系統(tǒng)總功率為:</p><p><b>　　(2-33)</b></p><

57、p>　　水電廠送出給大系統(tǒng)總功率為:</p><p><b>　　(2-34)</b></p><p>　　火電廠、水電廠送至大系統(tǒng)的功率合計為:</p><p><b>　　(2-35)</b></p><p>　　2.3.2地區(qū)電網接線方案1的架空線路導線型號初選</p>&

58、lt;p>　　1.火電廠-變電所1</p><p>　　由于火電廠至變電所1采用雙回路，因此每條線路上總功率和電流為:</p><p><b>　　(2-36)</b></p><p><b>　　(2-37)</b></p><p>　　查軟導線經濟電流密度圖，得;則導線經濟截面:</

59、p><p><b>　　(2-38)</b></p><p>　　試取最接近的導線截面為，選取LGJ-185/30鋼芯鋁絞線。</p><p><b>　　2.火電廠-大系統(tǒng)</b></p><p>　　火電廠至大系統(tǒng)采用雙回路，每條線路上的總功率和電流為:</p><p>&l

60、t;b>　　(2-39) </b></p><p>　　(2-40)得，則其經濟截面為:</p><p>　　(2-41)試取導線截面為，選取LGJ-300/50鋼芯鋁絞線。</p><p>　　3.水電廠-變電所2</p><p>　　水電廠至變電所2采用雙回路，每條線路上的總功率和電流為:</p><

61、p><b>　　(2-42)</b></p><p><b>　　(2-43)</b></p><p><b>　　得則其經濟截面為:</b></p><p><b>　　(2-44)</b></p><p>　　試取導線截面為，選取LGJ-150/

62、25鋼芯鋁絞線。</p><p><b>　　4.水電廠-大系統(tǒng)</b></p><p>　　水電廠經單回路送往大系統(tǒng):</p><p><b>　　(2-45)</b></p><p><b>　　(2-46)</b></p><p><b>

63、;　　得，則其經濟截面：</b></p><p><b>　　(2-47)</b></p><p>　　試取截面為，選取LGJ-300/50的鋼芯鋁導線。</p><p>　　圖2.1 方案1系統(tǒng)示意圖</p><p>　　2.3.3地區(qū)電網接線方案1的導線截面積校驗</p><p>

64、;　　1.按機械強度校驗導線截面積</p><p>　　為保證架空線路具有必要的機械強度，對于等級的線路，一般認為不得小于。因此所選的全部導線均滿足機械強度的要求。</p><p>　　2.按電暈校驗導線截面積</p><p>　　根據下表可見，所選的全部導線均滿足電暈的要求。</p><p>　　表 2.4 導線截面積表</p>

65、;<p>　　3，按允許載流量校驗導線截面積</p><p>　　允許載流量是根據熱平衡條件確定的導線長期允許通過的電流。所有線路都必須根據可能出現的長期運行情況作允許載流量校驗。進行這種校驗時，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般取70℃，并取導線周圍環(huán)境溫度為25℃。各種導線的長期允許通過電流如下表。</p><p>　　表2.5 導線截面積檢驗</p><p&

66、gt;　　按經濟電流密度選擇的導線截面積，一般都會比按正常運行情況下的允許載流量計算的截面積大許多。</p><p>　　而在故障情況下，例如雙回線中有一回斷開時，則有可能使導線過熱。</p><p>　　根據氣象資料，最熱月平均最高氣溫為280C，查得的允許載流量應乘以溫度修正系數:</p><p><b>　　(2-48)</b></

67、p><p>　　(1)火電廠-變電所1(LGJ-185雙回線):LGJ-185鋼芯鋁絞線允許載流量為</p><p>　　515A，乘以溫度修正系數后:</p><p><b>　　合格</b></p><p>　　當雙回路斷開一回，流過另一回的最大電流為: ，仍小于溫度修正后的允許載流量,合格。</p>&l

68、t;p>　　LGJ-185/30導線滿足要求，查得其參數(電阻，電抗，充電功率)如下:</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　經類似計算火電廠-大系統(tǒng)，火電廠-變電所2，水電廠-大系統(tǒng)的導線均滿足要求。</p><p>　　2.3.4地區(qū)電網接線方案1的潮流計算</p><p>　　僅進行最

69、大負荷時的潮流計算，最小負荷時的潮流計算從略。</p><p>　　1.火電廠-變電所1(LGJ-185雙回線)</p><p>　　潮流計算圖見圖所示。</p><p><b>　　對于每一回線:</b></p><p>　　， （2-49）</p><p>　　每一回線的功率損

70、耗:</p><p><b>　?。?-50）</b></p><p><b>　?。?-51）</b></p><p>　　每一回線路上產生的充電功率為:</p><p><b>　?。?-52）</b></p><p><b>　　分算到線

71、路兩端:</b></p><p><b>　?。?-53）</b></p><p>　　火-變電所1線末端每回線上功率為:</p><p><b>　?。?-54）</b></p><p><b>　?。?-55）</b></p><p>&

72、lt;b>　?。?-56）</b></p><p>　　火電廠的出口電壓暫設為，此線路上的電壓降落為:</p><p><b>　?。?-57）</b></p><p>　　變電所1，母線的電壓為: </p><p><b>　　合格</b></p><p>

73、;　　圖2.2火電廠-變電所1潮流計算圖</p><p>　　經類似計算火電廠-大系統(tǒng)，火電廠-變電所2，水電廠-大系統(tǒng)的母線電壓均滿足要求。</p><p>　　2.3.5地區(qū)電網接線方案1的總投資和年運行費</p><p>　　可通過最大負荷損耗時間計算電網全年電能損耗，進而計算年費用和抵償年限。</p><p>　　最大損耗時間可表查得

74、到。</p><p>　　1.方案1線路的電能損耗</p><p>　　(1)火電廠一變電所1(雙回線):</p><p>　?。?-58） </p><p><b>　?。?-59）</b></p><p><b>　　查表得: </b></p>

75、;<p><b>　　則全年電能損耗: </b></p><p><b>　?。?-60）</b></p><p>　　(2)火電廠-大系統(tǒng)(雙回線):</p><p><b>　　（2-61）</b></p><p><b>　?。?-62）</

76、b></p><p>　　查表得: </p><p><b>　　則全年電能損耗:</b></p><p><b>　?。?-63）</b></p><p>　　(3)水電廠一變電所2(雙回線):</p><p><b>　?。?-6

77、4）</b></p><p><b>　?。?-65）</b></p><p><b>　　查表得： </b></p><p><b>　　則全年電能損耗：</b></p><p><b>　　（2-66）</b></p>

78、<p>　　(4)水電廠~大系統(tǒng)（單回線）</p><p><b>　?。?-67）</b></p><p><b>　?。?-68）</b></p><p><b>　　查表得 </b></p><p><b>　　則全年電能損耗</b&

79、gt;</p><p><b>　　（2-69）</b></p><p><b>　　2.方案1線路投資</b></p><p>　　火電廠-變電所1:LGJ-185/30雙回線路60km 。</p><p>　　火電廠-大系統(tǒng):LGJ-300/50雙回線路86km。</p><

80、p>　　水電廠-變電所2:LGJ-150/25雙回線路95km。</p><p>　　水電廠-大系統(tǒng):LGJ-300/50單回線路100km。</p><p><b>　　方案1線路總投資:</b></p><p>　　線路造價為虛擬的，與導線截面成正比，同桿架設雙回線系數取0.9</p><p>　　(萬元)

81、 </p><p>　　3.方案1變電所和發(fā)電廠投資</p><p>　　方案1與方案2的變電所投資和發(fā)電廠的投資均相同，設為</p><p>　　4.方案1工程總投資</p><p>　　方案1的工程總投資即為: </p><p>　　(萬元)

82、 （2-70）</p><p>　　5.方案1年運行費用</p><p>　　維持電力網正常運行每年所支出的費用，稱為電力網的年運行費。年運行費包括電能損耗費、小修費、維護管理費。</p><p>　　電力網的年運行費可以按.下式計算:</p><p><b>　?。?-71）</b></p><

83、;p>　　式中—計算電價，元/ (此設計中電價取0. 52元/)</p><p>　　A—每年電能損耗，;</p><p>　　Z—電力網工程投資，元;</p><p><b>　　—折舊費百分數;</b></p><p><b>　　—小修費百分數;</b></p><p

84、>　　—維修管理費百分數。</p><p>　　電力網的折舊、小修和維護管理費占總投資的百分數，一般由主管部門制定。一設計時可查下表取適當值。</p><p>　　表2.7 電力網的折舊,小修,維護費用占總投資的百分數 單位：%</p><p>　　本設計采用鐵塔架空線，三項費用總計為總投資的7%</p><p>　　則方案1的年運行

85、費用為</p><p>　　(萬元) （2-72）</p><p>　　以上為方案1即地區(qū)電網接線方案（輻射網）的年運行費用計算</p><p>　　地區(qū)電網方案2（環(huán)網）的年運行費用計算步驟與方案1的計算步驟大體相同故此處省略計算步驟</p><p>　　通過計算可得地區(qū)電網方案2(環(huán)網)的工程總投資為&l

86、t;/p><p>　　(萬元) （2-73）</p><p><b>　　年運行費用為:</b></p><p>　　(萬元) （2-74）</p><p>　　2.4 通過

87、技術經濟比較確定最佳方案</p><p>　　兩個設計方案在技術上都可行,通過經濟性能比較，最終確定最佳方案。</p><p>　　在本設計中,方案1的工程投資小于方案2的工程投資:</p><p>　?。ㄈf元） （2-75）</p><p>　　而方案1的年運行費用也小于方案2的年運行費用:

88、</p><p>　　（萬元） （2-76）</p><p>　　因此，最終選取總投資和年運行費用都少的方案1.</p><p>　　第3章 優(yōu)選方案短路電流計算</p><p>　　最終選定優(yōu)選方案1以后，分別對火電廠內高(),中（）,低（）</p><p>　　三個

89、電壓母線進行三相短路電流計算。短路電流計算時，忽略線路，變壓器電阻以及負荷的影響。短路電流計算等值電路圖如下所示</p><p>　　圖3.1 短路電流等值計算圖</p><p>　　3.1各元件電杭標么值的計算</p><p>　　短路電流計算時，忽略線路、變壓器電阻以及負荷</p><p>　　發(fā)電機:

90、 （3-1）</p><p>　　變壓器: （3-2）</p><p>　　線路: （3-3）</p><p>　　取基準容量: <

91、/p><p>　　取基準電壓: </p><p>　　火電廠發(fā)電機G1,G2的電抗標么值: </p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　火電廠發(fā)電機G3的電抗標么值:</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p

92、>　　火電廠變壓器T1,T2各繞組阻抗電壓百分數分別為:</p><p>　　(高壓側) （3-6）</p><p>　?。ㄖ袎簜龋?（3-7）</p><p>　　(低壓側） （3-8）</p><p>　　火電廠變壓器T1,T2:各繞組電抗標么值:</p><p&g

93、t;<b>　　（3-9）</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　火電廠變壓器T3繞組電抗標么值:</p><p><b>　?。?-12）</b></p>

94、;<p>　　火電廠一大系統(tǒng)110kV線路電抗標么值:</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　水電廠一大系統(tǒng)110kV線路電抗標么值:</p><p><b>　　（3-14）</b></p><p>　　水電廠變壓器T4. T5各繞組電抗標么值:<

95、;/p><p>　　（3-15） 水電廠發(fā)電機G4. G5的電抗標么值:</p><p>&

96、lt;b>　　（3-16）</b></p><p><b>　　大系統(tǒng)電抗標么值:</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　3.2 K1點(110kV母線)短路電流計算</p><p>　　由等值電路圖3.1化簡等值電路圖3.2，見圖</

97、p><p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　圖3.2 短路計算等值電路</p><p><b>　　（3-21）</b

98、></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p><b>　　（3-23）</b></p><p>　　由圖3.2等值電路2簡化得等值電路圖3.3，見圖</p><p>　　圖3.3 短路計算等值電路</p><p><b>　?。?-2

99、4）</b></p><p><b>　?。?-25）</b></p><p>　　由圖3.3等值電路3簡化得等值電路3.4，見圖</p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　?。?-27）</b></p><p&

100、gt;　　圖3.4 短路計算等值電路</p><p>　　3.2.1火電廠電源供給的短路電流</p><p><b>　　計算電抗:</b></p><p><b>　?。?-28）</b></p><p>　　查汽輪機運算曲線，次暫態(tài)(0s)短路電流標么值為: ; 4s短路電流標么值</p

101、><p><b>　　為: 。</b></p><p>　　次暫態(tài)短路電流有名值:</p><p><b>　?。?-29）</b></p><p>　　4s短路電流有名值:</p><p><b>　?。?-30）</b></p><p

102、><b>　　短路沖擊電流：</b></p><p><b>　?。?-31）</b></p><p><b>　?。?-32）</b></p><p>　　3.2.2火電廠電源供給的短路電流</p><p><b>　　計算電抗: </b><

103、/p><p><b>　　（3-33）</b></p><p>　　查汽輪機運算曲線，次暫態(tài)(0s)短路電流標幺值為: ;</p><p>　　4s短路電流標幺值: </p><p>　　次暫態(tài)短路電流有名值: </p><p><b>　　(3-34)</b></p>

104、;<p>　　4s短路電流有名值:</p><p><b>　　(3-35)</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p><b>　　(3-36)</b></p><p>　　3.2.3水電廠電源供給的短路電流</p>

105、<p><b>　　計算電抗:</b></p><p><b>　　(3-37)</b></p><p>　　此時不能查運算曲線，次暫態(tài)(0s)短路電流標幺值為:</p><p>　　(3-38) </p><p>　　次暫態(tài)和4s的短路電流相等，其有名值為:</p

106、><p><b>　　(3-39)</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p><b>　　(3-40)</b></p><p>　　3.2.4大系統(tǒng)供給的短路電流</p><p>　　大系統(tǒng)按無窮大電源考慮，不必求計算電抗。

107、</p><p>　　次暫態(tài)(0s)短路電流標么值為:</p><p><b>　　(3-41)</b></p><p>　　次暫態(tài)和4s的短路電流相等，其有名值為:</p><p><b>　　(3-42)</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:<

108、;/b></p><p><b>　　(3-43)</b></p><p>　　3.2.5各電源供給的短路電流匯總表</p><p>　　表3.1 各電源短路電流匯總表</p><p>　　3.3 K2 點短路電流計算(35kV母線)</p><p>　　由等值電路圖3.1,3.2,3.3

109、,3.4簡化得等值電路圖3.5，等值電路3.6如下圖所示</p><p>　　圖3.5 短路計算等值電路</p><p>　　圖3.6 短路計算等值電路</p><p><b>　　(3-44)</b></p><p><b>　　(3-45)</b></p><p>&

110、lt;b>　?。?-46）</b></p><p><b>　?。?-47）</b></p><p>　　短路電流等值電路圖3.7如下所示</p><p>　　圖3.7 短路計算等值電路</p><p><b>　?。?-48）</b></p><p>&

111、lt;b>　?。?-49）</b></p><p><b>　?。?-50）</b></p><p><b>　　（3-51）</b></p><p>　　3.3.1火電廠電源供給的短路電流</p><p><b>　　計算電抗: </b></p>

112、<p><b>　?。?-52）</b></p><p>　　查汽輪機運算曲線，次暫態(tài)((Os)短路電流標幺值為: ; 4s</p><p><b>　　短路電流標幺值為。</b></p><p>　　次暫態(tài)短路電流有名值:</p><p><b>　?。?-53）</

113、b></p><p>　　4s短路電流有名值:</p><p><b>　?。?-54）</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p><b>　　（3-55）</b></p><p>　　3.3.2火電廠電源供給的短

114、路電流</p><p><b>　　計算電抗: </b></p><p><b>　?。?-56）</b></p><p>　　查汽輪機運算曲線，次暫態(tài)(0s)短路電流標幺值為 ;</p><p>　　4s短路電流標幺值。</p><p>　　次暫態(tài)短路電流有名值:</

115、p><p><b>　?。?-57）</b></p><p>　　4s短路電流有名值:</p><p><b>　?。?-58）</b></p><p><b>　　短路沖擊電流：</b></p><p><b>　?。?-59）</b>

116、;</p><p>　　3.3.3水電廠電源供給的短路電流</p><p><b>　　計算電抗：</b></p><p><b>　?。?-60）</b></p><p>　　此時不能查運算曲線，次暫態(tài)(0s)短路電流標幺值為</p><p><b>　?。?-6

117、1）</b></p><p>　　次暫態(tài)和4s短路電流相同，其有名值為</p><p><b>　?。?-62）</b></p><p><b>　　短路沖擊電流</b></p><p><b>　?。?-63）</b></p><p>　　

118、3.3.4大系統(tǒng)供給的短路電流</p><p>　　大系統(tǒng)按無窮大電源考慮，不必計算電抗，直接用其轉移電抗計算</p><p>　　次暫態(tài)（0s）短路電流標幺值：</p><p><b>　　（3-64）</b></p><p>　　次暫態(tài)和4s的短路電流相等，其有名值為:</p><p><

119、;b>　?。?-65）</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p><b>　　（3-66）</b></p><p>　　3.3.5各電源供給的短路電流匯總表</p><p>　　表3.2 各電源供給的短路電流匯總表如下</p>&l

120、t;p>　　3.4 K3點(l0kV母線)短路電流計算</p><p>　　由等值電路圖3.6化簡得到計算步驟與35KV母線短路電流計算類似，</p><p>　　通過計算火電廠電源供給的短路電流，火電廠電源供給的短路電流，水電廠電源供給的短路電流，大系統(tǒng)供給的短路電流</p><p>　　等值電路3.8，如圖所示</p><p>　　

121、圖3.8 短路計算等值電路</p><p><b>　　計算步驟省略可得</b></p><p>　　表3.3 10KV母線短路電流匯總表如下表</p><p>　　第4章 火電廠電氣設備選擇及繼電保護配置</p><p>　　為節(jié)省時間和篇幅，每一電壓等級電氣設備僅舉一例，足以說明其選擇的方法。</p>

122、;<p>　　4.1斷路器與隔離開關的選擇</p><p>　　4.1.1 斷路器及隔離開關的選擇</p><p>　　以雙母線的母聯斷路器及其兩側隔離開關為例。斷路器試選擇 FAl(六氟化硫斷路器)，隔離開關選擇 GW4-110。</p><p>　　表4.1 110KV斷路器及隔離開關校驗表</p><p>　　注：1.當

123、雙母線的備用母線充電檢查時，如果恰好在此時備用母線發(fā)生短路，</p><p>　　母聯斷路器及其兩側刀閘就承受表3.1中全部短路電流的總和。</p><p>　　2.母聯斷路器及其兩側刀閘的額定電流，可以取負荷最重的一個回路的電流——</p><p>　　發(fā)電機高壓側電流值: </p><p>　　3.隔離開關不需要開斷電流。</

124、p><p>　　4.1.2 斷路器及隔離開關的選擇</p><p>　　以單母線的進線斷路器及其兩側隔離開關為例</p><p>　　斷路器試選擇 ZW8-40.5,隔離開關試選擇 GW4-35。</p><p>　　表4.2 35KV斷路器及隔離開關校驗表</p><p>　　注：單母線接線，任一回路斷路器承受的短路電

125、流，都應小于全部短路電流的總和。 但因其數值較小，沒必要仔細區(qū)分了，就用總和校驗即可。</p><p>　　4.1.3 斷路器及隔離開關的選擇</p><p>　　安裝于不同地點的斷路器，其所承受的短路電流差別很大，故應仔細區(qū)分?，F僅以G1發(fā)電機出A斷路器為例，斷路器試選擇 SN4-l0G/6000,隔離開關試選擇 GN10-10T。</p><p>　　表4.

126、3 10KV斷路器及隔離開關校驗表</p><p>　　注 1.由l0kV母線短路電流匯總表中看出，當K3點短路時，流過l0kV發(fā)電機G1，出口斷路器的實際次暫態(tài)短路電流()應為:</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　即:短路計算點取在發(fā)電機G1與其出口斷路器之間。流過該斷路器的最大短路電流，就是除發(fā)電機G，本

127、身提供的短路電流(58kA的一半)以外的其他電源提供的短路電流之和，而不是全部的短路電流91kA.</p><p>　　2．同理，動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定項目也不應用全部的短路電流:</p><p>　　動穩(wěn)定項目的計算數據應為: (4-2)</p><p>　　熱穩(wěn)定項目的計算數據應為:

128、 (4-3)</p><p>　　4.2 電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器選用JCC-110。</p><p>　　電壓互感器選用JDJ-35。</p><p>　　電壓互感器選用JDJ-10。</p><p>　　4.3 電流互感器的選擇</p><p>　　

129、4.3.1 電流互感器</p><p>　　以變壓器T3高壓側電流互感器為例，回路工作電流，試選用LCWD2-110，電流比為800/5。</p><p>　　查表可知: </p><p>　　，， (4-4)</p><p>　　動穩(wěn)定校驗: </p><

130、p><b>　　(4-5)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　經校驗，可以選用LCWD2-ll0。</p><p>　　4.3.2 電流互感器</p><p&g

131、t;　　以變壓器T2 側電流互感器為例，回路工作電流，試選用LCWD-35</p><p>　　電流比為300/5。</p><p>　　查表可知: , , </p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗:</b></p><p><b>　　(4-7)</b></p>&

132、lt;p><b>　　熱穩(wěn)定校驗: </b></p><p>　　(4-8) 經校驗，可以選用LCWD-35。</p><p>　　4.3.3 電流互感器</p><p>　　以變壓器T，低壓側電流互感器為例，回路工作電流，試選用LBJ-10,電流比為4000/5。</p><p>　　查表可知: A

133、, ， </p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗:</b></p><p><b>　　(4-9)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p>　　經校驗，可以選用LBJ-10。</p><p>　　4.4 出