【正文】 均廠用電率 3%，最大機(jī)組容量 100MW。 年平均發(fā)電量： 1000 運(yùn)行方式：豐水期滿載運(yùn)行，枯水期根據(jù)下游用水要求發(fā)電功率不得低于 25MW。 設(shè)計(jì)思路 （ 1）、首先認(rèn)真閱讀并對(duì)原始資料作一個(gè)初步了解和分析，確定系統(tǒng)的功率平衡。 （ 5）變電所電氣主接線，主要分析乙變，確定其一次電氣接線及各參數(shù)。 設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題： 對(duì)于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上不能統(tǒng)一。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行電力電量平衡計(jì)算，主要分析、研究一下問(wèn)題： （ 1）、確定電力系統(tǒng)需要餓發(fā)電設(shè)備容量。合理安排水火電廠的運(yùn)行方式，充分利用水電，使燃料消耗最經(jīng)濟(jì)，并計(jì)算系統(tǒng)需要的燃料消耗量。 電力平衡中的容量組成 （ 1）、裝機(jī)容量 （ 2）、工作容量 （ 3）、備用容量 功率平衡計(jì)算 依據(jù)本次設(shè)計(jì)的原始資料 ,系統(tǒng)的功率平衡主要考有功備用容量是否足夠。 由于系統(tǒng)地有功備用容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所提供的負(fù)荷，所以滿足系統(tǒng)的功率平衡。 （ 3）、 要求節(jié)約投資及年運(yùn)行費(fèi)用，減少主要設(shè)備和材料消耗，特別注意減少當(dāng)前“ 短線 ” 物資的消耗，要爭(zhēng)取做到分期投資。 電氣主接線的基本原則 根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性。電器主接線選擇時(shí)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少 電力網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)的選擇 同一地區(qū)，同一電網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化電壓等級(jí)。 方 案三 : 雙回路與環(huán)形網(wǎng)混合接線 可分為兩種網(wǎng)絡(luò)： A 網(wǎng)絡(luò)和 B 網(wǎng)絡(luò) 圖 A 網(wǎng)絡(luò) B 網(wǎng)絡(luò) 分析其接線長(zhǎng)度及截面的選擇， A 網(wǎng)絡(luò)比 B 網(wǎng)絡(luò)節(jié)省投資，所以選擇 A 網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)甲 —— 乙故障時(shí)，丁的故障必須由其他承擔(dān)。水輪發(fā)電機(jī)組從啟動(dòng)到滿負(fù)荷僅需幾分鐘，因此一般在豐水期滿載運(yùn)行以免棄水，在枯水期承擔(dān)尖峰負(fù)荷。根據(jù)系統(tǒng)中甲變電所現(xiàn)有條件，甲主變?yōu)?220/121/11KV。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。 優(yōu)點(diǎn)： 單元接線的特點(diǎn)是幾個(gè)元件直接單獨(dú)連接，其間沒(méi)有任何橫的聯(lián)系（如母線等），這樣不僅減少了電器的數(shù)目，簡(jiǎn)化了配電裝置的結(jié)構(gòu)和降低了造價(jià)，同時(shí)也大大減少了故障的可能性， 供電可靠性高。這時(shí)，可以考慮擴(kuò)大單元接線。 發(fā)電 廠接入系統(tǒng)的 主變壓器的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 該設(shè)計(jì)中采用擴(kuò)大單元接線，且為 5 臺(tái)機(jī)組，所以采用 3 臺(tái)升壓變壓器。 兩臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)變壓器，且 Cos? = ，當(dāng)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí) S=2 35/=。 主變壓器型 式的選擇 （ 1）、相數(shù)的選擇 三相變壓器與同容量的單相變壓器比，價(jià)格較低且安裝占地面積小，運(yùn)行損耗較少 12—— 15%，因此一般情況下，規(guī)定使用三相變壓器。 主變壓器調(diào)壓方式的選擇 本系統(tǒng)中電壓的調(diào)整范圍較小，考慮經(jīng)濟(jì)方面的原因，宜選擇變壓器進(jìn)行無(wú)載調(diào)壓。有母線形式可實(shí)現(xiàn)各進(jìn)、出線各支路的并聯(lián)，簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，誤操作機(jī)會(huì)少，但是母線短路將會(huì)造成全廠停電，且占地面積大。（單、雙回路經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)《計(jì)算書(shū)》）。 按允許載流量校驗(yàn) 規(guī)程規(guī)定，進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，鋼芯鋁絞線的允許溫度一般為 70℃ ，基準(zhǔn)環(huán)境溫度為 +25℃ 。根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在已構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)的情況下，裝設(shè)兩臺(tái)為宜。同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ，也增加了維修工作量。查《電氣設(shè)計(jì)參考》 P32，選擇 SFL1— 20210/110 且保證單臺(tái)供電達(dá) 70%以上，其型號(hào)為三相雙繞組油浸風(fēng)冷，額定容量為 20MW，電壓 等級(jí)為 110177。 丙變?yōu)殡p回路供電，供電可靠性高，裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。丙變的一 、二次側(cè)母線主接線為雙母線單斷路器，分析同乙變。丁變電所的一二次母線主接線為雙母線帶旁路母線的連接且具有專用的旁路斷路器 ，分析同乙 。選擇 LGJ—400/20， S=,d=。選擇 LGJ— 150/25， s=,d=。 （ 2）、 甲 — 丁 同線路甲 — 乙。由于三相導(dǎo)線接近三角形排列，可認(rèn)為臨界電壓為 ，實(shí)際電壓為 ，故不發(fā)生電暈。 （ 4） 、 甲 — 丙 查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，得： Ixu=478A， Igmax=，故滿足要求。 水電站 ——甲變電所線路的選擇 計(jì)算公式 3 NPS J U C O S?? ? ? ? P=5 35=175MW COSФ= 年平均發(fā)電量為 61000 10? 61 0 0 0 1 0 .m a x 5 7 1 45 3 5 k w hThMW???? NU =220KV 28 4 0 . 53NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—800/55， S= 2mm ， d= 各變電站間的線路選擇 方案一：采用甲 —丙為雙回路，甲 —乙 —丁為單回路 甲 —乙的線路截面選擇 2 3 2 4 5 7P P P M W? ? ? ? ?乙 丁 23 24 0. 9524 .2 35 .7 9CO S? ???? max 4500Th?乙 max 6935Th?丁maxT ＞ 5000h 故 J= NU =110kv 23503NPS m mJ U C O S ?? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—300/70， S= 2mm d= 甲 —丁的線路截面選擇 2 3 2 4 5 7P P P M W? ? ? ? ?乙 丁 20 max 4500Th?乙 max 6935Th?丁 =? maxT ＞ 5000h 故 J= NU =110kv 24 1 5 . 0 63NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得 :LGJ—300/70， S= 2mm d= 甲 —丙的線路截面選擇 (雙 回路 ) P=P丙 =26MW COSФ= T丙 max =4600h 故 J= NU =110kv 2623NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—50/30， S= 2mm d= 乙 —丁的線路截面選擇 P=P丁 =34MW COSФ= max 6935Th?丁 故 J= NU =110kv 22123NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—185/45， S= 2mm d= 方案二：采用甲 —乙為雙回路，甲 —丙 —丁為單回路 甲 —乙的線路截面選擇（雙回路） P=P乙 =23MW COSФ= max 4500Th?乙 故 J= NU =110kv 2553NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—50/8， S= 2mm d= 甲 —丁的線路截面選擇 21 P=P丙 +P丁 =60MW COSФ= T丙 max =4600h maxT丁 =6935h 故 J= NU =110kv 23693NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得 :LGJ—300/70， S= 2mm d= 甲 —丙的線路截面選擇 P=P丙 +P丁 =60MW COSФ= T丙 max =4600h maxT丁 =6935h 故 J= NU =110kv 23693NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得 :LGJ—300/70， S= 2mm d= 丙 —丁的線 路截面選擇 P=P丁 =34MW COSФ= max 6935Th?丁 故 J= NU =110kv 22123NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—185/45， S= 2mm d= 方案三：采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò) P=P丁 +P丙 +P乙 =83MW max 4500Th?乙 T丙 max =4600h maxT丁 =6935h 故 J= NU =110kv 25 0 9 . 53NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得： LGJ—500/35， S= 2mm d= 丙 —丁的線路截面選擇 2 3 2 4 5 7P P P M W? ? ? ? ?乙 丁 22 max 4500Th?乙 max 6935Th?丁 =? maxT ＞ 5000h 故 J= NU =110kv 24 1 5 . 0 63NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得 :LGJ—300/70， S= 2mm d= 乙 —丁的線路截面選擇 P=P丙 +P丁 =60MW COSФ= T丙 max =4600h maxT丁 =6935h 故 J= NU =110kv 23693NPS m mJ U C O S ???? ? ? 經(jīng)查表得 :LGJ—300/70， S= 2mm d= 由于方案三明顯不經(jīng)濟(jì)，故只對(duì)方案一、方案二作詳細(xì)比較。 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡是系統(tǒng)電壓質(zhì)量的根本保證。 （ 2）、 電力系統(tǒng)損耗增加。 （ 3）、 無(wú)功電源中的事故備用容量，應(yīng)主要儲(chǔ)備于運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)，調(diào)相機(jī)和靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置中。 無(wú)功補(bǔ)償容量的配置 24 乙變電站的無(wú)功補(bǔ)償及容量 乙變電所的最大負(fù)荷為 MAXS =23+ 乙變電所的最小負(fù)荷為 MINS =16+ 1COS =? 補(bǔ)償?shù)?2COS =? 最大負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充容量為 12= P( ta n ta n ) = 19 .4 M V a rQ ??補(bǔ) 最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充容量為 12= P( ta n ta n ) = 13 .5 M V a rQ ??補(bǔ) 補(bǔ)償后 MAXS =23+ MINS =16+ 丁變電站的無(wú)功補(bǔ)償及容量 因?yàn)槎∽冸娬?COSΦ〉 丙變電站的無(wú)功補(bǔ)償及容量 丙變電所的最大負(fù)荷為 MAXS =26+ 丙變電所的最小負(fù)荷為 MINS =18+ 1COS =? 補(bǔ)償?shù)?2COS =? 最大負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充容量為 12= P( ta n ta n ) = 18 M V a rQ ??補(bǔ) 最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充容量為 12= P( ta n ta n ) = 12 .4 M V a rQ ??補(bǔ) 補(bǔ)償后 MAXS =26+ MINS =18+ 25 第七章 潮流分布與計(jì)算 潮流計(jì)算 對(duì)本系統(tǒng)高峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷兩種運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)樞紐點(diǎn)的電壓水平及網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓滿足要求，各發(fā)電機(jī)的有功及無(wú)功出力符合技術(shù)要求，也對(duì)各線路變壓器進(jìn)行潮流 計(jì)算。 2 6 . 6 2 1 1 . 0 9 6 5 8 . 2 6 6 2 6 . 9 2 2 8 4 . 8 6 6 3 8S S S j j j M V A? ? ? ? ? ? ? ?甲 — 丙 水電廠 W向甲變電站輸送的功率為 P=5 35=175MW Q= COSΦ= 三相架空線路的單位導(dǎo)納： 661 10 10 /lg mD K MDr??? ? ? ? ? 39。 （ 2）、 利用改變變壓器變比，以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。 2 %/ =+ 兩臺(tái)并列運(yùn)行 R+jX=（ ） =+ =+ =16+ 一次側(cè)： 1maxU = 1minU = 二次側(cè)： 2maxU = 2minU = = S甲 — 丙( 19 .9 8 8. 48 )11 2 ( 5. 5 20 .3 5 )112 jUj?? ? ? ?乙( 3 .6 7 8 1 .3 3 4 )1 0 9 .4 7 ( 7 1 6 .7 2 )1 0 0 9 .4 7j?? ? ? ?丁7 .3 1 8 )1 1 2 ( 6 .8 2 4 .7 3 )112 jUj?? ? ? ?丙 （ TTR jX?TTR jX?maxS minSm i n m i n1 m i n1 m i nm i n 22 m i nFNP R Q XUUUUU????31 =102KV 選擇 （ 1）、 丁變壓器采用逆調(diào)壓，范圍 1— 。 2 %/ =+ 兩臺(tái)并列運(yùn)行 R+jX=（ ） =+ =+ =+ 一次側(cè) ： = = 二次側(cè) ： = = = = KV = 選擇 丁變電站變壓器分接頭的選取 采用逆調(diào)壓 SFL1—25000/110 110177。 如上所述，若系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)電壓質(zhì)量的要求允許適當(dāng)降低到通常運(yùn)行時(shí)，電壓偏移正常值是再增加