区域电力网规划设计方案第1章绪论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[1]。

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[2]。

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[3]。

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[4]。

第2章原始资料分析2.1 原始资料（1) 发电厂装机情况（2)负荷情况2.2 原始资料分析（1）发电厂、变电所地理位置如下：(备注：A 为火电厂，B 为水电厂，1～5为变电站)（2）发电厂、变电所地理负荷分布发电厂A 、B 带有包括厂用电的负荷，变电所（1）～（5）都有本地负荷且发电厂、变电所都有一、二类负荷。

（3）校验负荷合理性（max max min 8760P T P >⨯）发电厂A ：14⨯5000＝70000<8⨯8760=70080 发电厂B: 12⨯5000＝60000<8⨯8760=70080 变电所（1）:33⨯5500=181500>17⨯8760=148920 变电所（2）:18⨯5500=99000>10⨯8760=87600 变电所（3）:26⨯5000=130000>14⨯8760=122640 变电所（5）:18⨯5000=90000>8⨯8760=70080 所以，以上负荷都合理。

第3章 电力电量的平衡3.1系统功率平衡（1）有功功率平衡5KP P +∑ｎ１２max 综合i=1＝ＫＰ＝95⨯1.1⨯（14＋33+18+26+22）＝118.085MWP P P =-V 装综合＝25⨯4+50－118.085＝31.95MW31.91510027118.085P P =V 综合％＝％备用充足，满足（10～15）％的要求（2）无功功率平衡1max 211K nni ie ji i Q Q K Q Q ==++∑∑综合＝因发电厂A 的负荷maxcos φ＝0.82， 对应sin φ＝0.57max max max 14sin 0.579.7varcos 0.82A A P Q M φφ==⨯=同样：变电所（1）:maxcos φ＝0.84, 对应sin φ＝0.541max 330.5421.2var 0.84Q M =⨯= 2max 180.5411.6var 0.84Q M =⨯= 3max 260.5718.1var 0.82Q M =⨯= 4max 220.5414.1var 0.83Q M =⨯=（3）视在功率1417.10.82A S MVA ==1215.10.82B S MVA ==133393.0.84S MVA == 21821.40.84S MVA ==32631.70.82S MVA ==42226.20.84S MVA ==52226.20.84S MVA ==发电机 25MW 机组1250.6475var 0.8Q M =⨯⨯=50MW 机组2500.5230.59var 0.85Q M =⨯= 12541250.8S MVA =⨯=25058.80.85S MVA ==0.95Mvar Q ⨯⨯综合＝（9.7+21.2+11.6+18.1+14.1）+0.2（125+58.8+39.3+21.4+31.7+26.2）＝101.205 75+30.95＝105.59MvarQ 4.385M var 0Q Q >V 装综合＝－＝（4）结论系统的有功功率、无功功率都能平衡，且有功功率备用充足。

3.2用表格法进行电力电量平衡 3.2.1系统最大供电负荷计算系统最大供电负荷等于全系统统计及同时率后的用电负荷的总和。

用下面的公式，按月求出系统最大供电负荷[5]。

系统最大供电负荷＝1年最大负荷－网损率经计算可得下表：3.2.2工作容量计算工作容量计算包括水电厂工作容量（也称水电厂工作出力）及火电厂工作容量（出力）计算(1)水电厂工作容量计算先求出夏季以及冬季最小负荷系数β，将夏季和冬季各变电站最大有功负荷及最小有功负荷分别相加[6]，求出夏季及冬季变电站总的最大有功负荷及总的最小有功负荷，按下面的公式计算夏季及冬季的最小负荷系数：最小负荷系数β＝变电站总的最小有功负荷变电站总的最大有功负荷关于水电厂的工作容量的计算，采用公式法近似计算。

先按下面公式计算水电厂的可调日保证电量()24tj tj shyp q A K P P =-⨯计算出水电厂的可调日保证电量tjA 后，用其与日峰负荷电量max ()24P γβ-⨯比较，这时，可以有以下两种情况：a ， 水电厂的可调日保证电量tjA 大于或等于系统日峰负荷电量时，即tj A ≥max ()24P γβ-⨯ 时水电厂的工作容量按下式计算：max ()(1)shg tj shyp q qP K P P P P γ=-+-+b ， 当tj A <max ()24P γβ-⨯ 时，水电厂只能担任部分峰荷，可按下式计算shg qP P =按月求出水电厂的工作容量后，可得下表：火电厂的工作容量等于系统的最大供电负荷减去水电厂的工作容量。

按月求出火电厂的工作容量后，可得下表：3.2.3备用容量的计算（1）负荷的备用容量，一般负荷备用容量为最大负荷的2％:5％负荷备用容量＝系统最大供电负荷⨯负荷备用率[7]（2）事故备用容量，一般考虑事故备用容量为最大负荷的10％左右，并且不小于系统一台最大单机容量，所以，事故备用容量＝系统最大供电负荷⨯事故备用率（3）还要考虑备用容量在水火电厂之间的分配（4）系统需要备用容量，即总备用容量为负荷备用容量与事故备用容量之和（5）最后得到备用容量表格如下：电力系统备用容量表如下：3.2.4系统需要装机容量系统需要装机容量，即工作容量与备用容量之和，得下表：3.2.5系统新增装机计算在电力平衡计算中，在某些月份，可能出现系统装机容量大于系统的实际装机，就需要考虑新增装机，计算出新增装机的容量和台数以及装机进度，得出下表：第四章电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择4.1初拟方案因5个变电所容量在20－40MVA，距发电厂距离在25－65kM，查表和选用110kV 为电力网额定电压，且传输距离容许在50－150kM，也即容许不同的主接线[8]。

初拟若干主接线方案，进行初步的技术经济比较：方案一，优点：结构简单，可靠性高；缺点：双回结构，投资大。

方案二，优点：闭式结构，简单，投资少；缺点：可靠性差。

方案三，优点：环网结构，可靠性高，结构简单；缺点：输电距离大，投资大。

方案四，优点：环网结构，可靠性高；缺点：故障时，线路末端电压低。

方案五，优点：线路短，环网，可靠性高；缺点：受水电厂发电能力影响大。

方案六，优点：可靠性高，线路短，投资少；缺点：环网运行，控制复杂。

4.2等价线长的计算（1） 2*0.7*（25+65+35+45）＝238kM；（2） 25+65+35+45+45+50＝265kM；（3） 2*0.7*（25+65）＋35+45*2＝251kM；（4）2*0.7*65+25+35+45+70＝266kM；（5）2*0.7（45+65）+25+35+60＝274kM ； （6）2*0.7*45+25+35+75+50＝248kM ； 4.3高压开关数量的计算开关数量是按单线接线图考虑，实际三相线路，开关数量需乘以3。

综合考虑供电质量、操作简易程度、继保整合难度、建设运行的经济性，初选方案一和三[9]。

第五章 电网接线方案的详细比较和确定在初选方案一和三的基础上，以下对方案一和三作深入比较： 5.1技术比较要求正常运行条件下 ΔU ％<10％；故障情况下 ΔU ％<15％。

方案一：a ，各变电所负荷已知，各条线路负荷已知；b ，用经济电流密度选导线并作发热校验。

若按经济电流密度都为0.9A/mm2计算，与查表得的Je 误差较大，查表得：Tmax ＝5000h 时 Je ＝1.07 A/mm2；Tmax ＝5500h 时 Je ＝0.98 A/mm2。

变电所（1）221(/(cos )(33*/2)10510e p S J mmϕ===变电所（2） S2＝57 2mm ； 变电所（3） S3＝78 2mm ； 变电所（4） S4＝70 2mm 。

方程段 1 部分 1 查表得。

变电所（1）与发电厂（A ）之间双回线1L 选LGJ-120,同理2L 选LGJ-70，3L 选LGJ-75，4L 选LGJ-70 则线路阻抗查表计算得：1Z =0.5⨯(0.27+j0.419)⨯25=3.375+j5.1125Ω 2Z =0.5⨯(0.45+j0.432)⨯65=14.625+j14.04Ω3Z =0.5⨯(0.33+j0.416)⨯35=5.775+j7.28Ω 4Z =0.5⨯(0.45+j0.432)⨯45=10.125+j9.72Ω按发热校验导线截面：1maxI =3cos P U φ=3331031100.84⨯⨯⨯=206A<380⨯2=760A2maxI =3cos P U φ=3181031100.84⨯⨯⨯=112.5A<275⨯2=550A 3maxI =3cos P U φ=3261031100.82⨯⨯⨯=166.4A<355⨯2=670A4maxI =3cos P U φ=3221031100.84⨯⨯⨯=137.5A<275⨯2=550A [10]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。

C ，计算电压损耗1111133 3.37521.2 5.11252110PR Q X U KVU +⨯+⨯===V 222221814.62511.614.043.87110P R Q X U KVU +⨯+⨯===V 3333326 5.75518.17.282.56110P R Q X U KVU +⨯+⨯===V444442210.12514.19.723.27110P R Q X U KVU +⨯+⨯===V1max 2% 1.8%110U ==V2max 3.87% 3.5%110U ==V3max 2.56% 2.33%110U ==V 4max 3.27% 2.97%110U ==V在故障情况下，即4组双回路中各发生一回线故障时，单回线仍满足最大传输负荷时，显然'i U V =2i U V即'1max % 3.6%U =V '2max %7%U =V'3max % 4.66%U =V'4max % 5.94%U =V都满足正常时%U V <10%，故障时%U V <10%的要求。