第1章緒論1.1高壓配電網(wǎng)的設(shè)計任務(wù)書1.1.1原始數(shù)據(jù)及資料（1）發(fā)電廠、變電所的地理位置本文設(shè)計所涉及的發(fā)電廠及變電所的地理位置如圖1-1所示。（2）原有發(fā)電廠主接線圖及設(shè)備數(shù)據(jù)1)發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù)G1、G2：QF2－25－2；G3：QFQ－50－2。2)變壓器技術(shù)參數(shù)：T1、T2：SFZ－31500/110；T3：SFZ－63000/110。原有發(fā)電廠的主接線如圖1-2所示。圖1-1發(fā)電廠、變電所的地理位置圖1-2原有發(fā)電廠主接線圖(3)待建變電所的有關(guān)資料待建變電所的有關(guān)資料如表1-1。表1-1待建變電所有關(guān)資料編號最大負(fù)荷(MW)功率因數(shù)二次側(cè)電壓（KV）調(diào)壓要求負(fù)荷曲線重要負(fù)荷(%)A360.910順a75B200.910逆b65C250.910順a60D230.910順b75(4)典型日負(fù)荷曲線如圖3所示。(a)(b)圖1-3典型日負(fù)荷曲線1.1.2主要技術(shù)參數(shù)及相關(guān)說明=1\*GB3①功率因數(shù)為0.9；=2\*GB3②各負(fù)荷最大系數(shù)為1.0；=3\*GB3③功率初步平衡,廠用電率為7%,線損率為6%；=4\*GB3④本高壓配電多余功率送回系統(tǒng)，功率缺少由系統(tǒng)供給；=5\*GB3⑤電網(wǎng)電壓等級為110KV，待建變電所二次側(cè)電壓為10KV；⑥待建各變電所二次側(cè)電壓為10kV時，低壓出線回路每回出線按1500～2000kW考慮；⑦已有發(fā)電廠和變電所均留有間隔，以備發(fā)展；⑧除特別說明外，本設(shè)計高壓側(cè)均按屋外布置考慮配電裝置；⑨區(qū)域氣溫最高為40攝氏度，最熱月平均最高氣溫32攝氏度。1.1.3設(shè)計內(nèi)容=1\*GB3①根據(jù)所給的原始負(fù)荷資料，待設(shè)計變電所的地理位置和已有電廠的供電情況,進(jìn)行功率平衡；=2\*GB3②根據(jù)我國現(xiàn)行的輸電線路額定電壓標(biāo)準(zhǔn)，確定輸電線路電壓等級；=3\*GB3③通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較,確定配電網(wǎng)供電電壓、電網(wǎng)接線方式及導(dǎo)線截面；=4\*GB3④進(jìn)行電網(wǎng)功率分布及電壓計算,確定調(diào)壓要求,并選定調(diào)壓方案及電網(wǎng)接線方案。1.1.4設(shè)計文件及圖紙要求(1)收集相關(guān)資料并翻譯外文資料；(2)高壓配電網(wǎng)有功功率平衡的計算；(3)高壓配電網(wǎng)主接線方案的確定；(4)編寫設(shè)計計算書；(5)畫系統(tǒng)接線圖；(6)撰寫設(shè)計說明書。第2章高壓配電網(wǎng)功率平衡原理與計算2.1有功功率平衡2.1.1電力負(fù)荷分析電力負(fù)荷分析是根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃計算相應(yīng)的電力和電力需求值，以平衡電力和平衡電力。確定發(fā)電廠和變電所的電網(wǎng)連接的布局，規(guī)模，進(jìn)度和規(guī)劃。在電力系統(tǒng)的設(shè)計中，必須有一定的電力負(fù)荷。電力負(fù)荷的發(fā)展水平一般基于未來5至10年的設(shè)計水平的年負(fù)荷，以及未來10至15年的一年的負(fù)荷作為長期水平。設(shè)計水平和地平線年的選擇最符合國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展計劃。有功和無功功率平衡是電力系統(tǒng)的功率平衡。(1)用電量和用電負(fù)荷的計算電力負(fù)荷的確定來自規(guī)劃區(qū)域內(nèi)各經(jīng)濟(jì)部門的發(fā)展計劃以及上級部門對該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有關(guān)文件，但由于這些資料不完整,因此使用了更多的預(yù)測方法來確定。負(fù)荷預(yù)測有許多基本方法。單一消耗法彈性系數(shù)發(fā)，綜合功率水平法和外推法，明確提出單位消耗法“較適用于近、中期規(guī)劃”。因為本文的論述是針對最近幾年的發(fā)展需要進(jìn)行高壓配電網(wǎng)的設(shè)計，單耗法這種預(yù)測方法正適合本文的設(shè)計特點(diǎn)，所以接下來僅對單耗法做介紹。所謂的單耗法方法是基于產(chǎn)品的電力消耗（或生產(chǎn)價值）來計算電力消耗。工業(yè)用電總量可根據(jù)主要產(chǎn)品分類預(yù)測或行業(yè)綜合預(yù)測進(jìn)行匯總。該方法簡單、方便，但影響因素較多、偏差可能較大。顯然，產(chǎn)品的電力消耗(或生產(chǎn)產(chǎn)值)與工廠的規(guī)模，生產(chǎn)設(shè)備，工藝流程，技術(shù)水平，運(yùn)營和管理等有關(guān)。因此在使用此方法時，應(yīng)根據(jù)區(qū)域內(nèi)實際情況進(jìn)行估算。系統(tǒng)用電負(fù)荷的計算公式：(2-1)式中A——i行業(yè)的計劃年用電量，單位：kW·h；——i行業(yè)的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)，單位：h；K——同時率，一般應(yīng)根據(jù)實際統(tǒng)計資料確定。(2)系統(tǒng)供電負(fù)荷系統(tǒng)的電源負(fù)載是電源負(fù)載加上傳輸負(fù)載所產(chǎn)生的功率損耗，網(wǎng)絡(luò)損耗包括線路損耗和上升和下降變壓器損耗，或者電源負(fù)載是發(fā)電廠滿足電力負(fù)載的要求。必須將其饋入升壓變壓器的低壓側(cè)的有功功率。在規(guī)劃設(shè)計時，網(wǎng)絡(luò)損耗有網(wǎng)絡(luò)丟失率計算，網(wǎng)絡(luò)丟失率表示為電源負(fù)載的百分比，通常為5到10。這樣，系統(tǒng)的電源負(fù)載就是系統(tǒng)的綜合功率夫再加上電網(wǎng)的損耗，其計算式為：(2-2)式中——網(wǎng)損率，本設(shè)計中取值為6%。（3）發(fā)電負(fù)荷計算發(fā)電負(fù)荷是指滿足系統(tǒng)的電源負(fù)載和發(fā)電機(jī)的電壓的直接負(fù)載。發(fā)電廠必需發(fā)電，即系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷是發(fā)電機(jī)的輸出，其數(shù)值等于系統(tǒng)的電源的負(fù)荷，發(fā)電機(jī)的電壓的直接負(fù)荷和功率之和，其計算的公式為：(2-3)式中——發(fā)電機(jī)電壓直配負(fù)荷；——廠用電率，本設(shè)計中取值為7%。2.1.2電力電量的平衡(1)電力電量平衡通過功率平衡，闡明了系統(tǒng)所需的裝機(jī)容量，調(diào)峰能力和動力傳輸方向。安裝計劃，調(diào)峰措施，網(wǎng)絡(luò)解決方案和燃料要求提供了基礎(chǔ)。在水電和熱電共存的組合電力系統(tǒng)中進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計時，通常根據(jù)設(shè)計干燥年份進(jìn)行電力平衡。按平均年計算潮流分布，確定電氣主接線和送電線路導(dǎo)線截面積，按豐水年水電機(jī)組滿發(fā)、校驗電氣主接線和線路輸送能力。(2)系統(tǒng)備用容量當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行時，電力消耗不斷變化，并且由于各種原因，運(yùn)行設(shè)備可能無法根據(jù)預(yù)期計劃投入生產(chǎn)。同時設(shè)備也需要定期的維護(hù)和檢修，所以必須要有系統(tǒng)備用容量來維持用電需求。系統(tǒng)備份容量包括負(fù)載儲備容量，事故儲備容量和維護(hù)備用容量。①負(fù)荷備用容量：一般取最大的發(fā)電負(fù)荷為2%~5%，其中大系統(tǒng)值較低，小系統(tǒng)值較高。負(fù)載是保留的，并且可以由不同的發(fā)電廠使用一段時間。在包含水電站的系統(tǒng)中，通常假設(shè)具有良好調(diào)節(jié)能力的水電站負(fù)責(zé)負(fù)荷儲備。在純火的電機(jī)組系統(tǒng)中，要選擇具有較好的調(diào)節(jié)性能和適宜的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的機(jī)組作為負(fù)荷待機(jī)。②事故備用容量：一般它是最大的發(fā)電機(jī)負(fù)荷的大約10%，但不小于系統(tǒng)的最大單位的容量。系統(tǒng)的事故備用容量的配置一般可根據(jù)系統(tǒng)的水和火電工作容量的比例進(jìn)行分配。具有良好性能和相對接近負(fù)荷的水電站可承受較大的事故儲備能力。負(fù)責(zé)事故的水電站必須具有可連續(xù)裝載超過10天的應(yīng)急存儲容量。在應(yīng)急的儲備容量上，相當(dāng)?shù)囊徊糠謶?yīng)作為熱備用放在操作的單元上。③檢修備用容量：一般是最大的發(fā)電負(fù)荷的8%~15%，具體數(shù)值取決于系統(tǒng)。維修的備用容量要考慮系統(tǒng)的負(fù)荷特性，水力比，設(shè)備容量，維修水平等，能夠滿足所有的機(jī)組和設(shè)備的定期的維護(hù)要求。所以，一般需要參考系統(tǒng)的單元的最大的容量來確定備用的容量。系統(tǒng)的單元計劃維護(hù)應(yīng)充分利用季節(jié)性低負(fù)荷的容量。僅當(dāng)空出不足以確保需要定期維護(hù)所有單元時，才設(shè)置維護(hù)備用容量2.1.3有功功率電源電力系統(tǒng)中的有源電源是各種類型發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)，但系統(tǒng)中的電力容量始終不等于所有發(fā)電機(jī)的額定容量之和。因為所有發(fā)電設(shè)備全部不間斷地投入運(yùn)行。并非所有投入運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備都按額定容量發(fā)電。因此，系統(tǒng)各級調(diào)度部門應(yīng)及時準(zhǔn)確把握可以投入其轄區(qū)內(nèi)發(fā)電廠發(fā)電設(shè)備的電力。只有可以輸入發(fā)電設(shè)備的可傳輸功率的總和才是可以真正安排的系統(tǒng)電源容量。顯然，系統(tǒng)供電能力不應(yīng)低于系統(tǒng)的總發(fā)電負(fù)荷，包括網(wǎng)絡(luò)損耗和功耗。而且，為了確?？煽康墓╇姾土己玫碾娔苜|(zhì)量，系統(tǒng)供電能力應(yīng)大于系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷。電源容量大于發(fā)電負(fù)載系統(tǒng)的部分稱系統(tǒng)備用容量。2.1.4目標(biāo)函數(shù)和約束條件在設(shè)計中，需要目標(biāo)約束函數(shù)和相應(yīng)的約束條件來選擇發(fā)電設(shè)備或負(fù)載下的發(fā)電廠之間的最優(yōu)分配問題。上面已經(jīng)闡明了有功功率負(fù)載大小和系統(tǒng)的能量消耗特性，以及系統(tǒng)中的一定備用容量。從原始資料的日負(fù)荷曲線可以看到相關(guān)的約束條件和目標(biāo)函數(shù)，所以在這里不再做詳細(xì)的分析和說明。2.2有功功率平衡的計算1)在最大負(fù)荷情況下的發(fā)電負(fù)荷由上面的公式可得相關(guān)的發(fā)電負(fù)荷：新建電網(wǎng)的發(fā)電負(fù)荷：(2-4)原有電網(wǎng)的發(fā)電負(fù)荷：(2-5)總的發(fā)電負(fù)荷：(2-6)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率：(2-7)聯(lián)絡(luò)線上的潮流即系統(tǒng)向該高壓配電網(wǎng)傳輸?shù)碾娏浚?2-8)2)在最小負(fù)荷情況下的發(fā)電負(fù)荷新建電網(wǎng)的發(fā)電負(fù)荷：(2-9)原有電網(wǎng)的發(fā)電負(fù)荷：(2-10)總的發(fā)電負(fù)荷：(2-11)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率：(2-12)聯(lián)絡(luò)線上的潮流即系統(tǒng)向該高壓配電網(wǎng)傳輸?shù)碾娏浚?2-13)表2-2高壓配電網(wǎng)有功功率平衡的計算結(jié)果項目新建電網(wǎng)發(fā)電負(fù)荷原有電網(wǎng)發(fā)電負(fù)荷總發(fā)電負(fù)荷發(fā)電機(jī)發(fā)出功率聯(lián)絡(luò)線上的潮流最大負(fù)荷下119MW41MW160MW100MW-60MW最小負(fù)荷下74MW22MW96MW90MW-6MW由表2-2可以知道系統(tǒng)應(yīng)該向該高壓配電網(wǎng)送電6MW。2.3無功功率平衡無功功率平衡在電網(wǎng)的運(yùn)行中有著至關(guān)重要的作用。在電力系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的自然無功負(fù)載總是大于原始無功功率，因此必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。在主變壓器最大負(fù)載時，其次級側(cè)功率因數(shù)應(yīng)滿足：35～110kV變電所為0.9～1.0。對于不滿足的變電所，需作無功補(bǔ)償，使其功率因數(shù)滿足要求。本次設(shè)計中的A、B、C、D變電所功率因數(shù)均為0.9，滿足要求，故不需作無功補(bǔ)償。第3章高壓配電網(wǎng)電壓等級的選擇3.1電壓等級選擇的基本原則電網(wǎng)的電壓電平的確定與諸如電源模式，電源負(fù)載和電源距離之類的因素有關(guān)。確定配電網(wǎng)絡(luò)的電壓水平與在安全和運(yùn)行條件下為所有級別的用戶提供足夠，合格和不間斷的電力有關(guān)。他還決定了供電設(shè)備所需的絕緣水平，建設(shè)投資，運(yùn)營成本等。選擇區(qū)域配電網(wǎng)的電壓等級的基本原則是：(l)為了達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)電壓，最開始所選定的電網(wǎng)的電壓等級一定要符合要求；(2)電壓的等級最好不要太多，目的是避免反復(fù)降壓的過程，也能避免變電站重復(fù)容量的反復(fù)降低程序；(3)在同一個范圍中，我們要盡可能地讓同一電網(wǎng)的電壓等級能夠得到簡化；(4)基本上任何一個電平的電壓電平差異比較大，通常差距在兩倍到三倍之間，甚至超過了三倍。3.2影響電壓等級選擇的因素選擇電壓等級時需要考慮相關(guān)因素。①安全因素；②技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。本著安全第一的原則，在安全與經(jīng)濟(jì)因素不能兩全的時候，應(yīng)該安全因素為主，在選擇時必須在保證安全的前提下去考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。3.2.1安全因素電力生產(chǎn)的發(fā)展是為了人們生活的需要，也是時代發(fā)展的需要，電力發(fā)展的安全不僅關(guān)系到人的自身安全，也關(guān)系到生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。電力發(fā)展的改革和發(fā)展是為了更好的發(fā)展社會生產(chǎn)力，更好地提高了人們生活水平。安全和電網(wǎng)的發(fā)展是一對相互依存的連續(xù)性。在安全前提下，電網(wǎng)的改造，改進(jìn)和發(fā)展將以一半的努力獲得兩倍的效果。3.2.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素經(jīng)濟(jì)分析的技術(shù)是研究經(jīng)濟(jì)效益的有效方法，企業(yè)的現(xiàn)代管理必須重視經(jīng)濟(jì)效益和供電企業(yè)。電壓等級的選擇是改造電網(wǎng)、發(fā)展的第一任務(wù)。研究如何使用相同的勞動力的消耗來換取最大的經(jīng)濟(jì)利益，當(dāng)我們在分析技術(shù)的經(jīng)濟(jì)方面的時候，如果要綜合分析方案，最重要的部分就是分析方法的經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)其他因素基本上類似的前提下，方面的重要因素取決于經(jīng)濟(jì)評價性，這也就需要我們在此后對方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計算和評價的過程中從客觀層面山來分析，且盡可能地使用最簡單且精準(zhǔn)的方式進(jìn)行計算，而年費(fèi)用的計算公式如下所示：(3-1)式中：n—計算期；—折算到工程建成年的年費(fèi)用；Z—折算到工程建成年的總投資；H—折算到工程建成年的運(yùn)營成本；—電力工業(yè)基準(zhǔn)收益率或折現(xiàn)率。3.2.3與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)因素第一，要滿足提高人民生活水平的醫(yī)療保健因素；第二，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，包括:實際水平和預(yù)期水平；第三，我們必須達(dá)到中國目前的生產(chǎn)力水平(包括技術(shù)制造、設(shè)計、工藝、材料等)；第四，要適應(yīng)國際環(huán)境，我們應(yīng)該在一定時期內(nèi)根據(jù)中國的國際經(jīng)濟(jì)條件和政治條件和貿(mào)易政策。3.3輸電線路電壓等級的標(biāo)準(zhǔn)表3-1我國現(xiàn)行的輸電線路額定電壓標(biāo)準(zhǔn)額定電壓(kV)輸送容量(MW)輸送距離(km)線路額定電壓(kV)輸送容量(MW)輸送距離(km)0.38<0.1<0.611010.0～50.0150～5030.1～1.03～1220100.0～300.0300～10060.1～1.215～4330200.0～1000.0600～200100.2～2.020～6500800.0～2000.01000～400352.0～10.050～20750605.0～20.0100～20在選擇輸電的線路的電壓等級時，應(yīng)根據(jù)輸送的容量、輸電的距離和周圍的電網(wǎng)額定的幾種方案，通過技術(shù)的經(jīng)濟(jì)比較。在制定的布線的計劃時，應(yīng)注意既要滿足遠(yuǎn)景的發(fā)展的需要，又要具有近期的過渡的可能。當(dāng)兩個方案的技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的相近或較低的電壓等級的方案，優(yōu)點(diǎn)不太明顯時，應(yīng)選用電壓的等級高的方案，必須時可考慮降壓的運(yùn)行。在該設(shè)計中，電網(wǎng)的傳輸?shù)碾妷弘娖綖?10kV。3.4電壓等級序列方案的提出隨著時代的發(fā)展，以及人們過去對原有的煤炭、石油等有限的資源的過度開采，隨著原有能源的不斷減少，人們意識到必須合理充分的利用現(xiàn)有能源，面對電力傳輸過程中產(chǎn)生的熱量。提高能源利用率不僅會浪費(fèi)能源，還會對輸電線路造成一定的損害。所以針對上述現(xiàn)象為了提高能源的利用率，充分利用有限的資源滿足更多人們對電能的需求，同時考慮安全以及現(xiàn)有技術(shù)水平等多方面的因素，高壓配電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并且逐步完善。3.4.1各國電壓等級序列的標(biāo)準(zhǔn)如下幾種不同的方式概括了國外的高壓配電電壓序列的各種不同的改造方向：首先，我們應(yīng)當(dāng)明確通過西方德國為代表的高壓配電電壓序列，即110/10；其次，我們需要明確以東亞發(fā)達(dá)國家日被以及西方發(fā)達(dá)國家法國為中心帶包的高壓配電電壓序列，即220/63/20；再次，我們還需明確美國部分地區(qū)和英國某些地區(qū)為代表的高壓配電電壓序列，即400/132/33。IEC成員國很多，中國就是其中之一，從國標(biāo)上來分析，IEC標(biāo)準(zhǔn)剛好和我國的標(biāo)準(zhǔn)是等同的，另外，準(zhǔn)許使用的標(biāo)準(zhǔn)電壓也被國家電壓標(biāo)準(zhǔn)逐一列出。沒有必要按順序使用它們，但是各層的電壓電平在同一柵格中使用以形成網(wǎng)絡(luò)的電壓序列。電網(wǎng)的電壓序列是由網(wǎng)絡(luò)分層并形成的一系列電壓電平，但每個電網(wǎng)可完全按照其自身特性使用。它也可以謹(jǐn)慎使用，以降低降壓水平，節(jié)省功率損耗。列如：我國大多數(shù)電網(wǎng)的電壓系列是：220/110/35/10和220/66/10。其特點(diǎn)是減少了一級電壓等級，這樣可以獲取較大的經(jīng)濟(jì)效益。我國的電壓標(biāo)準(zhǔn)以系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓表示，有關(guān)輸電與配電的電壓等級為（括號內(nèi)數(shù)字為設(shè)備最高電壓）：220/380（230/400）V；3（3.6）kV；6(7.2)kV；10（12）kV；或20kV（24，用戶需要時）；35（40.5）kV；63(69)kV；110(126)kV；220（252）kV；330（363）kV；500（550）kV；750~765（800）kV；1000kV。3.4.2各種電壓等級序列的方案選擇根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和城市網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計指南中對電壓等級的規(guī)定，從中國電壓系統(tǒng)的實際出發(fā)，基于大多數(shù)現(xiàn)有電力系統(tǒng)已建立220kV為主的事實首選組合有六種選擇：220/110/10；220/110/20；220/110/35；220/63/20kV；220/63/10kV；⑥220/110/35/10。從經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求角度出發(fā)對以上六種方案進(jìn)行選擇，同時在滿足需求的前提下對上述方案進(jìn)行說明：（1）為符合我國現(xiàn)行規(guī)定和國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)，在分析之前，研究人員需要對總電源側(cè)電壓選擇220KV當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)這一點(diǎn)進(jìn)行對比分析，但是低壓側(cè)應(yīng)當(dāng)選擇0.4kv為國際標(biāo)準(zhǔn)；（2）后面，我們需要對各個方面的電網(wǎng)進(jìn)行比較，當(dāng)然，我們應(yīng)當(dāng)采取一致性的布局方式才能根據(jù)最好的布局規(guī)劃進(jìn)行建設(shè)，而且該供電面積最好是六邊形，這一點(diǎn)比較關(guān)鍵；（3）選擇最佳電壓制方法，從理論上來分析，負(fù)荷密度的大小以及變電站密度決定了電壓制的選擇方式，在計算的過程中，我們首先要明確三個前提條件，即負(fù)荷密度變化范圍分別為100kW/km、60kW/km和45kW/km；（4）優(yōu)先權(quán)基于對技術(shù)規(guī)劃和要求得到滿足的保證，即技術(shù)合理性得到保證。根據(jù)每個項目的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高低，選擇最佳解決方案。針對所選擇的方案而言，除了要讓其有著良好的技術(shù)型，同時也應(yīng)當(dāng)具備一定的經(jīng)濟(jì)性。（5）如果此時的方案不同，則供電范圍必將存在各個方面的差異，同時，我們還需要將此時的指標(biāo)設(shè)定為單位供電區(qū)所需要的年計算成本，與此同時，倘若我們對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速率考慮到位，它的價值和效果基本上不會因為投資和費(fèi)用受到影響，所以我們應(yīng)當(dāng)使用動態(tài)法來分析，而非靜態(tài)法。（6）我們所需要的數(shù)據(jù)一共包含四個種類：負(fù)荷參數(shù)(負(fù)荷密度)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)(變電站及配電參數(shù)、線路長度、供電面積)、運(yùn)行參數(shù)(年最大負(fù)荷利用小時和損失小時、功率因數(shù)、允許電壓降)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)(電價、工程投資標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備折舊率等)。3.6技術(shù)比較分析110kV配電網(wǎng)屬大接地電流系統(tǒng)，其優(yōu)缺點(diǎn)如下：（1）優(yōu)點(diǎn)①從繼電保護(hù)的快速性和選擇性上要好；②現(xiàn)有10kV升壓至20kV，組成110/20kV電網(wǎng)較優(yōu)；③輸送能量大和輸送距離遠(yuǎn)，其負(fù)荷矩為：(3-3)④有色金屬消耗量低，對稀有資源占用較少；⑤線路和設(shè)備的絕緣水平可按規(guī)定相電壓設(shè)。（2）缺點(diǎn)①這一部分必定會對弱點(diǎn)造成較大的干擾，尤其是噪音，基本上在所有的場合都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行屏蔽措施，在經(jīng)過一系列地驗算之后才能確定此處是否還有噪音；②該設(shè)備以及線路所占據(jù)的土地以及路徑防護(hù)尺寸本身就不斷小，所以，我們一定要注重建筑物附近的植物；③針對保護(hù)裝置而言，工作人員在維護(hù)以及運(yùn)行的過程中工作較為繁瑣，所以會造成元器件的損耗率比較高，也對它的運(yùn)行可靠率有一定的負(fù)面影響，尤其是造成了動作的誤差較大；④當(dāng)高壓發(fā)生接地的時候，首先需要進(jìn)行的就是切斷電流，所以，用戶的供電可靠性必定會有所下降，但是當(dāng)此時的單相故障電流增大的時候，我們需要讓設(shè)備更加穩(wěn)定，同時也應(yīng)當(dāng)增大熱穩(wěn)定性。3.7高壓配電網(wǎng)電壓等級的確定在電網(wǎng)的設(shè)計過程中，電網(wǎng)電壓電平選擇不僅考慮傳輸功率和傳輸距離，還考慮現(xiàn)有電網(wǎng)的電壓電平。結(jié)合實際情況和分析，我們可以知道本文中的高壓配電網(wǎng)選擇110kv。第4章電氣主接線的設(shè)計4.1變電所的主接線一種電路，包括主變電壓器，如電力變壓器，高壓斷路器，隔離開關(guān)，匯流條，電流互感器和變壓器，以及連接線。用于接受和分配電能的線路稱為變電所的主線路。由于系統(tǒng)電壓和負(fù)載水平的不同，變電站的主接線形式多種多樣，變電所的電氣設(shè)備取決于變電站主接線的形式方案，但是變電所配電設(shè)備的分布狀況基本上等同于變電所運(yùn)行的靈活性和可靠性，甚至安全性和經(jīng)濟(jì)型也和它有一定的關(guān)聯(lián)，在進(jìn)行有關(guān)于電力的設(shè)計過程中，這一點(diǎn)和變電站的主要接線方式是等同的。主接線的基本要求如下：1）首先，工作人員需要依據(jù)負(fù)荷等級的基本標(biāo)準(zhǔn)才能確保供電是否可靠；2）其次，當(dāng)有著可靠性安全性的供電過程中，主接線的目的是讓整個國家更加經(jīng)濟(jì)性，即減少運(yùn)行費(fèi)和投資經(jīng)費(fèi)；3）應(yīng)該有開發(fā)的可能性，這應(yīng)該基于企業(yè)的發(fā)展和負(fù)載的可能增長。考慮主要布線方案的發(fā)展，為將來過度到新的主要布線留出空間；4）主要接線應(yīng)力簡單，靈活，安全，操作方便。例如，主接線不應(yīng)具有冗余設(shè)備。4.2電氣主接線的設(shè)計根據(jù)中國發(fā)展的步伐和現(xiàn)狀同時參考一些相關(guān)的資料可以知道中國國內(nèi)的電力相關(guān)的發(fā)展是一個逐步發(fā)展的過程，以前110kV高壓側(cè)采用的接線方式：①橋形接線；②單母線分段接線；③線路變壓器組接線。若將它和其余的兩種接線方式進(jìn)行比較分析，線路變壓器組布線接線并不繁瑣，而且此時投資成本不高，節(jié)省更多的時間和精力，最終的操作方式比較簡易，基本上比較適合于自動化操作，能夠讓電磁環(huán)網(wǎng)問題的不良問題得到解決，當(dāng)前，如果是10kv的網(wǎng)絡(luò)，則它本身就比較完善，主變?nèi)萘渴峭耆軡M足它的標(biāo)準(zhǔn)或者需求的。變壓器并不能設(shè)置于110kV側(cè)處，在研究的過程中，線路格力開關(guān)的帶點(diǎn)斷開需要被我們采取。即“高壓帶電顯示閉鎖裝置”。當(dāng)電源測和變電站相互接近的時候，我們此時所使用的技術(shù)比較合理，而且整個過程顯得比較經(jīng)濟(jì)性，但是斷路器是不能供給于此處的。此時，三臺變壓器被變電所所采用，之后也有兩種不同的接線方式被110kv線路所采用，這兩種方式分別是線路變壓器組和擴(kuò)展橋。但是這兩種布線方式的優(yōu)缺點(diǎn)是各不相同的，況且橋接布線的優(yōu)點(diǎn)必然能夠得到拓展，基本上每一變電所只需2回進(jìn)線，這一點(diǎn)完全合乎于輸電線路較為緊張的環(huán)境下，由此才能將橋接線的缺點(diǎn)有所擴(kuò)大，同時也產(chǎn)生了過于復(fù)雜的接線，后續(xù)還應(yīng)當(dāng)讓一次設(shè)備和二次設(shè)備增加才能完成一系列的作業(yè)。根據(jù)如上的作業(yè)中，這三個主變壓器最好利用線路變壓器組布線。1)線路-變壓器組主接線一般地，一路電源進(jìn)線是線路-變壓器組主接線所適用的，而且一臺變壓器式的變電所也需要在此處所使用。相應(yīng)內(nèi)容如下圖4-1所表達(dá)。它的特征就是變壓器測無母線，但是通過開關(guān)能夠讓低壓側(cè)和單母線接線相接，由此才能將電量供給于各個配電站中。圖4-1線路-變壓器組主接線在變電站高壓側(cè)，可根據(jù)進(jìn)線距離和系統(tǒng)短路容量的大小裝設(shè)高壓熔斷器FU、高壓斷路器QF和隔離開關(guān)QS。2）單母線分段主接線變電站即為單母線分段主接線。而且這兩個母線都需要通過斷路器或者格力開關(guān)才能進(jìn)行連接，即母線需要通過該母線開關(guān)才能區(qū)分成為兩個相同的母線。一般地，比較適合于變電站低壓側(cè)的本身為單母線分段主接線，正如下圖4-2和圖4-3所表達(dá)的內(nèi)容一樣，內(nèi)外橋式主接線中變壓器二次側(cè)的接線形式全部歸屬于單母線分段主接線。通過這一方面能夠讓斷路器QF6進(jìn)行閉合，隨后才能讓兩個變壓器在并聯(lián)之后運(yùn)行，或者可以斷開它以使兩個變壓器分開運(yùn)行。當(dāng)在低壓側(cè)發(fā)生短路故障時，為了減少流過低壓開關(guān)設(shè)備的短路電流。單母線分段主接線類似于橋接接線。單母線分段主接線的特點(diǎn)：當(dāng)某個電力傳輸或變壓器由于故障或維護(hù)而停止運(yùn)行時，母線斷路器的觸點(diǎn)可以繼續(xù)確保兩個母線上的重要負(fù)載供電。綜上所述：單母線分段主接線適用于具有一、二級負(fù)荷，且出線較多的總降壓變電站。3)橋式主接線為了確?？煽亢桶踩匚灰淮魏投呜?fù)載供電，在變電站地變電站總站中，當(dāng)有兩個電源插座和兩個變壓器時，通常使用橋式(包括內(nèi)橋式和外僑式兩種)與單母線分段主接線。a.內(nèi)橋式主接線。內(nèi)橋式主接線是在雙輸入高壓斷路器QF1和QF2地內(nèi)測安裝水平連接線，它將兩條輸入線路連接在一起，就像一座橋。如圖4-2所示。其中高壓斷路器QF5正常運(yùn)行時處于開斷狀態(tài)。內(nèi)橋式主接線優(yōu)點(diǎn)：它不但能讓變電站運(yùn)行的靈敏度提升，而且也能讓供電的可靠性加強(qiáng)，這一種內(nèi)橋式主接線比較適合于電源進(jìn)線長，并且存在許多失效機(jī)會。例如：當(dāng)任何輸入線路故障時，QF1和QF2可以切斷故障輸入線路，然后QF5可以投入運(yùn)行，使兩個變壓器盡快正常運(yùn)行。b.外橋式主接線。在雙向輸入高壓斷路器QF1和QF2地外側(cè)安裝水平連接線。就像一座橋，兩條輸入線連接在一起，稱為外橋主線。如圖4-3所示。這種外橋式與內(nèi)部布線地靈活性類似于電源地可靠性，但它使用于不同場合。但是適應(yīng)于電源短路過程的是外橋式主接線，它所導(dǎo)致的故障幾率必將減少，但自始至終貫通于整個降壓變電站的是變壓器，且還需要來回進(jìn)行切換。在正常操作中，觸橋地高壓斷路器QF5處于打開狀態(tài)，并且兩個變壓器在分開地列中操作。當(dāng)需要切斷變壓器時，可以斷開高壓斷路器QF1和QF2，然后關(guān)閉QF5以保持兩條輸入線路都在運(yùn)行。圖4-2內(nèi)橋式主接線圖4-3外橋式主接線4.3110kV配電裝置的選擇GIS采用SF6斷路器戶外設(shè)備室內(nèi)安裝是目前110kV配電裝置地最佳選擇。對于目前的城市無人值班變電站，內(nèi)橋接線時最復(fù)雜的接線方式。變電所的占地面積取決于變壓去的布置方式，相對地，二者的占地面積基本上是一模一樣的，所以，在選擇兩種變壓器的過程中，我們基本上不需要考慮到比較因素。GIS具有極少的維護(hù)性、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，但是需要選擇單位有比較充裕資金。組裝好的配電單元價格低廉，若此時要對可靠性是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)這一點(diǎn)進(jìn)行分析，首先，我們所使用的裝配式配電裝置的價格不能過高，其次，檢修周期一定要正常，而且在檢查的過程中需要更加仔細(xì)才行，所以，針對中國的某些三線城市和四線城市而言，政府完全鼓勵采取這樣一種方式，單元制接線變電站完全具備著使用元件數(shù)量少的特點(diǎn)，另外，組合電器的優(yōu)越性不能太大，相對GIS而言更適合在這里使用，這樣可以避免不必要的浪費(fèi)。在實際工作的過程中，手車柜（中置）面對面雙列布置是我們需要在一層10kv配電裝置中所使用的，目前為止，在選擇兩層110kv配電裝置中有兩種方式，第一種是開放式電器的中型布局，采用SF6斷路器；二是GIS(SF6組合電器)。對于現(xiàn)有的變電站，10kV配電裝置是決定占地面積的主要因素，因此GIS減少的占地面積非常有限。從經(jīng)濟(jì)角度來看，與GIS相比，制造的配電單元便宜，并且如果使用可靠的斷路器，則它可以滿足操作要求。對于非加油方面，電流互感器可以通過壁襯套內(nèi)置，干壁套管也已投入生產(chǎn)。但是，對于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和受災(zāi)城市中心，從減少維護(hù)工作量的角度來看，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，可以適當(dāng)采用GIS。GIS具有的優(yōu)點(diǎn)：(l)高可靠性。之所以GIS會受到各種外界條件的影響，例如鹽霧、酸霧或者積聚的灰塵等，同時我們也應(yīng)當(dāng)保證其應(yīng)當(dāng)和雪完全隔離，這樣才能讓它的抗震性能的更加優(yōu)質(zhì)，且也能提升它本身的可靠性；(2)小型化。于此處，我們不但要利用優(yōu)質(zhì)的有著絕緣性能的六氟化硫的氣體，而且也需要通過滅弧介質(zhì)才能讓變電站的提及減少，達(dá)到小型化的目的，這一點(diǎn)也完全合乎于城市電力網(wǎng)創(chuàng)造以及改善的基本需求和國家標(biāo)準(zhǔn)；(3)杜絕對外部的不利影響。電磁和靜電的屏蔽需要通過帶點(diǎn)部分的金屬殼體而實現(xiàn)，因此，噪聲和無線電干擾基本上是不會產(chǎn)生的；(4)安全性好。接地的金屬外殼中存在著帶點(diǎn)部分，帶點(diǎn)部分必須要密封裝置，所以，觸點(diǎn)危險是根本不會存在的。(5)維護(hù)方便，檢修周期長。由于結(jié)構(gòu)布置比較合理，而其滅弧系統(tǒng)比較領(lǐng)先，所以產(chǎn)品的使用年限必定會有所增長，由此也造成了比較長的維護(hù)周期產(chǎn)生，針對維護(hù)過程來說，工作量不大，工作效率極高，因為小型化，所以設(shè)備所在的水平線比地平線還要低，維護(hù)過程十分便捷。(6)安裝周期短。因為小型化的特征導(dǎo)致了整個機(jī)器可以在工廠組裝。GIS的的缺點(diǎn)：價格較貴。4.4理想化假設(shè)本章節(jié)重點(diǎn)對當(dāng)前所存在的電網(wǎng)供電模式全面分析，即研討了變電站、高壓配電網(wǎng)以及中壓配電網(wǎng)等，由此也提及到了城市電網(wǎng)供電的理想化模型，針對此模型中，電網(wǎng)需要被研究人員區(qū)分成為三個理想的部分：①是10kV中壓電網(wǎng)；②是110kV變電站；③是110kV高壓配電網(wǎng)。城市電網(wǎng)的供電點(diǎn)是220kv變電站。其中理想化供電模型的供電面積是圓形。根據(jù)負(fù)載密度的大小確定圓形電源區(qū)域的面積，并且由于負(fù)載密度的大小變化，所以圓形電源區(qū)域的面積變化。根據(jù)原始數(shù)據(jù)，城市網(wǎng)絡(luò)中的電源數(shù)量可以確為4個，110kV高壓變電站數(shù)目為28個。因此，每個變電站的理想供電面積應(yīng)該為六邊形。在該設(shè)計中，六邊形的面積近似為圓形區(qū)域。因此，整個城市網(wǎng)絡(luò)供電區(qū)域的大小和總負(fù)載將隨110kV變電站變壓器的臺數(shù)和容量的變化而變化。在單模式配電網(wǎng)絡(luò)中，110kV變壓器的數(shù)量、容量及配電網(wǎng)負(fù)荷密度的大小決定了供電區(qū)域面積大小和總負(fù)荷的多少。本研究的目的是得到一般規(guī)律，讓研究的結(jié)論可以普遍應(yīng)用，因此計算要假設(shè)一個普遍的條件來完成相關(guān)的研究，所以需要假設(shè)一些相關(guān)的計算條件。假設(shè)的計算條件：①首先，十種變壓器容量臺數(shù)組合以及四種不同的負(fù)荷密度是需要考慮到的，另外，十種變壓器容量臺數(shù)的組合能依次區(qū)分成為2x25、2x31.5、2x40、2x50、2x63、3x25、3x31.5、3x40、3x50和3x63MV·A；4種負(fù)荷密度為2.0、5.0、20.0、40.0MW/kmZ；②當(dāng)我們在分析的過程中所計算出來的負(fù)荷率比較高，則兩個主變壓器的負(fù)荷比必然為0.65:1，且三個臺主變壓器的負(fù)荷比為0.85:1。③在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的過程中，我們需要根據(jù)N-1的安全準(zhǔn)則進(jìn)行考慮問題，進(jìn)而才能讓高壓配電網(wǎng)的可靠性滿足?？偠灾?，本論文對六種基本供電模式方案進(jìn)行了全面分析，同時也對4種不同的負(fù)荷密度和10種變壓器容量臺數(shù)組合全面分析。4.5高壓配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性分析1)經(jīng)濟(jì)性分析計算通過計算不同負(fù)載密度和不同變壓器容量數(shù)的各種組合下各種供電方式的線路投資和年運(yùn)營費(fèi)用，為了評估各種程序的適用性，這是經(jīng)濟(jì)計算比較的基本思想。動態(tài)經(jīng)濟(jì)比較法是經(jīng)濟(jì)學(xué)普遍采用的方法。計算公式:(4-1)式中—為線路綜合投資；U—線路年運(yùn)行費(fèi)用；n—線路的經(jīng)濟(jì)使用年限，取25a；—為電力工業(yè)投資回收率，現(xiàn)階段取0.1；Cs—為平均分布在若干年內(nèi)的變電站年費(fèi)用。4.6高壓配電網(wǎng)可靠性分析用戶是否能獲得充足電能，這一點(diǎn)需要根據(jù)高壓配電網(wǎng)可靠性關(guān)系而決定，與此同時，城網(wǎng)建設(shè)和改造的經(jīng)濟(jì)性也應(yīng)當(dāng)考慮到這一方向，僅當(dāng)電氣主接線是滿足該標(biāo)準(zhǔn)的時候，用戶才能得到高質(zhì)量的電源以及連續(xù)性的電源。主要電氣線路包括開關(guān)、母線以及相應(yīng)的輔助設(shè)備，如繼電保護(hù)和自動裝置。選擇具有高運(yùn)行可靠性的設(shè)備是提高電氣主接線可靠性的捷徑。作出切合實際的決定。電氣主接線必須設(shè)計成滿足各種操作模式，不論是熱備用還是冷備用，就算是大修都應(yīng)當(dāng)滿足基本的標(biāo)準(zhǔn)。由此才能讓輸入或者移除發(fā)動機(jī)的過程更加靈活，另外，變壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中也應(yīng)當(dāng)使用有關(guān)電路，由此才能讓功率和相關(guān)負(fù)片進(jìn)行合理地分配；在大修期間，可以容易地切換斷路器，母線和相關(guān)地二次設(shè)備，并且可以方便地設(shè)置安全措施，而不會影響電網(wǎng)運(yùn)行和對其他用戶地供電。為節(jié)省使用地設(shè)備數(shù)量和使用次數(shù)，電氣主接線必須簡單；在滿足了技術(shù)水平的前提下，針對二次回路以及繼電保護(hù)裝置才能對電纜方向進(jìn)行優(yōu)化且控制。目的是讓二次設(shè)備數(shù)量得到節(jié)省，同時也能讓縮短電纜的使用年限不能過長，當(dāng)在廉價地對輕型設(shè)備進(jìn)行選擇和確定的過程中，一定要考慮到開源節(jié)流這一問題。從初始接線方式看，電工地主接線應(yīng)在過渡期內(nèi)完全重建和擴(kuò)展，不影響連續(xù)供電或最短停電時間。在完成生產(chǎn)線地轉(zhuǎn)換之前，主要部件和次要部件地更改量應(yīng)盡可能小。4.7基于以上原則的兩種接線方案經(jīng)過上面的分析可以知道，要滿足上面的要求有兩種接線方案：（a）方案是A、B變電所采用雙回路鏈?zhǔn)竭B接，C、D采用環(huán)網(wǎng)式接線；（b）方案是A、B和C、D都采用環(huán)網(wǎng)式接線方式。(ａ)在正常運(yùn)行時，使用開環(huán)操作，如圖4-4所示。在主配線的形式中,變電站的A高壓側(cè)單母部分和B高壓側(cè)內(nèi)部橋接部分。C、D變電所高壓側(cè)采用單母分段。圖4-4方案（a）接線圖(ｂ)方案在正常操作期間采用操作模式，如圖4-5所示。在主布線形式上，A、B、C、D變電所的高壓側(cè)都是內(nèi)部橋接布線。圖4-5方案（b）接線圖第5章變電所主變壓器的選擇5.1主變壓器的選擇1)主變壓器相數(shù)的確定原則(1)倘若當(dāng)前的電力系統(tǒng)的電壓低于330kV，那么當(dāng)不會受到有關(guān)于運(yùn)輸條件的限制下，三相變壓器是我們在作業(yè)過程中需要使用的；(2)倘若電力系統(tǒng)的電壓高于500kv，即刻應(yīng)當(dāng)依據(jù)運(yùn)輸條件、可靠性因素以及制造條件等各個方面進(jìn)行分析，當(dāng)經(jīng)過了對比技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面之后才確認(rèn)此時應(yīng)當(dāng)是使用單相變壓器還是三相變壓器，倘若使用前者，則應(yīng)當(dāng)將備用變壓器安置于此處，同時還需要對設(shè)備以及系統(tǒng)兩個方面進(jìn)一步考慮。2)繞組數(shù)的確定依據(jù)(1)對于200MW及以上的設(shè)備，使用雙繞組變壓器和連接變壓器更為合理；(2)在高中壓系統(tǒng)均為中性點(diǎn)直接接地的情況下，自耦變壓器是需要考慮的；(3)一般情況下，接觸變壓器通常應(yīng)當(dāng)選取三繞組變壓器，但是在中性點(diǎn)接地方式準(zhǔn)許的前提條件下需要選擇合適的自耦變壓器是最好的，但是低壓繞組能夠使用在啟動電源或者電源中，或者將其和無功功率補(bǔ)償裝置中進(jìn)行連接。(4)于當(dāng)前的三個電壓變電站內(nèi)，主變壓器每側(cè)繞組的功率達(dá)到變壓器容量的15或更多；或者在低壓側(cè)沒有負(fù)載，但是當(dāng)無功功率補(bǔ)償設(shè)備安裝在變電站時；主變壓器應(yīng)采用三繞組變壓器。(5)就負(fù)載中心的深度引入這一方面來分析，曾經(jīng)有一個直接從高壓往低壓牽引的變電站存在；(6)當(dāng)用戶或者系統(tǒng)得到了兩個升高的電壓所供給的電量時，最大單位容量為125MW及以下的發(fā)電廠需要采取三繞組變壓器，然而任何一個繞組的通過容量應(yīng)當(dāng)是變壓器額定容量的15%或者更多，相反地，倘若不能達(dá)到這一條件，該繞組自然不會得到充分地使用，最好的方式就是將兩個雙繞組變壓器選擇出來。通常不超過兩個三繞組變壓器具有兩個升高的電壓。5.2主變壓器臺數(shù)的確定主變壓器臺數(shù)不僅影響到供電的可靠性、系統(tǒng)的容載比和供電的靈活性，而且在一定程度上還會影響變電所的投資成本、占地面積等。變壓器的臺數(shù)確定關(guān)系著配電系統(tǒng)的整個運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)投入情況，所以變壓器臺數(shù)的確定要從以四個方面考慮：①系統(tǒng)供電可靠性；②容載比和供電靈活性；③變電所投資；④占地面積。5.2.1供電可靠性在這個經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的時代，電力已經(jīng)成為人們生活不可缺少的一部分，確保電能的持續(xù)供應(yīng)對于工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活至關(guān)重要。在變電所的設(shè)計過程中，必須做到盡量不要因為電能的供應(yīng)影響人們的正常生活，如果出現(xiàn)故障或其他無法解決的原因，其余的主變壓器應(yīng)保證總負(fù)載至少為60。同時應(yīng)該保證全部一級負(fù)荷和大部分二級負(fù)荷。隨人們對生活質(zhì)量要求的提高，顯然全部負(fù)荷的60%已經(jīng)不能滿足人們的需求，在一些發(fā)達(dá)國家以及一些發(fā)展中國家要求設(shè)計的過程中達(dá)到90%或更高。僅僅從供電可靠性一個方面考慮，主變壓器的臺數(shù)（一般不多于4臺）越多供電的可靠性越高，但是越多的主變壓器臺數(shù)，就會造成越多的占地面積，造成投資成本過高；同時造成系統(tǒng)的短路和低壓側(cè)的布置以及出線困難結(jié)合上述分析可以知道本設(shè)計中的主變壓器臺數(shù)不應(yīng)超過4臺。n-1原則：系統(tǒng)中共有n臺變壓器。根據(jù)n-1原理，當(dāng)有2臺主變壓器時，滿足n-1原則，每臺主變壓器大約帶(50～60)%的負(fù)載。同時備用容量也不能偏大，根據(jù)變壓器的有關(guān)知識可以知道通常變壓器在50%負(fù)荷時候的效率最高，但這樣變壓器的容量就非常浪費(fèi)，變壓器的負(fù)荷率通常取75%左右，不僅可以提高功率因素，而且也可以節(jié)能，所以顯然這樣的運(yùn)行狀態(tài)不是最佳運(yùn)行狀態(tài)，因此，在110kv及以上變電站的設(shè)計中，主變壓器的數(shù)量應(yīng)為3～4臺。5.2.2容載比和供電靈活性變電容載比的定義：區(qū)域供電網(wǎng)中相同電壓等級主變壓器總?cè)萘?kVA)與對應(yīng)的供電總負(fù)荷(kW)之比。容載比Rs：(5-1)式中—負(fù)荷分散系數(shù)；——功率因數(shù)；——儲備系數(shù)；——優(yōu)化負(fù)載率。在220kV網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的參數(shù)取值：=1.05(5-2)=0.95(5-3)=0.75(5-4)=1.5～1.7(5-5)=1.05～1.15(5-6)注：實際上，由于配置3個或是4個主變壓器后備用容量減少，系統(tǒng)儲備系數(shù)取值變低，容載比變低，所以這里的容載比取值還可以更低。在整個電網(wǎng)的設(shè)計中，負(fù)載-負(fù)載比直接影響投資成本，同時，電網(wǎng)的適應(yīng)性惡化，調(diào)度不靈活。變電站選用3～4套主變壓器以獲得適當(dāng)?shù)娜萘勘全@得條件。同時，主變壓器可靈活適應(yīng)系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式，降低停電的可能性。5.2.3變電所投資將3或4個變壓器與2個變壓器比較；1）雖然初期投資大，但有利于電廠的分階段建設(shè)，可以避免生產(chǎn)初期的輕負(fù)荷，但在生產(chǎn)一段時間后就會充滿。從總體長遠(yuǎn)角度考慮，3臺或4臺主變壓器的投資會更小一些；2）在變電站建設(shè)中，主變壓器電路的投資占總投資的(20～30)%左右，同時在變電所的新建和擴(kuò)建的比較中可以知道，新建的投資要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于擴(kuò)建的投資。在經(jīng)性方面考慮，變電所的運(yùn)營的目的是為了盈利，但是只有具備了一定的規(guī)模才會盈利，所以從長遠(yuǎn)的角度結(jié)合投資、分期投資、規(guī)模效應(yīng)等方面考慮，變電所的規(guī)劃配置選擇(3～4)臺為最佳方案。5.2.4占地面積面對我國資源短缺的現(xiàn)狀，尤其是土地資源嚴(yán)重不足，節(jié)約用地成為企業(yè)不得不考慮的一個重要因素。對于變電所而言，3臺主變壓器比2臺多占地大約1/6～1/8，4臺比2臺多占地大約1/3～1/4。從整個電網(wǎng)角度來看，一個地區(qū)需要多臺變壓器供電，假如一個地區(qū)需要的主變壓器的臺數(shù)是確定的，那么一個變電所按規(guī)劃配置3～4臺主變壓器，顯然比一個變電所規(guī)劃配置2臺主變壓器要少建變電所，從而可以在一定程度上節(jié)約占地面積。5.2.5總結(jié)與歸納倘若僅從變壓器自身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性這一層面上來分析，三到四個變壓器需要匹配于變電所內(nèi)，由此才能讓變壓器維持原本的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，因此，選擇三個到四個主變壓器是最恰當(dāng)?shù)?，由此才能提升供電的可靠性，也能保證負(fù)載，如果單獨(dú)從備用容量和電源靈活性的視角上來分析，變電站配備3至4臺主變壓器，在滿足需求的前提下實現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。所以選擇3~4臺主變壓器，是必要的、適宜的；從變電站投資，分階段投資，規(guī)模經(jīng)濟(jì)和占地的角度來看，配置（3~4）個主變壓器是合理的。同時，3至4個主變壓器的配置不僅便于集中控制，而且便于標(biāo)準(zhǔn)化，可以提高電能質(zhì)量，降低電壓波動，實現(xiàn)靈活的限流措施。5.3主變壓器容量的確定5.3.1發(fā)電廠主變壓器容量的確定發(fā)電廠的主變壓器包括以下三個部分：①1個主變壓器，帶發(fā)電機(jī)電壓母線連接；②單元接線的主變壓器；③連接兩種提升電壓總線的接觸變壓器。所以，研究人員只有通過如上幾點(diǎn)才能確定發(fā)電廠的主變壓器的容量的具體數(shù)值，只要每一部分滿足相關(guān)的容量要求才能滿足總體的容量要求。1)帶變送器電壓母線的主變壓器滿足的條件(1)如果發(fā)電機(jī)總線上的負(fù)載是最小值的時候，能夠發(fā)送于系統(tǒng)內(nèi)部的是發(fā)動機(jī)電壓總線余留的有功容量和無功容量；(2)倘若此時的發(fā)電機(jī)電壓總線上所設(shè)置的最大發(fā)電機(jī)組剛好停止的時候，系統(tǒng)可以反轉(zhuǎn)功率以滿足發(fā)電機(jī)電壓總線的最大負(fù)載要求。當(dāng)然，它應(yīng)該適應(yīng)于考慮發(fā)電機(jī)電壓總線上的負(fù)載可能增加和變壓器允許的過載能力；(3)如果兩個或多個主變壓器連接到發(fā)電機(jī)總線，當(dāng)其中一個最大變壓器停止運(yùn)行時，其他變壓器應(yīng)能在允許正常過載的范圍內(nèi)提供母線剩余電量的70%；(4)火電廠的輸出功率受到系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的限制，此刻，火力發(fā)電廠的主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)反轉(zhuǎn)功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)載的要求。2)單元接線的主變壓器容量應(yīng)滿足的條件(1)依據(jù)發(fā)電機(jī)額定容量以及所扣除機(jī)組的工廠負(fù)荷才能確定單元接線過程中的主變壓器的容量，該余量剛好是10%；(2)當(dāng)擴(kuò)展單元接線被我們使用的時候，分體繞組變壓器是我們需要使用的，它的容量也需要依據(jù)單元接線的計算原理才能計算以及確定每一個單元的容量以及容量總和。3)連接兩個高壓母線的接觸式變壓器應(yīng)滿足的條件(1)在兩個電壓網(wǎng)絡(luò)的在不同工作模式下，應(yīng)能夠滿足網(wǎng)絡(luò)之間有功功率和無功功率的交換；(2)其容量一般不小于連接于兩種母線最大單元的容量。為了便于布局和布線，接觸變壓器通常只選一個，不超過兩個。5.3.2配電變壓器容量的基本要求配電變壓器是將電力發(fā)送到電網(wǎng)中用戶的最后階段的變壓器。隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，伴隨著人們對精神生活的需求日益增加，所以為用戶提供可靠、持續(xù)、安全的電能顯得日益重要，因此在電能的供應(yīng)時選擇合適的變壓器顯得尤為重要，而且能提高電力部門的經(jīng)濟(jì)效益。(1)對于選擇容量這一過程而言，通常我們所使用的方法就是讓其滿足于最大負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)，但本論文一般通過成本法而對配電壓器的容量進(jìn)行驗算。依據(jù)所滿足的符合標(biāo)準(zhǔn)來分析，工作人員還需要通過經(jīng)濟(jì)比較的方式而分析相似容量的變壓器，由此才能將成本最低且比較經(jīng)濟(jì)的配電變壓器選定出來。變壓器容量確定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：年平均負(fù)載P、功率因數(shù)cos、年最大負(fù)荷功率。變壓器容量應(yīng)滿足：(5-7)(2)變壓器電能損失的計算變壓器電能損耗包括：①空載損耗；②負(fù)載損耗。所以，當(dāng)在對變壓器電能損耗量進(jìn)行計算之前還另外需要確定空載損害以及負(fù)載損耗，但是這兩部分的電能損耗之和等于變壓器的電能損耗?？蛰d損耗的計算公式：(5-8)負(fù)載損耗的計算公式：(5-9)其中：K——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量；——變壓器空載損耗；——變壓器負(fù)載損耗；——變壓器空載勵磁功率；——變壓器空載電流標(biāo)么值；——變壓器阻抗電壓標(biāo)么值；——變壓器負(fù)載時漏磁功率。變壓器的電能損耗計算公式：(5-10)其中——變壓器負(fù)載率,。(3)變壓器最大比較容量的確定為了防止在比較過程中工作量增加，造成設(shè)備無法正常運(yùn)行在最佳的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)，可以根據(jù)變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)載率初步估計下最大比較容量。一般的變壓器負(fù)載的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍為40%～60%，所以可以確定負(fù)載的容量小于40%的運(yùn)行即：(5-11)(4)當(dāng)在設(shè)計變電站的過程中，我們一般都需要依據(jù)五年到十年的時間而進(jìn)行計劃負(fù)荷以及選擇負(fù)荷的過程，同時還需要對過去二十幾年的發(fā)展變化考慮到位，一般地，城市的發(fā)展規(guī)劃一定要和主變壓器的容量進(jìn)行匹配，由此才能綜合性地考慮確定變電站主變壓器的容量。在具有三個或更多主變壓器的變電所中，應(yīng)考慮一個變壓器或在無法正常運(yùn)行的前提下，剩余的變壓器可確保Ⅰ類和Ⅱ類負(fù)載的正常供電。而其余變壓器的容量一定要大于或者等于全部負(fù)荷的60%。5.4變電所主變壓器容量的選擇依據(jù)有關(guān)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)才能明確變壓器容量Se一定要滿足于如下兩個基本條件：(1)；(2)；其中：--變電所的最大負(fù)荷容量；Simp--變電所的全部重要負(fù)荷容量。根據(jù)原始資料可知：A、B、C、D四個變電所都有重要負(fù)荷，所以每個變電所都要選擇兩臺主變壓器，以滿足維持重要負(fù)荷持續(xù)供電的需求。根據(jù)所給的原始資料待建變電所相關(guān)的負(fù)荷所需的變壓器容量計算如下：A變電所變壓器容量的計算：(5-12)(5-13)所以選取兩臺SFZ9—31500/110。B變電所變壓器容量的計算：(5-14)(5-15)所以選取兩臺SFZ9—16000/110。C變電所變壓器容量的計算：(5-16)(5-17)所以選取兩臺SFZ9—20000/110。D變電所變壓器容量的計算： (5-18)(5-19)所以選取兩臺SFZ9—20000/110。根據(jù)阻抗參數(shù)的計算公式：(5-20)(5-21)有以上兩個阻抗參數(shù)的計算公式可以求出待建變電所所需的主變壓器的相關(guān)阻抗參數(shù)如下：A變電所所需的主變壓SFZ9—31500/110的相關(guān)阻抗參數(shù)：(5-22)B變電所所需的主變壓SFZ9—16000/110的相關(guān)阻抗參數(shù)：(5-23)C變電所所需的主變壓SFZ9—20000/110的相關(guān)阻抗參數(shù)：(5-24)D變電所所需的主變壓SFZ9—20000/110的相關(guān)阻抗參數(shù)：(5-25)表5-1待建變電所負(fù)荷所需變壓器容量待建變電所重要負(fù)荷所需變壓器容量（MW）普通負(fù)荷所需變壓器容量(MW)A24～2830B13.3～15.614.4C16.7～19.416.7D15.3～17.919.2表5-2待建變電所所需主變壓器數(shù)目與型號變電所主變壓器型號主變壓器數(shù)目ASFZ9-31500/1102BSFZ9-16000/1102CSFZ9-20000/1102DSFZ9-20000/1102表5-3變壓器的阻抗參數(shù)變電所及所需電壓器的型號電阻（）電感（）A變電所SFZ9—31500/1101.640.3B變電所SFZ9—16000/1103.679.4C變電所SFZ9—20000/1102.863.5D變電所SFZ9—20000/1102.863.5第6章送電線路導(dǎo)線截面的選擇6.1選擇導(dǎo)線的方法在導(dǎo)線的選擇方面不同的電壓等級需要去選擇不同的導(dǎo)線截面，導(dǎo)線截面的選擇需要從以下幾個方面去考慮：①35kV及以上電壓等級的送電線路；②10kV及以下電壓等級的送電線路；③低壓配電線路；④閉式網(wǎng)絡(luò)。第一類的線應(yīng)首先根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體的橫截面，然后根據(jù)電暈條件，允許的載流量和機(jī)械強(qiáng)度條件進(jìn)行檢查。通常根據(jù)允許的電壓損失選擇第二種類型的線路，然后根據(jù)允許的電流承載能力和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行檢查。在第三類型的線路中，由于短線路的電壓損失也很小，并且線路橫截面主要根據(jù)允許的載流條件來選擇。在第四類型的網(wǎng)絡(luò)中，由于每條線路的功率分布與每種線路類型有關(guān)，因此導(dǎo)線橫截面的訓(xùn)責(zé)如下：(1)首先假設(shè)導(dǎo)體部分相等，并根據(jù)均勻網(wǎng)絡(luò)計算初始功率分布；(2)根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度（或允許電壓損失）選擇導(dǎo)體橫截面積和初始功率分布；(3)根據(jù)所選導(dǎo)體截面的參數(shù)求出功率分布；(4)重復(fù)該迭代，直到最后兩個導(dǎo)體部分相等；(5)用第二次功率分布計算結(jié)果，并根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體橫截面。6.2從經(jīng)濟(jì)電流密度的角度考慮導(dǎo)線橫截面在該設(shè)計中，選擇110kv作為電力傳輸線的電壓電平。在電路設(shè)計中，導(dǎo)體的橫截面積選自經(jīng)濟(jì)電流密度。根據(jù)由經(jīng)濟(jì)電流密度和線路最大連續(xù)傳輸送功率的導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)部分的計算公式可以求出導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)橫截面積。計算公式為：(6-1)式中UN——線路額定電壓，單位：kV；J——經(jīng)濟(jì)電流密度，單位：2；Pmax——線路最大持續(xù)有功功率，應(yīng)該考慮5～10年的發(fā)展，單位：kW；Qmax——線路最大持續(xù)無功功率，應(yīng)考慮5～10年的發(fā)展，單位：kvar。通過上面對導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積的計算，結(jié)合計算結(jié)可以選擇合適的導(dǎo)線截面積。根據(jù)原始資料可以知道：在電路的設(shè)計中應(yīng)該有鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)和放射網(wǎng)兩種供電連接方式。無線電網(wǎng)絡(luò)的最大利用小時數(shù)的計算是每個負(fù)載的每條線路的最大利用率。小時數(shù)，鏈網(wǎng)絡(luò)的最大負(fù)載利用小時數(shù)應(yīng)根據(jù)鏈網(wǎng)計算。加權(quán)平均值等于所提供的負(fù)載利用小時數(shù)。計算公式為：(6-2)式中——每個負(fù)載點(diǎn)的最大有功功率；——每個負(fù)載點(diǎn)的最大負(fù)載利用小時數(shù)。當(dāng)線路的最大負(fù)載利用小時數(shù)已知時，可以通過使用柔性線的經(jīng)濟(jì)電流密度J與最大負(fù)載利用小時Tmax之間的關(guān)系找到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)電流密度J。為了便于操作期間的維護(hù)和管理，同一區(qū)域的相同電壓等級的電線的類型和規(guī)格應(yīng)盡可能一致。6.3用動態(tài)經(jīng)濟(jì)比較法選擇導(dǎo)線截面在經(jīng)濟(jì)比較的過程中需要考慮輸電線路導(dǎo)線的鋪設(shè)線路的投資費(fèi)用和運(yùn)行過程的消耗費(fèi)用，通過這兩方面綜合比較分析來完成導(dǎo)線截面積的經(jīng)濟(jì)比較。1)送電線路投資費(fèi)用根據(jù)對輸電線路的分析可以知道輸電線路應(yīng)該有送電可變部分和不可變部分組成，所以送電線路投資費(fèi)用也應(yīng)該有上述兩部分相關(guān)的費(fèi)用組成即：①傳輸線的可變部分單元導(dǎo)體成本與線路導(dǎo)體橫截面無關(guān)；②單元導(dǎo)體成本和傳輸線的導(dǎo)體橫截面積S與線路導(dǎo)體部分不變的乘積是乘積。因此，輸電線路投資成本的計算公式為：(6-3)式中L——送電線的長度，單位：km；t1——送電線不變部分單位導(dǎo)線費(fèi)用，單位：元/km；t2——電力線可變部分單位線材成本，單位：元/km。根據(jù)《煤炭工業(yè)機(jī)電安裝工程概算指標(biāo)》（表6-1）中對不同的導(dǎo)線截面積中的每單位不同的概算指標(biāo)的規(guī)定可以使用線性回歸分析的方法計算出輸電線中可變和不可變部分的單位導(dǎo)線費(fèi)用，計算結(jié)果見表6-2。表6-1煤炭工業(yè)機(jī)電安裝工程概算指標(biāo)導(dǎo)線截面S(mm2)2535507095120150185240概算指標(biāo)元/km35～66kV3005434374375574670350576546246224071203110kV8601892014102478195896275987365985428961508524表6-2送電線路單位導(dǎo)線面積t1、t2的數(shù)值線路類型t1t235～66kV55689.6304.8110kV2037895.9625.42)送電線路年消耗費(fèi)用不同的建設(shè)和運(yùn)行會產(chǎn)生不同的消費(fèi)費(fèi)用，根據(jù)線路建設(shè)和運(yùn)行的具體情況，以年為單位進(jìn)行年消費(fèi)費(fèi)用的相關(guān)計算。年消費(fèi)費(fèi)用等于年成本費(fèi)用與資金利用經(jīng)濟(jì)效果系數(shù)乘以基本折舊費(fèi)在n年內(nèi)減少的數(shù)值之和，即：(6-4)(6-5)式中e——基本折舊率；X2——資金效果系數(shù)；C——送電線路的年成本費(fèi)用；Xt——資金利用經(jīng)濟(jì)效果系數(shù)；T2——基本折舊費(fèi)在n年內(nèi)減少的數(shù)值；n——輸電線路的經(jīng)濟(jì)壽命通常為20～25年。最經(jīng)濟(jì)導(dǎo)線的截面的計算應(yīng)該使送電線路的年消費(fèi)費(fèi)用最低，即將年消費(fèi)費(fèi)用的計算公式6-4式中對S進(jìn)行微分，使其導(dǎo)數(shù)為零，即得到最經(jīng)濟(jì)導(dǎo)線的截面的計算公式:(6-6)3)導(dǎo)線截面分析根據(jù)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)線的截面計算公式可以知道：經(jīng)濟(jì)電線的橫截面與電價損失和年度損失小時數(shù)有關(guān)。由于不同地區(qū)的損失電價和年損耗小時數(shù)不同，所選擇的導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面也不相同，所以經(jīng)濟(jì)導(dǎo)線的選擇應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的具體情況具體分析。6.4校驗導(dǎo)線截面積導(dǎo)線截面積確定時需要考慮由于電力線路的截面積過大導(dǎo)致的線路過度發(fā)熱，同時線路的截面積選擇的不合適的時候還會造成線路的電暈損失，也是一部分相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失，同時由于線路在鋪設(shè)的時候需要經(jīng)過高山、河流所以需要線路具備一定的機(jī)械強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，以保證線路的正常接通，因此在導(dǎo)線截面積的校驗的時候可以從以下幾個方面進(jìn)行校驗：①按允許載流量條件校驗；②按電暈條件校驗；③按機(jī)械強(qiáng)度校。1)按允許載流量條件校驗當(dāng)根據(jù)允許的載流條件驗證電線的橫截面積時，在初始確定電線類型之后是最特殊的情況。（最嚴(yán)重的正常運(yùn)行模式和事故發(fā)生時的運(yùn)行模式）驗證電線的橫截面積滿足要求。如果能保證電源，則導(dǎo)線的橫截面積滿足允許的載流條件。導(dǎo)線在正常情況下的工作最高溫度為70度，當(dāng)考慮到一些外界條件的影響時最多不超過80度。在下表中記錄的鋼芯鋁絞線在環(huán)境溫度下的一些相關(guān)數(shù)據(jù)，只有選擇的導(dǎo)線截面積滿足長期載流量的標(biāo)準(zhǔn)時才能符合要求，如果不滿足要求，則需求校正電線的橫截面積。表6-3LJ鋁絞線的長期允許載流量(環(huán)境溫度20度)標(biāo)稱截面(mm)長期允許載流量(A)標(biāo)稱截面(mm)長期允許載流量(A)+70度+80度+70度+80度161121171855345432515115721058459335183190240634643502312393007317387029130140087988395351360500102310231204104206301185118015046647680013881377表6-4LGJ鋁絞線的長期允許載流量(環(huán)境溫度20度)標(biāo)稱截面(mm)長期允許載流量(A)標(biāo)稱截面(mm)長期允許載流量(A)+70度+80度+70度+80度108893185539548161151212105775862515416024065566235189195300735742502342404008989017028929750010251024953573656301187118212040841780014031390150463472注釋：室外裸線的環(huán)境溫度應(yīng)取自一年中最熱月份的每日最高溫度的月平均值，然后取多年平均值。2)按電暈條件校驗線電暈是由電線周圍的空氣電離引起的，以在電位梯度超過某個臨界值之后產(chǎn)生發(fā)光放電。在DC電路中，由于電壓的極性是固定的，因此兩極線由于電暈而產(chǎn)生帶電離子。不同的帶點(diǎn)離子彼此吸引，拉近導(dǎo)線，相同的導(dǎo)線離子相互排斥，將導(dǎo)線拉離導(dǎo)線。因此，線路中的導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線和地之間存在帶電離子。當(dāng)DC線中發(fā)生電暈時，整個空間被分成電離區(qū)和非電離區(qū)。離子化和非離子化區(qū)域中的帶電離子運(yùn)動在DC傳輸線中產(chǎn)生電暈電流。也就造成了能量損失和經(jīng)濟(jì)損失。在110kV及以上的傳輸線中，主要通過將導(dǎo)體的橫截面積限制得太小來實現(xiàn)避免電暈。通常用于產(chǎn)生電暈的閾值電壓應(yīng)大于其工作電壓。單根和分裂導(dǎo)線產(chǎn)生電暈的臨界電壓計算公式：(6-7)在輸電線路中當(dāng)海拔不超過1000m并，導(dǎo)線的導(dǎo)線的相間距離在常用的相間距離情況下，并且導(dǎo)線的截面積不超過表6-5中所列相關(guān)的值的情況下可以不進(jìn)行相關(guān)的導(dǎo)線截面積的校驗。表6-5不必驗算電暈的導(dǎo)線最小型號及外徑額定電壓(kV)110220330500軟導(dǎo)線型號LGJ-70LGJ-300LGJ-630LGJK-500LGJ-2*300LGJ-4*300管型導(dǎo)體外徑2030403)按機(jī)械強(qiáng)度條件校驗為了保證輸電線路具有一定的抗拉強(qiáng)度，保證在一定的條件下線路不會中斷，所以輸電線路的截面積必須具有一個最小值。對于穿越河流、山脈等的電力線，導(dǎo)體橫截面積應(yīng)不小于35mm，其他在該區(qū)域中，如果傳輸電壓為35kV及以上，則傳輸電線的橫截面積應(yīng)不小于25mm。6.5按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面隨著世界能源越發(fā)緊張，節(jié)能減排成為人們?nèi)找骊P(guān)心的問題，由于合適的導(dǎo)線截面積可以在保證在滿足供電要求的前提下把電能的損失降到最低，所以在在配電網(wǎng)設(shè)計的過程中合理的選擇導(dǎo)線截面積無疑成為設(shè)計中一個極其重要的部分。通過經(jīng)濟(jì)電流密度指標(biāo)選擇導(dǎo)線的橫截面積可以使電網(wǎng)更經(jīng)濟(jì)。然而，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，在實際設(shè)計中，當(dāng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較時，由此確定的線的橫截面積通常很大。接下來針對導(dǎo)線截面積偏大進(jìn)行分析并解決。1)原因分析在經(jīng)濟(jì)比較中使用的經(jīng)濟(jì)電流密度值，是通過查表得到的，這些表格都是的制定時是根據(jù)當(dāng)時的一些條件制定的，與現(xiàn)在的一些情況有些差別。社會每天都在發(fā)展在進(jìn)步，如一些導(dǎo)線的單價不同，電價不同都會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)比較分析時出現(xiàn)差別，也就導(dǎo)致導(dǎo)線截面積驗算出現(xiàn)偏差。因此，在經(jīng)濟(jì)比較中，即使其它條件相同，也只有比較具有不同線截面的方案，并且所選擇的經(jīng)濟(jì)區(qū)段不是最經(jīng)濟(jì)的。2)解決途徑在新的經(jīng)濟(jì)電流密度值可用之前，建議使用原始的當(dāng)前經(jīng)濟(jì)密度值，并使用計算出的最經(jīng)濟(jì)的電線截面積作為參考值，在參考值上和下選擇2～3種的導(dǎo)線橫截面積，并在滿意的條件下將所選擇的電流導(dǎo)體橫截面與經(jīng)濟(jì)性比較，選擇出最經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)線截面。同時再參考其他的導(dǎo)線截面經(jīng)濟(jì)比較方案，綜合比較選擇出最經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)線截面，即我們所要求的最經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)線截面。隨著市場經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)，投資者的投資回報越來越受到投資者的重視，因此在選擇電線橫截面時必須考慮導(dǎo)線的回報余量，也就是說，您不僅要追求導(dǎo)線的最低年平均運(yùn)行成本，還應(yīng)考慮最低年平均成本。輸電線路的年平均費(fèi)用包括：①線路設(shè)計的年費(fèi)用；②線路一次投資轉(zhuǎn)化為每年的平均投資費(fèi)。輸電線路的年平均投資費(fèi)用的計算公式：(6-8)式中K——線路投資總額，元；Ph——標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)，如果線路使用年限n=25年，按《電力工程經(jīng)濟(jì)分析暫行條例》的規(guī)定取投資利潤率i=0.1。則:(6-9)當(dāng)在設(shè)計電路的過程中，依據(jù)如上的方式能夠?qū)?dǎo)線截面的幾種方案確定下來，隨后，為了將各個方案的年度成本計算出來，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)公式（6-8）的內(nèi)容才行，為了更加經(jīng)濟(jì)化，研究人員需要使用成本法來分析各個不同的方案。標(biāo)準(zhǔn)抵償年限是通過公式（6-8）所得到的：(6-10)如果經(jīng)濟(jì)比較是根據(jù)滿意期的方法，如抵償年限T<Tb，則投資大的方案為優(yōu)；如果，則投資小的方案為優(yōu)。6.6選擇導(dǎo)線截面在前面的分析中可以知道導(dǎo)線截面積的確定需要考慮導(dǎo)線的最大負(fù)荷小時數(shù)、最大負(fù)荷、每段導(dǎo)線流過的最大電流等，只有滿足這些要求，才能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較以確定最優(yōu)方案。計算不同負(fù)載曲線的最大負(fù)載小時數(shù)的計算：負(fù)荷曲線a的最小負(fù)荷小時數(shù)：(6-11)負(fù)荷曲線b最小負(fù)荷小時數(shù)：(6-12)1)方案1（1）變電所最大負(fù)荷的計算在變電所最大負(fù)荷的計算過程由于很多不主要因素的干擾會讓計算變得復(fù)雜很多，所以在計算的時候往往忽略變壓器損耗，并以且0.9的功率因數(shù)進(jìn)行計算，每個變電站的最大負(fù)荷相關(guān)計算如下：變電所A的最大負(fù)荷：(6-13)變電所B的最大負(fù)荷：(6-14)變電所C的最大負(fù)荷：(6-15)變電所D的最大負(fù)荷：(6-16）表6-6變電所的最大負(fù)荷值變電所變電所A的變電所B的變電所C的變電所D的最大負(fù)荷(MVA)36+j17.4020+j9.6625+j12.0823+j11.11（2）導(dǎo)線流過最大電流的計算在正常情況下，A變電所110kV側(cè)分段斷路器閉合和10kV側(cè)分段斷路器分開；在B變電站110kV側(cè)閉合的斷路器與10kV側(cè)分段斷路器分離；C、D變電所環(huán)網(wǎng)接線開環(huán)運(yùn)行。根據(jù)斷路器的狀態(tài)可以進(jìn)行相關(guān)的計算如下：根據(jù)式（6-11）和式（6-12）相關(guān)的計算最小負(fù)荷利用小時數(shù)，并且應(yīng)用直線插值法可以計算出經(jīng)濟(jì)電流密度。GA：GA段的變電站A和B負(fù)荷的加權(quán)平均值，相關(guān)的計算：GA：(6-17)(6-18)AB：，(6-19)；(6-20)GC：(6-21)；(6-22)GD：(6-23)(6-24)CD段的最大電流取C、D變電所最大負(fù)荷對應(yīng)的電流中較小者，相關(guān)的計算：CD：(6-25)(6-26)表6-7經(jīng)濟(jì)電流密度J(A/mm)線路電壓(kV)導(dǎo)線型號最大負(fù)荷利用小時數(shù)T(h)200030004000500060007000800010LJ1.481.191.000.860.750.670.60LGJ1.721.401.171.000.870.780.7035~220LGJ,LGJQ1.871.531.281.100.960.840.76根據(jù)導(dǎo)線流過的最大電流可以確定導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面面積，從而可以確定導(dǎo)線的型號。相關(guān)計算和導(dǎo)線的型號的確定如下：GA的一回線:(6-27)(6-28)所以選取的導(dǎo)線型號為LGJ—185。AB的一回線：(6-29)(6-30)所以選取的導(dǎo)線型號為LGJ—120。GC線路：(6-31)(6-32)所以選取的導(dǎo)線型號為LGJ—185。GD線路：(6-33)(6-34)所以選取的導(dǎo)線型號為LGJ—120。CD線路：經(jīng)過分析可以知道CD線路與GD段相同。相關(guān)的電流和導(dǎo)線截面相同。所以選取的導(dǎo)線型號為LGJ—120。(3)導(dǎo)線截面積的校驗。（a）按機(jī)械強(qiáng)度校驗為了保證不會由于導(dǎo)線強(qiáng)度的不足導(dǎo)致供電線路中斷，相關(guān)規(guī)定規(guī)定對于1～10kV的輸電線路，傳輸導(dǎo)體不需要是單股導(dǎo)體。相關(guān)的導(dǎo)線截面要求見表6-8。對于更高級別的傳輸線，導(dǎo)體橫截面積不得小于35mm。所以只有滿足相關(guān)部門的規(guī)定的導(dǎo)線才能在輸電線路中投入使用。表6-8滿足機(jī)械強(qiáng)度要求的線最小截面(mm)導(dǎo)體類型通過居民區(qū)通過非居民區(qū)鋁絞線和鋁合金線3525鋼芯鋁線2516銅線1616b：按電暈校驗電暈會造成電暈損失，造成過多的電能浪費(fèi)，所以電暈校驗也是校驗過程中不可或缺的一部分。有關(guān)部門對電暈驗證有相關(guān)規(guī)定。表6-9電線和相對應(yīng)的型號的最小直徑，無需檢查電暈閾值電壓額定電壓(kV)110220500(四分裂)750(四分裂)導(dǎo)線外徑(mm)9.621.4相應(yīng)型號LGJ--50LGJ--2404LGJQ--3004LGJQ—400導(dǎo)線校驗時注意點(diǎn)：①對于電壓為330kV及以上的超高壓輸電線路，可根據(jù)表6-9中所列數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)線外徑和導(dǎo)線型號的選擇。②當(dāng)分裂導(dǎo)體的次級導(dǎo)體間距為為400mm時，導(dǎo)體之間的電暈校準(zhǔn)要求得到滿足，因此所有選定的導(dǎo)體都符合電暈要求。=3\*GB3③當(dāng)允許載流量檢查導(dǎo)線橫截面積時，允許載流量是導(dǎo)體根據(jù)熱平均條件長期允許通過所允許的電流。因此，必須允許所有線路根據(jù)可能發(fā)生的長期操作進(jìn)行電流檢查。有關(guān)部門給出相關(guān)的規(guī)定，并選擇導(dǎo)線周圍的環(huán)境溫度為25度，允許通過各種導(dǎo)線的電流見表6-10。表6-10各種導(dǎo)線不同截面積長期允許通過電流（A）35507095120150185240300400LJ170215265325375440500610680830LGJ170220275335380445515610700800根據(jù)上文中的分析可知道不同溫度中的修正系數(shù)是不一樣的，一般的分析中我們總是假設(shè)相關(guān)的溫度系數(shù)是在25度時的溫度系數(shù)，不同溫度下的相關(guān)溫度系數(shù)見表6-11。因此，最高氣溫的最高平均