I 目 錄 1 引言.1 2 電力系統(tǒng)有功功率平衡和發(fā)電廠裝機(jī)容量的確定 3 3 確定電力網(wǎng)的最佳接線(xiàn)方案 5 3.1 網(wǎng)絡(luò)方案的初選 5 3.2 確定電力網(wǎng)絡(luò)的最佳接線(xiàn)方式 6 4 發(fā)電廠及變電所電氣主接線(xiàn)的確定 .16 4.1 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)原則 .16 4.2 發(fā)電廠及變電所的電氣主接線(xiàn)確定 .16 5 選擇發(fā)電廠及變電所的主變和高壓斷路器 .18 5.1 主變壓器的選擇 .18 5.2 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn) .19 6 各種運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算 .45 6.1 豐水期的潮流計(jì)算 .46 6.2 枯水期的潮流計(jì)算 .60 7 電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡及調(diào)壓計(jì)算 .75 7.1 電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡的計(jì)算 .75 7.2 調(diào)壓計(jì)算 .76 8 總結(jié) .80 參考文獻(xiàn) 81 謝 辭 82 1 1 引言 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān) 系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn)。作為一種先進(jìn)的生產(chǎn) 力和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到重要作用。近些年來(lái)，隨著 我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速健康發(fā)展，電力工業(yè)也突飛猛進(jìn)，電力建設(shè)項(xiàng)目在全國(guó)遍地開(kāi)花。因此， 做好電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃工作，事關(guān)國(guó)家的長(zhǎng)治久安和人民群眾的切身利益，也是我們這些 即將走上工作崗位的大學(xué)生義不容辭的責(zé)任。 1 隨著我國(guó)各大區(qū)域電網(wǎng)公司的組建，在區(qū)域電力市場(chǎng)發(fā)展的同時(shí)，需要加強(qiáng)區(qū)域電網(wǎng)的 統(tǒng)一調(diào)度，運(yùn)行方式的統(tǒng)一安排和電網(wǎng)的統(tǒng)一管理。包括負(fù)荷的統(tǒng)一安排，電廠檢修的統(tǒng)一 安排，負(fù)荷的統(tǒng)一平衡。同時(shí)，在區(qū)域電網(wǎng)之間建立一個(gè)機(jī)制來(lái)加強(qiáng)計(jì)劃、協(xié)調(diào)、溝通和控 制，也是亟待考慮的一個(gè)重要課題。強(qiáng)制性的電力可靠性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程可以在電力系統(tǒng)控制的 基礎(chǔ)層面幫助解決計(jì)劃，協(xié)調(diào)和溝通系統(tǒng)之間的崩潰。中國(guó)實(shí)行“廠網(wǎng)分開(kāi)”以后，必須建 立合理的電網(wǎng)投資回報(bào)機(jī)制，設(shè)計(jì)合理的輸電電價(jià)體系，以吸引電網(wǎng)的持續(xù)投資。與此同時(shí)， 為適應(yīng)電力需求快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)規(guī)劃需要有一定的提前性，適度超前以較好地適應(yīng)發(fā)展的需 求。 隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)逐漸加強(qiáng)，電力系統(tǒng)中短路電流水平逐年攀升，部分 變電站的 220 kV 與 500 kV 母線(xiàn)的短路電流超過(guò) 50kA，甚至直逼 63kA。由于短路電流是 2 電網(wǎng)導(dǎo)體與設(shè)備選擇、計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，短路電流的增大過(guò)快己成為電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、 運(yùn)行面臨的重大問(wèn)題。而合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是限制短路電流的根本措施，特高壓交直流電網(wǎng) 的建設(shè)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃提出新的要求。在現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，局部適當(dāng)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，是 抑制短路電流較為便捷的手段。采用傳統(tǒng)的高阻抗設(shè)備、限流電抗器等，可以較好地限制短 路電流，同時(shí)投資增加不大，目前在國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)中己經(jīng)廣泛應(yīng)用，但使用時(shí)要考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 與運(yùn)行方式等限制條件。提高中壓配電網(wǎng)的電壓等級(jí)，在增大輸送容量的同時(shí)有效降低了配 電網(wǎng)的短路電流。采用高遮斷容量的開(kāi)關(guān)設(shè)備只是一種適應(yīng)性的手段，并不是限制手段。新 型短路電流限制器與可控式串聯(lián)電抗器，具有正常運(yùn)行時(shí)不改變系統(tǒng)阻抗，短路時(shí)增大系統(tǒng) 阻抗的特點(diǎn)，是具有發(fā)展前景的短路電流限制技術(shù)。對(duì)于限制不對(duì)稱(chēng)短路電流的零序分量， 主要從增大變壓器中性點(diǎn)阻抗方面入手，目前多采用加裝變壓器中性點(diǎn)小電抗與適當(dāng)增加電 網(wǎng)三線(xiàn)圈變壓器數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)?？傊?，短路電流對(duì)于電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)影響重大，與電網(wǎng)建設(shè) 2 的投資關(guān)系密切，作為電力工作者應(yīng)合理使用各種限制電網(wǎng)短路電流措施，以有效抑制目前 短路電流水平增長(zhǎng)過(guò)快的勢(shì)頭。 本次設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容為電力系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)，是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)完該專(zhuān) 業(yè)的相關(guān)課程后，在畢業(yè)前夕所做的一次綜合性的設(shè)計(jì)。 該次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于：學(xué)生在學(xué)習(xí)完該專(zhuān)業(yè)的相關(guān)課程后，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)有一個(gè) 系統(tǒng)而全面地認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到加強(qiáng)鞏固的目的，為以后的工作奠定一定的基礎(chǔ)。同時(shí)了解國(guó) 家對(duì)電力系統(tǒng)的規(guī)劃和發(fā)展的近期和遠(yuǎn)期目標(biāo)；電力系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)模及其速度和未來(lái)國(guó)民經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展對(duì)其規(guī)劃和設(shè)計(jì)的要求；了解動(dòng)力資源和其它經(jīng)濟(jì)資源的合理分配，從而測(cè)算出用 戶(hù)對(duì)電力、電量的需求，分析合理地電源構(gòu)成和布局、裝機(jī)規(guī)模及單機(jī)容量，研究新的輸電 方式和更高的電壓等級(jí)，以及對(duì)電網(wǎng)新運(yùn)行方式的需求，估算未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展所需求的資 金和各類(lèi)燃料數(shù)量；提出電力工業(yè)發(fā)展所需超前研究的科研課題和建設(shè)方針、設(shè)計(jì)以及新設(shè) 備試制等任務(wù)。 通過(guò)該次設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠獨(dú)立地設(shè)計(jì)出合理地電源和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，統(tǒng)一和協(xié)調(diào)輸、變 電工程的配套建設(shè)方案項(xiàng)目，確定設(shè)計(jì)年度內(nèi)系統(tǒng)發(fā)展的具體實(shí)施方案，從整體出發(fā)，深入 論證各種方案的可行性。 該設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題就是通過(guò)進(jìn)行必要的安全校核計(jì)算，從眾多方案中選擇出技術(shù)指標(biāo) （可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性）較高的方案，確定電廠、變電所主接線(xiàn)及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)運(yùn)行 方式和不對(duì)稱(chēng)故障分析，力爭(zhēng)做到創(chuàng)新。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括計(jì)算書(shū)、說(shuō)明書(shū)、與本專(zhuān)業(yè)的相關(guān)一篇外文翻譯及附錄。通過(guò)此次 設(shè)計(jì)，我們不僅掌握了各種運(yùn)行方式下電力網(wǎng)的潮流分布和故障分析，培養(yǎng)解決實(shí)際工程問(wèn) 題的能力，并為以后在電力系統(tǒng)行業(yè)的工作打下基礎(chǔ)。 3 2 電力系統(tǒng)有功功率平衡和發(fā)電廠裝機(jī)容量的確定 電力系統(tǒng)有功功率平衡是指運(yùn)行中，所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率的總和 ，在 3 max P 任何時(shí)刻都等于該系統(tǒng)的總負(fù)荷。 maxi P 1）求取系統(tǒng)綜合最大發(fā)電負(fù)荷 系統(tǒng)綜合最大用電負(fù)荷: 式中：為最大負(fù)荷同時(shí)率，本設(shè)計(jì)取=0.9； max0maxi PkP 0 K 0 K =150+120+90+90+60=510（MW） ； =5100.9=459（MW） maxi P max P 系統(tǒng)綜合最大供電負(fù)荷： 通過(guò)系統(tǒng)的最大用電負(fù)荷和供電負(fù)荷的 10%網(wǎng)損率可算出最大供電負(fù)荷，其公式為 ，為網(wǎng)損率,取 10%；=459/(1-10%)=510(MW) l s K P P 1 max max l K maxs P 系統(tǒng)綜合最大發(fā)電負(fù)荷 式中：為廠用電率，本設(shè)計(jì)中取值為 6%)1 ( maxmaxpsg KPP p K =510/(1-6%)=542.55（MW） maxg P 2）求取系統(tǒng)的有功備用容量PR 事 故 備 用 ：取最大負(fù)荷的 10%，但不得小于最大一臺(tái)機(jī)組的容量。 10%=542.550.1=54.26(MW） maxg PP事故備用 負(fù) 荷 備 用 ：取最大負(fù)荷的(25)%，大系統(tǒng)取小值，小系統(tǒng)取大值，本系統(tǒng)取大值 5%=542.550.05=27.13(MW） maxg PP負(fù)荷備用 即 系統(tǒng)的有功備用容量54.26+27.13=81.39(MW） R P 負(fù)荷備用事故備用 PP 3）確定電廠的裝機(jī)容量 系統(tǒng)總裝機(jī)容量：542.55+81.39=623.94(MW) RgGN PPP max 水電廠的裝機(jī)容量：P=-=459-5100.94800/8760=207.49(MW) 峰max P 平均負(fù)荷 P =P0.5=207.49/0.5=414.98(MW) 水GN P 峰 式中：P系統(tǒng)有功日負(fù)荷曲線(xiàn)的峰頭部分 峰 4 0.5水電廠在枯水期用 50%的容量調(diào)峰 水廠廠用電率為 1%；強(qiáng)迫功率 32MW；枯水期水廠可發(fā)電容量為豐水期的 50%。 根據(jù)任務(wù)書(shū)所述，最多選定 6 臺(tái) TS425/94-28 機(jī)組，水輪機(jī)型號(hào)、參數(shù)見(jiàn)下表 2-2 所示： 表 2-1 水輪機(jī)型號(hào)、參數(shù) 型號(hào) 額定功率 (MW) 額定電壓 ( kV) 額定功率 因數(shù) xdxd xd xqx2 6TS425/94-281010.50.801.0700.3050.2190.7490.228 火電廠的裝機(jī)容量：=623.94-60/0.5=593.94（MW） 水火 PPP GNGN 查電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè) ，擬建火電廠的容量為 50MW 機(jī)組共 10 臺(tái)，25MW 機(jī)組共 4 臺(tái)； 汽輪機(jī)型號(hào)、參數(shù)見(jiàn)下表 2-1 所示： 表 2-2 汽輪機(jī)型號(hào)、參數(shù) 型號(hào) 額定功率 (MW) 額定電壓 ( kV) 額定功率 因數(shù) xdxd xd x2x0 4TQG-25-2256.30.82.1660.2050.1260.1540.083 10QFS-50-25010.50.801.730.2160.1410.1720.0651 5 3 確定電力網(wǎng)的最佳接線(xiàn)方案 3.1 網(wǎng)絡(luò)方案的初選 根據(jù)地理位置，考慮可能的網(wǎng)絡(luò)連接方式，對(duì)顯然不合理的方案予以淘汰，其首要依據(jù) 4 為電力系統(tǒng)的供電可靠性，其次可通過(guò)滿(mǎn)足備用情況的線(xiàn)路長(zhǎng)度、高壓斷路器的數(shù)量及調(diào)度的 靈活性等指標(biāo)來(lái)取舍，最后只保留少數(shù)幾個(gè)方案進(jìn)行下一步的經(jīng)濟(jì)比較。 從可靠性角度分，電網(wǎng)接線(xiàn)基本上可以分為無(wú)備用網(wǎng)絡(luò)和有備用網(wǎng)絡(luò)兩大類(lèi)。無(wú)備用網(wǎng)絡(luò) 又可分為單回路放射式和單回路鏈?zhǔn)?；有備用網(wǎng)絡(luò)又可分為雙回路放射式、雙回路鏈?zhǔn)健h(huán)網(wǎng) 和雙回路與環(huán)網(wǎng)混合型等。 從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)繁簡(jiǎn)程度分，并從如何分析、控制穩(wěn)定水平著眼，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)又可分為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu) 和復(fù)雜結(jié)構(gòu)兩種。屬于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)是分析機(jī)電暫態(tài)過(guò)程時(shí)可以歸結(jié)為等值兩機(jī)系統(tǒng)的 電力系統(tǒng)。如果在分析電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)時(shí)不能歸結(jié)為兩機(jī)系統(tǒng)，則電力系統(tǒng)應(yīng)該用 3 臺(tái)或更 多臺(tái)等值發(fā)電機(jī)來(lái)表示，這就屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)了。本題目屬于復(fù)雜電力系統(tǒng)。電力網(wǎng) 絡(luò)初選的情況見(jiàn)表 3-1 所示： 表 3-1 電力網(wǎng)絡(luò)方案的初選 1 供電不可靠，電力網(wǎng)過(guò)于復(fù)雜且不安全，不宜 采用 2 供電不可靠，所用導(dǎo)線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)過(guò)多，經(jīng)濟(jì)性差， 不宜采用 3 供電可靠，但所用導(dǎo)線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性差，不宜 采用 4 供電不可靠，所用導(dǎo)線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)過(guò)多，經(jīng)濟(jì)性差， 不宜采用 6 5 供電可靠性高，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，可采用 6 供電可靠性高，投資小，可采用 7 供電可靠，投資少，但調(diào)度復(fù)雜，不宜采用 8 供電可靠，投資少，但故障時(shí)會(huì)造成某些線(xiàn)路 過(guò)負(fù)荷，不宜采用 綜上比較：初步選出了方案 5 與方案 6 兩個(gè)比較合理的結(jié)線(xiàn)方案 3.2 確定電力網(wǎng)絡(luò)的最佳接線(xiàn)方式 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)方案初選后所取的兩個(gè)方案，從總投資和總年運(yùn)行費(fèi)兩個(gè)方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比 較。若總投資和總年運(yùn)行費(fèi)同時(shí)為小時(shí)，則取之；若總投資和總年運(yùn)行費(fèi)一大一小時(shí)，則采 用償還年限法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，最后確定其中之一為最佳接線(xiàn)方案。 一般，標(biāo)準(zhǔn)抵償年限T 為 68 年（負(fù)荷密度大的地區(qū)取最小值；負(fù)荷密度小的地區(qū) 5 取最大值） 。當(dāng) T 大于標(biāo)準(zhǔn)抵償年限時(shí)，應(yīng)選擇投資小而年費(fèi)用較多的方案；反之，則選擇 投資多而年費(fèi)用少的方案。 3.2.1 方案 5 的總投資和總年運(yùn)行費(fèi) 1）計(jì)算方案 5 的總投資 計(jì)算方案 5 的線(xiàn)路總投資 a.首先確定各段線(xiàn)路的電壓等級(jí) 我國(guó)各級(jí)電壓傳輸能力統(tǒng)計(jì)表 3-2 表 3-2 各級(jí)電壓架空線(xiàn)路與輸送容量、輸送距離的關(guān)系 輸電電壓（kV）輸送容量（MW）傳輸距離（kM） 7 0.380.1 及以下0.6 及以下 30.11.013 60.11.2415 100.22.0620 352102050 110105050100 220100500100300 3302001000200600 50060015004001000 根據(jù)上表可選各線(xiàn)路電壓等級(jí)分別見(jiàn)表 3-3 表 3-3 各線(xiàn)路電壓等級(jí) 項(xiàng)目 線(xiàn)路H1S1H2S3S4H5 最大負(fù)荷（MW）413.94263.94120909060 距離（km）181.11100.5082.46100106.3042.43 電壓等級(jí)（kV）220220220220220220 H：火電廠 S：水電廠 b.計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)截面積及型號(hào) 火電廠到變電所 1、2、5 與水電廠到變電所 1、3、4 均采用雙回線(xiàn)路，當(dāng)其中一回發(fā)生 故障時(shí)，另一回應(yīng)能承擔(dān)變電所最大負(fù)荷的 70%供電。 按經(jīng)濟(jì)電流密度法確定各個(gè)導(dǎo)線(xiàn)型號(hào) 通過(guò)線(xiàn)路的傳輸功率和傳輸距離，確定電壓等級(jí)，按經(jīng)濟(jì)電流密度法 S=P/（cosUJ） ，3 J 取值：1.15，求出導(dǎo)線(xiàn)截面積,確定方案導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)，各回線(xiàn)路所選導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)結(jié)果見(jiàn)表 3-2 =選取導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為 LGJ-4002 1H S 2 3 mm79.524 5.11.902203 10%5094.413 =選取導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為 LGJ-400 1S S 2 3 mm62.334 5.11.902203 10%5094.263 =選取導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為 LGJ-240 2H S 2 3 mm13.152 5.119 . 02203 10%50120 =選取導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為 LGJ-240 3S S 2 3 mm10.114 5.119 . 02203 10%5090 8 =選取導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為 LGJ-240 4S S 2 3 mm10.114 15 . 1 .902203 10%5090 =選取導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為 LGJ-240 5H S 2 3 mm07.76 5.119 . 02203 1050%06 表 3-4 方案 5 所選架空導(dǎo)線(xiàn) 參數(shù) 線(xiàn)路 線(xiàn)路型號(hào)R()/ kmX()/ km 電壓等級(jí) （kV） 單價(jià) km萬(wàn) 距離 （km） 投資 （萬(wàn)） 1H LLGJ-40020.080.417220302181.1121733.2 1S LLGJ-4000.080.417220302100.506030 2H LLGJ-2400.1310.43222030282.464947.6 3S LLGJ-2400.1310.4322203021006000 4S LLGJ-2400.1310.432220302106.306378 5H LLGJ-2400.1310.43222030242.432545.8 合計(jì)：導(dǎo)線(xiàn)投資為 47634.6 萬(wàn)元 c.對(duì)所選導(dǎo)線(xiàn)的截面積進(jìn)行校驗(yàn) 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積 為了保證架空線(xiàn)路必要的安全機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)于跨越鐵路，通航河流、運(yùn)河、公路、 通信線(xiàn)路和居民區(qū)的線(xiàn)路，其導(dǎo)線(xiàn)截面不得小于 35 mm ，所選導(dǎo)線(xiàn)都符合要求。 2 按電暈校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積 電力設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：電壓等級(jí)為 220kV 的輸電線(xiàn)路，導(dǎo)線(xiàn)最小直徑不小于 21.4mm 不必驗(yàn)算電暈，所選導(dǎo)線(xiàn)都符合要求。 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積 表 3-5 各種型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)能通過(guò)的最大電流值 型號(hào)LGJ-150LGJ-185LGJ-240LGJ-300LGJQ-400 載流量445A515A610A700A845A 根據(jù)公式=可得 H I COSU P N MAX 3 10%70 3 9 = 1H I AA284508.1317 9 . 02203 10.7094.413 3 = 1S I AA84581.839 9 . 02203 10.7094.263 3 = 2H I AA61082.381 9 . 02203 10.70120 3 = 3S I AA61036.286 9 . 02203 10.7090 3 = 4S I AA61036.286 9 . 02203 10.7090 3 = 5H I AA61091.190 9 . 02203 10.7060 3 故所選導(dǎo)線(xiàn)都符合要求。 計(jì)算變壓器總投資 a.選取變壓器的臺(tái)數(shù) 由于本系統(tǒng)有 5 個(gè)變電所，所以每個(gè)變電所均裝設(shè) 2 臺(tái)變壓器，即共選取 10 臺(tái)變壓器， 當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故事另一臺(tái)應(yīng)能承擔(dān)總?cè)萘康?70%。 b.選取變壓器型號(hào) 利用公式： 計(jì)算出變壓器所需容量 COS P S MAX %70 =116667(kVA) 1# S .90 10%70150 3 =93333(kVA) 2# S .90 10%70120 3 =70000(kVA) 3# S .90 10%7090 3 =70000(kVA) 4# S .90 10%7090 3 =46667(kVA) 5# S .90 10%7060 3 表 3-6 各個(gè)變電器的型號(hào)、價(jià)格及各個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù) 變 壓 器 型號(hào)額定容量高壓低壓 0 P kW S P kW % 0 I% S U價(jià)格（萬(wàn)） #1SF-120000/22012000022081.25%38.51306000.511.23752 #2SF-120000/22012000022081.25%38.51306000.511.23752 10 #3SF-90000/2209000022081.25%38.5642760.710.52792 #4SF-90000/2209000022081.25%38.5642760.710.52792 #5SF-50000/2205000022081.25%38.5451750.710.5140.992 合計(jì)：變壓器總投資為 2897.98 萬(wàn)元 計(jì)算方案 5 的一次性投資 一次性投資=線(xiàn)路總投資+變壓器總投資=47634.6+2897.98=50532.58（萬(wàn)元） 2）計(jì)算方案 5 的年總運(yùn)行費(fèi) 年運(yùn)行費(fèi)用包括折舊費(fèi)、小修費(fèi)、維護(hù)管理費(fèi)、電能損耗費(fèi)。其中折舊費(fèi)、小修費(fèi)、維 護(hù)管理費(fèi)之和約占線(xiàn)路總投資的 7%與變壓器總投資的 13%，電網(wǎng)全年的電能損耗可通過(guò)最大 負(fù)荷損耗時(shí)間法計(jì)算電網(wǎng)全年的電量損耗，電能損耗計(jì)算公式為， 3 22 2 max 10 cos U RP W 其中損耗小時(shí)數(shù)可由線(xiàn)路傳輸?shù)淖畲竽昀眯r(shí)數(shù)和線(xiàn)路傳輸功率因數(shù)查得； max Tcos 計(jì)算系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)、小修費(fèi)、折舊費(fèi)￥1 ￥1=47634.67%+2897.9813%=3711.16（萬(wàn)元） 計(jì)算電網(wǎng)全年的電能損耗費(fèi)用￥2 a.利用電能損耗計(jì)算公式計(jì)算線(xiàn)路中的全年能量損耗： 3 22 2 max 10 cos U RP W 50.66(kWh) 1LH W 3 22 2 3 10 220.90 4320011.18108. 0 4 1094.413 6 10 22.86(kWh) 1LS W 3 22 2 3 10 220.90 2320050.10008. 0 2 1094.263 6 10 6.35(kWh) 2LH W 3 22 2 3 10 220.90 2320046.82131 . 0 2 10120 6 10 4.33(kWh) 3LS W 3 22 2 3 10 220.90 23200100131 . 0 2 1090 6 10 4.60(kWh) 4LS W 3 22 2 3 10 220.90 2320030.106131 . 0 2 1090 6 10 11 0.82(kWh) 5LH W 3 22 2 3 10 220.90 2320043.42131 . 0 2 1060 6 10 故，線(xiàn)路中線(xiàn)路全年能量損耗為 89.62（kWh） L W 6 10 b.計(jì)算變壓器的全年能量損耗 T W 6 2 1 103.433200 1202 .90150 600287601302320087602 TOT PPW (kWh) (kWh) 6 2 2 1046 . 3 3200 1202 .90120 600287601302320087602 TOT PPW (kWh) 6 2 3 105.023200 902 .9090 27628760642320087602 TOT PPW (kWh) 6 2 4 1084 . 13200 902 .9090 27628760642320087602 TOT PPW (kWh) 6 2 5 1084 . 13200 502 .9060 17528760452320087602 TOT PPW 故，變壓器全年能量損耗為 11.90(kWh) T W 6 10 系統(tǒng)的總電能量損耗=+=(89.62+11.90)=101.52(kWh)W L W T W 6 10 6 10 電網(wǎng)全年的電能損耗費(fèi)用（0.5 元/度）￥2=0.5=50760000(元)W 電網(wǎng)總年運(yùn)行費(fèi)用=5076+3711.16=8787.16（萬(wàn)元） 綜合： 方案 5 一次性投資為 50532.58 萬(wàn)元 方案 5 總年運(yùn)行費(fèi)為 8787.16 萬(wàn)元 3.2.2 方案 6 的總投資和總年運(yùn)行費(fèi) 1）計(jì)算方案 6 的總投資 計(jì)算方案 6 的線(xiàn)路總投資 a.首先確定各段線(xiàn)路的電壓等級(jí) 88.77(MW) 2H P 43.4246.8245.110 43.426043.4245.110120 91.23(MW) 5H P 43.4246.8245.110 46.8212046.8245.11060 12 60(MW) 90(MW) 90(MW) 413.94(MW) 263.94(MW) 25 P 3S P 4S P 1H P 1S P 表 3-7 各段線(xiàn)路電壓等級(jí) 項(xiàng)目 線(xiàn)路H1S1H2S3S4H525 最大負(fù)荷（MW）413.94263.9488.77909091.2360 距離（KW）181.11100.5082.46100106.342.43110.45 電壓等級(jí)（KV）220220220220220220220 H：火電廠 S：水電廠 b.計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)截面積及型號(hào) 火電廠到變電所 2、5 采用環(huán)網(wǎng)，火電廠到變電所 1、水電廠到變電所 1、3、4 采用雙回 導(dǎo)線(xiàn)，按經(jīng)濟(jì)電流密度法確定各個(gè)導(dǎo)線(xiàn)型號(hào) 通過(guò)線(xiàn)路的傳輸功率和傳輸距離，確定電壓等級(jí)，按經(jīng)濟(jì)電流密度法 S=P/(cosUJ)，3 J 取值：1.15，求出導(dǎo)線(xiàn)截面積,確定方案導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)，各回線(xiàn)路所選導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)結(jié)果見(jiàn)表 3-2 = 1H S 2 3 mm79.524 5.11.902203 10%5094.413 = 1S S 2 3 mm62.334 5.11.902203 10%5094.263 = 2H S 2 3 mm08.225 5.119 . 02203 1077.88 = 25 S 2 3 mm13.152 5.119 . 02203 1060 = 3S S 2 3 mm10.114 15 . 1 .902203 10%5090 = 4S S 2 3 mm10.114 15 . 1 .902203 10%5090 = 5H S 2 3 mm32.231 5.119 . 02203 1023 . 1 9 表 3-8 方案 6 所選架空導(dǎo)線(xiàn) 參數(shù) 線(xiàn)路 線(xiàn)路型號(hào)R()/ kmX()/ km 電壓等級(jí) （kV） 單價(jià) km萬(wàn) 距離 （km） 投資 （萬(wàn)） 1H LLGJ-40020.080.417220302181.1121733.2 1S LLGJ-4000.080.417220302100.506030 13 2H LLGJ-3000.1070.42203582.462886.1 25 LLGJ-2400.1310.4322030110.453313.5 3S LLGJ-2400.1310.432203021006000 4S LLGJ-2400.1310.43220302106.36378 5H LLGJ-3000.1070.42203542.431485.05 合計(jì)：導(dǎo)線(xiàn)投資為 47825.85（萬(wàn)元） c.對(duì)所選導(dǎo)線(xiàn)的截面積進(jìn)行校驗(yàn) 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積 為了保證架空線(xiàn)路必要的安全機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)于跨越鐵路，通航河流、運(yùn)河、公路、 通信線(xiàn)路和居民區(qū)的線(xiàn)路，其導(dǎo)線(xiàn)截面不得小于 35 mm ，所選導(dǎo)線(xiàn)都符合要求。 2 按電暈校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積 電力設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：電壓等級(jí)為 220kV 的輸電線(xiàn)路，導(dǎo)線(xiàn)最小直徑不小于 21.4mm 不必驗(yàn)算電暈，所選導(dǎo)線(xiàn)都符合要求。 按發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積 表 3-9 各種型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)能通過(guò)的最大電流值 型號(hào)LGJ-150LGJ-185LGJ-240LGJ-300LGJQ-400 載流量445A515A610A700A845A 根據(jù)公式=可得 H I COSU P N MAX 3 10%70 3 = 1H I AA284508.1317 .902203 107 . 094.413 3 = 1S I AA84581.839 .902203 107 . 094.263 3 = 2H I AA70050.403 .902203 1077.88 3 = 25 I AA61073.272 .902203 1060 3 = 3S I AA61036.286 .902203 10.7090 3 14 = 4S I AA61036.286 .902203 10.7090 3 = 5H I AA70068.414 .902203 1023.91 3 故所選導(dǎo)線(xiàn)都符合要求。 計(jì)算變壓器總投資 方案 6 的變壓器總投資計(jì)算方法與結(jié)果同方案 5 一致，即：變壓器總投資為 2897.98 萬(wàn)元。 計(jì)算方案 6 的一次性投資 一次性投資=線(xiàn)路總投資+變壓器總投資=47825.85+2897.98=50723.83（萬(wàn)元） 2）計(jì)算方案 6 的年總運(yùn)行費(fèi) 年運(yùn)行費(fèi)用包括折舊費(fèi)、小修費(fèi)、維護(hù)管理費(fèi)、電能損耗費(fèi)。其中折舊費(fèi)、小修費(fèi)、維 護(hù)管理費(fèi)之和約占線(xiàn)路總投資的 7%與變壓器總投資的 13%，電網(wǎng)全年的電能損耗可通過(guò)最大 負(fù)荷損耗時(shí)間法計(jì)算電網(wǎng)全年的電量損耗，電能損耗計(jì)算公式為， 3 22 2 max 10 cos U RP W 其中損耗小時(shí)數(shù)可由線(xiàn)路傳輸?shù)淖畲竽昀眯r(shí)數(shù)和線(xiàn)路傳輸功率因數(shù)查得； max Tcos 計(jì)算系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)、小修費(fèi)、折舊費(fèi)￥1 ￥1=47825.857%+2897.9813%=3724.55（萬(wàn)元） 計(jì)算電網(wǎng)全年的電能損耗費(fèi)用￥2 a.利用電能損耗計(jì)算公式計(jì)算線(xiàn)路中的全年能量損耗： 3 22 2 max 10 cos U RP W 50.66(kWh) 1LH W 3 22 2 3 10 220.90 4320011.18108. 0 4 1094.413 6 10 22.86(kWh) 1LS W 3 22 2 3 10 220.90 2320050.10008. 0 2 1094.263 6 10 10.37(kWh) 2LH W 3 22 2 3 10 220.90 320046.82107 . 0 10120 6 10 4.25(kWh) 25L W 3 22 2 3 10 220.90 320045.110131 . 0 1060 6 10 4.33(kWh) 3LS W 3 22 2 3 10 220.90 23200100131 . 0 2 1090 6 10 15 4.60(kWh) 4LS W 3 22 2 3 10 220.90 2320030.106131. 0 2 1090 6 10 10.37(kWh) 5LH W 3 22 2 3 10 220.90 320043.42107. 01023.91 6 10 故，線(xiàn)路中線(xiàn)路全年能量損耗為 107.44kWh L W 6 10 b.計(jì)算變壓器的全年能量損耗： T W 變壓器全年能量損耗的計(jì)算方法與結(jié)果同方案 5 一致，故變壓器全年能量損耗為 11.90 T W kWh 6 10 系統(tǒng)的總電能量損耗=+=(107.44+11.90)=119.34(kWh)W L W T W 6 10 6 10 電網(wǎng)全年的電能損耗費(fèi)用（0.5 元/度）￥2=0.5=59670000（元）W 電網(wǎng)總年運(yùn)行費(fèi)用=5967+3724.55=9691.55（萬(wàn)元） 綜合： 方案 6 一次性投資為 50723.83 萬(wàn)元 方案 6 總年運(yùn)行費(fèi)為 9691.55 萬(wàn)元 3.2.3 通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案 在本設(shè)計(jì)中，方案 5 的工程投資小于方案 6 的工程投資： =50723.83-50532.58=191.25(萬(wàn)元) 56 ZZ 而方案 5 的年運(yùn)行費(fèi)用也小于方案 6 的年運(yùn)行費(fèi)用： =9691.55-8787.16=904.39（萬(wàn)元） 56 TT 本設(shè)計(jì)中方案 5 的總投資和年運(yùn)行費(fèi)都小于方案 6。方案 5 不僅技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上也比 較合理，因此不需要抵償年限來(lái)判斷。最終選取方案 5 最為本區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的最佳接線(xiàn)方案。 16 4 發(fā)電廠及變電所電氣主接線(xiàn)的確定 4.1 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)原則 電氣主接線(xiàn)是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線(xiàn)，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成 6 為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。對(duì)主接線(xiàn)的基本要求，概 括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行技術(shù)比較，經(jīng)濟(jì)性只作定性論證。技術(shù)比較是根據(jù)發(fā)電廠及變電所的容 量、規(guī)模、運(yùn)行方式、電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)、回路數(shù)及其在系統(tǒng)中的作用等進(jìn)行全面的分析 論證。一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析： 供電的可靠性； 運(yùn)行的靈活性； 檢修與維護(hù)的方便性； 接線(xiàn)與繼電保護(hù)的簡(jiǎn)化； 4.2 發(fā)電廠及變電所的電氣主接線(xiàn)確定 4.2.1 火電廠電氣主接線(xiàn)的確定 QFS-50-2 汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)出口電壓為 10.5KV，且沒(méi)有發(fā)電機(jī)機(jī)壓負(fù)荷，可直接采用發(fā) 電機(jī)變壓器單元接線(xiàn)方式升到 220kV，其適用范圍為只有一臺(tái)變壓器和一回線(xiàn)路時(shí)；當(dāng)發(fā) 電廠內(nèi)不設(shè)高壓配電裝置、直接將電能送至系統(tǒng)樞紐變電所時(shí)。由于本系統(tǒng)為區(qū)域小系統(tǒng)， 火廠主接線(xiàn)方式得從供電的可靠性考慮，且為了能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流 變化的需要，所以 220kV 采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)； TQG-25-2 汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)出口電壓為 6.3KV，由于本系統(tǒng)的最大機(jī)組容量為 50MW，考 慮到供電的可靠性，擴(kuò)建的靈活性，向雙母線(xiàn)左右任何方向擴(kuò)建，均不會(huì)影響兩組母線(xiàn)的電 源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會(huì)造成原有回路停電，雖出線(xiàn)回路少，但 220kV 最終 采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。 4.2.2 水電廠電氣主接線(xiàn)的確定 6 臺(tái) TS425/94-28 的水輪機(jī)，分別采用發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元接線(xiàn)方式升到 220kV，這種單元接線(xiàn)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)設(shè)備少，避免了由于額定電流或短路電流過(guò)大時(shí)，使得選 擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件等原因造成的困難；220kV 采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。 4.2.3 變電所電氣主接線(xiàn)的確定 考慮到#1#5 個(gè)變電所的高壓側(cè)母線(xiàn)較為重要，分析供電的可靠性，擴(kuò)建的靈活性，可 17 考慮用雙母線(xiàn)，本系統(tǒng)的各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線(xiàn)，且其中一條母線(xiàn)故障后， 可迅速恢復(fù)供電，符合本區(qū)域系統(tǒng)要求，又由于變電所的高壓側(cè)均采用了可靠性高的六氟化 硫（）斷路器，其檢修周期長(zhǎng)，故不設(shè)旁路設(shè)施，最終變電所高壓側(cè)母線(xiàn)選取雙母線(xiàn)接 6 SF 線(xiàn)。 綜上所述，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的高壓側(cè)母線(xiàn)均采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)，高壓側(cè)均采用了可靠性高的 7 六氟化硫（）斷路器，其檢修周期長(zhǎng)，均不設(shè)旁路設(shè)施。 6 SF 圖 4-1 電氣主接線(xiàn)圖 18 5 選擇發(fā)電廠及變電所的主變和高壓斷路器 5.1 主變壓器的選擇 發(fā)電機(jī)與主變壓器為單元連接時(shí)，主變壓器的額定容量可按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī) 組的廠用負(fù)荷后，留有 10%裕度來(lái)確定； cos %1011 . 1PS火 cos %211 . 1PS水 5.1.1 火電廠主變壓器容量和型號(hào)的選擇 QFS-50-2 發(fā)電機(jī)采用的變壓器 T1，容量為： 61.88(MVA) 1T S 8.0 %101501.1 T1 選用 SSP3-75000/220TH 型號(hào)的雙繞組變壓器，具體參數(shù)詳見(jiàn)表 5-1 TQG-25-2 發(fā)電機(jī)采用雙繞組變壓器 T2: 30.94(MVA) 2T S 8.0 %101251.1 選用 SFP7-40000/220 型號(hào)的雙繞組變壓器，具體參數(shù)詳見(jiàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)表 5-1 然后結(jié)合低壓側(cè)和高壓側(cè)的電壓，可以查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇發(fā)電廠的主變的型號(hào)，選型如下： 8 表 5-1 火電廠主變壓器型號(hào)、參數(shù) 名稱(chēng)型 號(hào) 額定電壓 (kV) 阻抗電壓() % S U 負(fù)載損耗 (kW) S P 空載損 耗(kW) 空載電 流(%) T1 SSP3- 75000/220TH 24222.5% 10.5 13.8534279.61.3 T2 SFP7- 40000/220 24222.5% 6.3 12175521.1 5.1.2 水電廠主變壓器容量和型號(hào)的選擇 TS425/94-28 發(fā)電機(jī)采用變壓器 T3: 13.48 (MVA) 3T S 8.0 %21101.1 選用 SFP7-40000/220 型號(hào)的雙繞組變壓器，具體參數(shù)詳見(jiàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)表 5-2 表 5-2 水電廠主變壓器型號(hào)、參數(shù) 19 名稱(chēng)型 號(hào) 額定電壓 (kV) 阻抗電壓() % S U 負(fù)載損耗 (kW) S P 空載損 耗(kW) 空載電 流(%) T3 SFP7- 40000/220 24222.5% 10.5 12175521.1 5.1.3 變電所主變壓器容量和型號(hào)的選擇 表 5-3 各個(gè)變電器的型號(hào)及各個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù) 變壓器型號(hào) 額定容 量 高壓低壓 （kW 0 P ） （kW S P ） % 0 I% S U #1SF-120000/22012000022081.25%38.51306000.511.2 #2SF-120000/22012000022081.25%38.51306000.511.2 #3SF-90000/2209000022081.25%38.5642760.710.5 #4SF-90000/2209000022081.25%38.5642760.710.5 #5SF-50000/2205000022081.25%38.5451750.710.5 5.2 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn) 5.2.1 高壓斷路器的選擇 計(jì)算各斷路器回路的最大持續(xù)工作電流。然后按斷路器所處的電網(wǎng)的額定電壓和額定電 流來(lái)選擇斷路器：， N U NS U Nmax II 式中：，斷路器的額定電壓和額定電流； N U N I 斷路器安裝處的網(wǎng)絡(luò)額定電壓； NS U 斷路器回路的最大持續(xù)工作電流。 max I 以斷路器回路的最大持續(xù)工作電流、額定電壓來(lái)選取，其中最大持續(xù)工作電流 max I N U 可以取負(fù)荷最重的一個(gè)回路的電流 max I 1）火電廠 220kV 側(cè)高壓斷路器： QFS-50-2 型發(fā)電機(jī)出口斷路器的最大持續(xù)工作電流為： 20 =172.22(A) N N g U P I cos3 05.1 max.1 2208.03 105005.1 3 經(jīng)過(guò)比較，確定172.22A =220kV 初步選取為 LW2-220 型號(hào)斷路器、GW4-220 型 max I N U 號(hào)隔離開(kāi)關(guān)，詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表 5-4、5-5。 TQG-25-2 型發(fā)電機(jī)出口斷路器的最大持續(xù)工作電流為： =86.11(A) N N g U P I cos3 05.1 max.2 2208.03 102505.1 3 經(jīng)過(guò)比較，確定86.11A =220kV 初步選取為 LW2-220 型號(hào)斷路器、GW4-220 型號(hào) max I N U 隔離開(kāi)關(guān)，詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表 5-4、5-5。 2）水電廠 220kV 高壓側(cè)斷路器： TS425/94-28 型發(fā)電機(jī)出口斷路器的最大持續(xù)工作電流為： =34.44(A) N N g U P I cos3 05.1 max. 2208 . 03 101005 . 1 3 經(jīng)過(guò)比較，確定34.44A =220kV 初步選取為 LW2-220 型號(hào)斷路器、GW4-220 型號(hào) max I N U 隔離開(kāi)關(guān)，詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表 5-4、5-5。 3）變電所高壓側(cè)斷路器的選擇 #1 變電所： =321.48(A) 70% Ucos3 05 . 1 N max1# N g P I70% 2200.93 150000 1.05 #2 變電所： =257.18(A) 70% Ucos3 05 . 1 N max2# N g P I70% 0220.93 120000 1.05 #3 變電所： =192.89(A) 70% Ucos3 05 . 1 N max3# N g P I70% 0220.93 90000 1.05 #4 變電所： =192.89(A) 70% Ucos3 05 . 1 N max4# N g P I70% 0220.93 90000 1.05 #5 變電所： 21 =128.59(A) 70% Ucos3 05 . 1 N max5# N g P I70% 0220.93 60000 1.05 根據(jù)各高壓母線(xiàn)側(cè)的、及斷路器安裝的要求，查電氣設(shè)備手冊(cè)，變電所 220kV 高 N U maxg I 壓側(cè)斷路器初步全都選取為 LW2-220 型號(hào)斷路器，其具體參數(shù)見(jiàn)表 5-4、5-5 。 表 5-4 斷路器的額定參數(shù) 斷路器型號(hào)斷路器（LW2-220） 額定電壓 N U220kV 額定電流 N I2500A 表 5-5 隔離開(kāi)關(guān)的額定參數(shù) 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)（GW4-220） 額定電壓 N U220kV 額定電流 N I2500A 5.2.2 高壓斷路器的校驗(yàn) .短路電流的計(jì)算 9 最終選定的網(wǎng)絡(luò)方案后，分別對(duì)火電廠高壓（220kV） ，水電廠高壓（220kV） ，以及各個(gè) 變電所的高壓側(cè)母線(xiàn)進(jìn)行三相短路電流計(jì)算。短路計(jì)算時(shí)，忽略線(xiàn)路、變壓器電阻以及負(fù)荷 的影響，其步驟為: 根據(jù)電氣主接線(xiàn)畫(huà)出等值電路圖（見(jiàn)圖 5-1） ； 選統(tǒng)一功率基準(zhǔn)值 S SB B，令電壓基準(zhǔn)值 U UB B =U=Uav av，求各元件的電抗標(biāo)么值； 確定短路計(jì)算點(diǎn)； 采用星網(wǎng)變換法，求出各電源點(diǎn)到對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗； 由計(jì)算曲線(xiàn)查出各電源供給短路電流的標(biāo)么值；計(jì)算出各短路計(jì)算點(diǎn)的三相短路起 始次暫態(tài)電流 II、短路沖擊電流；2 秒及 4 秒時(shí)的短路電流周期分量有效值； sh I 填制短路電流計(jì)算結(jié)果表（見(jiàn)表 5-6） 。 22 圖 5-1 短路計(jì)算等值電路圖 (一)各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 發(fā)電機(jī)： 變壓器： 線(xiàn)路： GN B dG S S XX * TN BS T S SU X 100 % * 2 * B B LL U S XX 取基準(zhǔn)容量： 基準(zhǔn)電壓：AMVSB100 avB UU 火電廠發(fā)電機(jī) G1-G9 的電抗標(biāo)幺值： 346 . 0 8 . 0 50 100 216 . 0 * 1098765432 * 1 XXXXXXXXXX 火電廠發(fā)電機(jī) G10-G14、的電抗標(biāo)幺值： 656 . 0 8 . 0 25 100 205. 0 1413 * 12 * 11 XXXX 水電廠發(fā)電機(jī) G15-G20 的電抗標(biāo)幺值： 440 . 2 8 . 0 10 100 305 . 0 * 20 * 19 * 18 * 17 * 16 * 15 XXXXXX 火電廠所用雙繞組變壓器 T1 的電抗標(biāo)幺值： 0.185 * 30 * 29 * 28 * 27 * 26 * 25 * 24 * 23 * 22 * 21 XXXXXXXXXX 75 100 100 85.13 火電廠所用雙繞組變壓器 T2 各繞組的電抗標(biāo)幺值為： 300. 0 40 100 100 12 * 34 * 33 * 32 * 31 XXXX 水電廠所用雙繞組變壓器 T3 的電抗標(biāo)幺值： 23 =0.300 * 40 * 39 * 38 * 37 * 36 * 35 XXXXXX 40 100 100 12 各回線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值： 火電廠#2： 034. 0 230 100 324 . 046.82 2 1 2 * 41 X 火電廠#5： 069 . 0 230 100 23.4043.42 2 1 2 * 42 X 火電廠#1： 036 . 0 230 100 417 . 0 11.181 4 1 2 * 43 X 水電廠#1： 040. 0 230 100 17.4050.100 2 1 2 * 44 X 水電廠#3： 041 . 0 230 100 23.40100 2 1 2 * 45 X 水電廠#4： 043 . 0 230 100 23.4030.106 2 1 2 * 46 X (二)點(diǎn)（火電廠 220kV 母線(xiàn)）短路電流計(jì)算 1 K 由等值電路圖 1 化簡(jiǎn)可得等值電路 2，見(jiàn)圖 5-2 所示 圖 5-2 等值電路 2 0.053 * 30 * 10 * 22 * 2 * 21 * 1 * 47 /./XXXXXXX 0.239 * 34 * 14 * 32 * 12 * 31 * 11 * 48 /./XXXXXXX 0.036+0.040=0.076 * 44 * 43 * 49 XXX 0.457 * 40 * 20 * 36 * 16 * 35 * 15 * 50 /./XXXXXXX 由等值電路 2 化簡(jiǎn)成等值電路 3，可得電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的短路電抗。 1 K 24 圖 5-3 等值電路 3 0.076+0.457=0.533 * 50 * 49 * 51 XXX 0.043 .2390.0530 392 . 0530 . 0 / * 48 * 47 * 52 XXX a.火電廠供給的短路電流 計(jì)算電抗：323 . 0 100 8 . 0 600 043 . 0 X （火）js 查汽輪機(jī)計(jì)算曲線(xiàn)，次暫態(tài)(0s)短路電流標(biāo)幺值為：；2s 短路電流標(biāo)幺值為：368 . 3 I * ；4s 短路電流標(biāo)幺值為：；360 . 2 * 2 I316 . 2 * 4 I 因此：次暫態(tài)短路電流的有名值為 =3.368=6.34(kA) av N U S II 3 * 23038 . 0 600 2s 短路電流的有名值 =2.360=4.44(kA) av N U S II 3 * 22 23038 . 0 600 4s 短路電流的有名值 =2.316=4.36(kA) av N U S II 3 * 44 23038 . 0 600 短路沖擊電流：16.14(kA) 28 . 1IIsh34 . 6 28 . 1 b.水電廠供給的短路電流 計(jì)算電抗：400 . 0 100 8 . 0 60 533. 0X （水）js 25 查水輪機(jī)計(jì)算曲線(xiàn)，次暫態(tài)(0s)短路電流標(biāo)幺值為：；2s 短路電流標(biāo)幺值為：767 . 2 * I ；4s 短路電流標(biāo)幺值為：；600 . 2 * 2 I728 . 2 * 4 I 因此：次暫態(tài)短路電流的有名值為 =2.767=0.52(kA) av N U S II 3 * 23038 . 0 60 2s 短路電流的有名值 =2.6=0.49(kA) av N U S II 3 * 22 23038 . 0 60 4s 短路電流的有名值 =2.728=0.51(kA) av N U S II 3 * 44 23038 . 0 60 短路沖擊電流：1.32 (kA) 28 . 1IIsh25 . 028 . 1 c.各電源供給的短路電流匯總表 各電源供給的短路電流匯總表見(jiàn)表 5-6 表 5-6 火電廠 220kV 母線(xiàn)（K1 點(diǎn)）短路電流計(jì)算結(jié)果匯總表(單位：kA) 電 源 0s 短路電流 I 2s 短路電流 2 I4s 短路電流 4 I沖擊電流 火電廠（575MW） 火 S6.344.444.3616.14 水電廠（60MW） 水 S0.520.490.511.32 總和6.864.934.8717.46 短路電流熱效應(yīng)=104.614 12 10 2 4 2 2 2 III QK4 12 87 . 4 93 . 4 1086 . 6 222 skA 2 (三)點(diǎn)（水電廠 220kV 母線(xiàn)）短路電流計(jì)算 2 K 由等值電路圖 1 化簡(jiǎn)可得等值電路 4。 26 圖 5-4 等值電路 4 0.053 * 30 * 10 * 22 * 2 * 21 * 1 * 53 /./XXXXXXX 0.239 * 34 * 14 * 32 * 12 * 31 * 11 * 54 /./XXXXXXX 0.036+0.040=0.076 * 44 * 43 * 55 XXX 0.457 * 40 * 20 * 36 * 16 * 35 * 15 * 56 /./XXXXXXX 等值電路圖 4 進(jìn)一步化簡(jiǎn)，最終化簡(jiǎn)成等值電路圖 5。 圖 5-5 等值電路 5 0.119 * 55 * 54 * 53 * 57 /XXXX a.火電廠供給的短路電流 計(jì)算電抗：893 . 0 100 8 . 0 600 119 . 0 X （火）js 查汽輪機(jī)計(jì)算