地方电网规划课程设计
专业：电气工程及其自动化
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目录
第一节 电力网规划设计方案拟定及初步比较
1、 电力网电压的确定和电网接线的初步选择 2、 方案初步比较的指标 3、 方案初步比较及选择
第二节 电力网规划设计方案的技术比较
1、架空线路导线截面选择 2、电压损耗计算 3、电网的年电能损耗 4、方案经济比较
第三节 最优方案的技术经济计算及设计成果
1、变电力网等值电路 2、潮流分布
3、调压与调压设备选择 4、物质统计 5、运行特性
地方电网规划设计
（一） 目的要求：
通过设计掌握电网规划设计的一般原则和常用方法。运用并巩固电力系统课中所学的理论知识和计算方法，加深对电网特性的了解，培养从技术、经济诸方面分析和解决工程问题的能力。
（二） 设计内容：
本规划设计包括有一个电厂，四个变电站的35KV地方电网。具体的主要设计内容与步骤如下：
第一节 电力网规划设计方案拟订及初步比较
一、电力网电压的确定和电网接线的初步选择
由于电网电压的高低与电网接线的合理与否有着相互的影响，因此，在这里设计的时候是将两者的选择同时予以考虑。
1， 电网电压等级的选择
电网电压等级符合国家标准电压等级，所选电网电压，这里是根据网内线路输送容量的大小和输电距离来确定的。
这里的表1-1，给出了电网接线方案（1）每一条架空线路的输送容量的大小和输电距离以及所选的电压等级。其它电网接线方案（1）电压等级的选择类似从略。
从表1-1，可确定该方案（1）的电网电压等级全网为35KV。
从表1-2，可确定该方案（2）的电网电压等级全网为110KV。
2， 电网接线方式
这里所拟订的电网接线方式为全为有备用接线方式，这是从电网供电的可靠性、灵活性与安全性来考虑的。当网络内任何一段线路因发生故障或检修而断开时，不会对用户中断供电。这里结合所选的电网电压等级，初步拟订了四种电网接线方式，方案（1）、方案（4）为双回线路，方案（2）、方案（3）为环网。它们均满足负荷的供电的可靠性。四种方案的电网接线方式如图1-1所示：
图 1-1
二、方案初步比较的指标
1， 线路长度（公里）
它反映架设线路的直接费用，对全网建设投资的多少起很大作用。考虑到架线地区地形起伏等因素，单回线路长度应在架设线路的厂、站间直线距离的基础上增加（5-10）%的弯曲度。这里对各种方案的架空线路的长度统一增加8%的弯曲度。
方案（1）的全网总线路长度L1=(12+28+16+21.6)*1.08=84km
方案（2）的全网总线路长度L2=(12+28+36+16+21.6+32)*1.08=157km。
方案（3）的全网总线路长度L3=(12+28+16+21.6+16)*1.08=101Km。 方案（4）的全网总线路长度L4=(12+36+32+16)*1.08=104Km。
2， 路径长度（公里）
它反映架设线路的间接费用，路径长度为架设线路的厂、站间直线距离再增加（5-10）%的弯曲度。这里对有双回线路的线路统一再增加8%的弯曲度。 方案（1）的全网总路径长度约为168Km。 方案（2）的全网总路径长度约为157Km。
方案（3）的全网总路径长度约为101Km。 方案（4）的全网总路径长度约为208Km。
3， 负荷矩（兆瓦*公里）
全网负荷矩等于各线段负荷矩之和，即∑Pili。它可部分反映网络的电压损耗和功率损耗。在方案（2）、方案（3）中有环型网络，这里先按线段长度和负荷功率求出各线段上的功率分布（初分布），再计算其负荷矩。
。
方案（1） SG-1=54+j35(MVA) S1-2=26+j17 (MVA) SG-4=50+j39 (MVA) S4-3=35+j26 (MVA) ∑Pili=PG-1⋅lG-1+P1-2⋅l1-2+PG-4⋅lG-4+P4-3⋅l4-3
=54*12+26*28+50*16+35*21.6=2932(MW.km)
方案（2）
SG-1=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
28⨯64+26⨯3618⨯64+17⨯36
+j=35.89+j23.21MVA
7676
SG-2=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
26⨯40+28⨯1217⨯40+18⨯12
+j=18.11+j11.79MVA
7676
S1-2=35.89+j23.21-18.11-j11.79=17.78+j11.42MVA
SG-4=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
15⨯53.6+35⨯3213⨯53.6+26⨯32
+j=27.64+j21.97MVA
69.669.6
SG-3=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
35⨯37.6+15⨯1626⨯37.6+13⨯16
+j=22.36+j17.03MVA
69.669.6
S4-3=27.64+j21.97-22.36-j17.03=5.28+4.94MVA
∑Pili=PG-1⋅lG-1+P1-2⋅l1-2+PG-2⋅lG-2+PG-4⋅lG-4+P4-3⋅l4-3+PG-3⋅lG-3
=35.89⨯12+17.78⨯28+18.11⨯36+27.64⨯16+22.36⨯32+5.28⨯21.6
=2852(MW.km)
方案（3）的荷矩矩∑Pili=2876 (MW.km) 方案（4）的荷矩矩∑Pili=2632 (MW.km)
4, 高压开关（台数）
由于高压开关价格昂贵，在网络投资中占较大比例，所以需应统计在拟订的各设计方案中的高压开关台数，以进行比较。这里暂以网络接线来统计高压开关台数，暂不考虑发电厂与变电站所需的高压开关。考虑到一条单回线路的高压断路器需在两端各设置一个，故一条单回线路的高压断路器需2个。各种接线方案所需的高压开关台数（高压断路器）统计如下：
方案（1）所需的高压开关台数为16个； 方案（2）所需的高压开关台数为12个； 方案（3）所需的高压开关台数为10个；
方案（4）所需的高压开关台数为16个； 三、方案初步比较及选择
这里将各初选方案的四个指标列表1-2如下： 表1-2 方案初步比较的指标
根据表1-2所列四个指标，注意到方案（1）、方案（2）和方案（3）的各项指标较小；但考虑到方案（3）为单一环网，当环网中的某线路发生故障而断开时，电压降落太大很可能不满足电压质量要求，而且线路可能负荷较重，所以为慎重起见，不予采纳。方案（1）与方案（2）的各项指标均较小，电压等级为35KV，因此这里仅对方案（1）与方案（2），再做进一步的详细比较。
第二节 电力网规划设计方案的技术经济比较
一、架空线路导线截面选择
对35KV及以上电压级的架空线路，其导线截面的选择是从保证安全、电能质量和经济性等来考虑。这里选用LGJ-120。
二、电压损耗计算
1， 线路参数计算
LGJ-120型号经查表得： r1=0.22Ω/km，x1=0.42Ω/km
阻抗参数计算公式：Rl=r1⋅l ，Xl=x1⋅l （其中l 为线路长度，单位：公里） 1）方案（1）中各线路的阻抗参数计算如下：
ZG-1=RG-1+jXG-1=(0.22+j0.42)*12/2=（2.64+j5.04）/2(Ω)
Z1-2=（6.16+j11.76）/2(Ω) ZG-4=(3.52+j6.72)/2(Ω) Z4-3=（4.75+j9.07）/2(Ω)
2）方案（2）中各线路的阻抗参数计算如下：
ZG-1=RG-1+jXG-1=(0.22+j0.42)*12=2.64+j5.04(Ω)
ZG-2=7.92+j15.12(Ω) Z1-2=6.16+j11.76(Ω)
ZG-3=7.04+j13.44(Ω) ZG-4=3.52+j6.72(Ω) Z4-3=4.75+j9.07(Ω)
2， 线路功率计算
1） 方案（1）
由于方案（1）也是一个均一网络，环网的功率分布仅与线路长度成正比，因此其功率的分布与前面所算相同，这里不再重算。
SG-1=54+j35(MVA) S1-2=26+j17 (MVA)
SG-4=50+j39 (MVA) S4-3=35+j26 (MVA)
2） 方案（2）
由于方案（2）是一个均一网络，环网的功率分布仅与线路长度成正比，因此其功率的分布与前面所算相同，这里不再重算。
SG-1=35.89+j23.21MVA SG-2=18.1+1jSG-3=22.36+j17.03MVA SG-4=22.3+6j
11.79M VA17.03M VA
S1-2=17.78+j11.42MVA S4-3=5.28+4.94MVA
3， 电压损耗计算
为保证用户的电能质量，正常情况下，网络中电源到任一负荷点的最大电压损耗，不超过额定电压的5%，故障时（指断一条线路）应不超过10%。 1） 方案（2）电压损耗计算
由于方案（2）包括有两小环网，分别在负荷变电站2、4处有功率分点，所以这里校验变电站母线2、4处的电压。 a) 正常情况下：
∆VG-2=
PG-2⋅RG-2+QG-2⋅XG-2
N
=18.11*7.92+=2.92(kv)
∆VG-2%=2.6% V2=110-2.92=107.08(kv) ∆VG-3=
PG-3⋅RG-3+QG-3⋅XG-3
N
=3.51
∆VG-4%=3.19% V4=110-3.51=106.49(kv)
b) 故障情况下：
若线路G-2因故障而被切除，则
∆VG-1=54*2.64+30*5.04
=2.67(kv)
V1=110-2.67=107.33(kv) ∆VG-1%=2.43%∆V1-2=26*6.61+=3.46(kv)
V2=107.33-3.46=103.87(kv) ∆V1-2%=3.22%
从电源点到负荷点2的总电压损耗∑∆V%=5.55% 若线路G-1因故障而被切除，则
∆VG-2=54*7.92+30*15.12
=4.23(kv)
V2=110-4.23=105.77(kv) ∆VG-2%=3.85 %∆V2-1=26*6.16+=3.40(kv)
V1=105.13-3.40=101.73(kv) ∆V2-1%=3.21%
从电源点到负荷点1的总电压损耗∑∆V%=6.94% 若线路G-3因故障而被切除，则
∆VG-4=50*3.52+=3.98(kv)
V4=110-3.98=106.02(kv) ∆VG-4%=3.61 %∆V4-3=35*4.75+=3.79(kv)
V3=106.02-3.79=102.23(kv) ∆V4-3%=3.57%
从电源点到负荷点3的总电压损耗∑∆V%=7.06% 若线路G-4因故障而被切除，则
∆VG-3=50*7.04+=7.96(kv)
V3=110-7.96=102.04(kv) ∆VG-3%=7.24 %∆V3-4=15*4.75+13*9.07
=1.85(kv)
V4=102.04-1.85=100.19(kv) ∆V3-4%=1.76%
从电源点到负荷点4的总电压损耗∑∆V%=8.92%
通过计算，可看出该方案（2）的电压损耗∆V%，在正常情况下最大为3.19%；在故障情况下，其最大可能的电压损耗为8.92%，可见该网络的电压质量问题能得到保证。
2） 方案（1）电压损耗计算
。
a) 正常情况下：
∆VG-1=54*1.32+35*2.52
=1.45(kv)
V1=110-1.45=108.55(kv) ∆VG-1%=1.32 %∆V1-2=26*3.08+=1.66(kv)
V2=108.55-1.66=106.89(kv) ∆V1-2%=1.53%
从电源点到负荷点2的总电压损耗∑∆V%=2.83%
∆VG-4=50*1.46+=1.85(kv)
V3=110-1.85=108.15(kv) ∆VG-3%=1.68 %
∆V4-3=35*2.37+=1.86(kv)
V3=108.15-1.86=106.29(kv) ∆V4-3%=1.72%
从电源点到负荷点3的总电压损耗∑∆V%=3.37% b) 故障情况下：
若线路G-1一回线路因故障而被切除，则
∆VG-1=54*2.64+35*5.04
=2.90(kv)
V1=110-2.90=107.10(kv) ∆VG-1%=2.64 %∆V1-2=26*3.08+=1.68(kv)
V2=107.10-1.68=105.42(kv) ∆V1-2%=1.57%
从电源点到负荷点2的总电压损耗∑∆V%=4.16% 若线路G-4单回因故障而被切除，则
∆VG-4=50*3.52+=3.7(kv)
V3=110-3.7=106.3(kv) ∆VG-3%=3.36 %∆V4-3=35*2.37+=1.89(kv)
V3=106.3-1.89=104.41(kv) ∆V4-3%=1.78%
从电源点到负荷点3的总电压损耗∑∆V%=5.08%
通过计算，可看出该方案（2）的电压损耗∆V%，在正常情况下最大为3.37%；在故障情况下，其最大可能的电压损耗为5.08%，可见该网络的电压质量问题还是能得到保证的。
三，电网的年电能损耗
电网的年电能损耗∆A一般用最大损耗时间法计算，即： ∆A=∆Pmax⋅τ （万度）
式中 ∆Pmax为最大负荷时的有功损耗（千瓦）；
； τ 为最大负荷损耗时间（小时）
最大负荷损耗时间τ与元件上通过功率的最大负荷利用小时Tmax和功率因素
cosφ有关，其具体的关系可查表。
1，∆Pmax最大负荷时的有功损耗计算
22P+Q 计算公式：∆P=(
2
N
)*RL
式中 S=P+jQ为线路上流过的潮流（单位：MW）； VN为线路的额定电压（KV）；
RL为线路的电阻值（Ω）
a) 方案（2）各线路的功率损耗经计算如下：
∆PG-1=(
2
PG2-1+QG-1
2
N
22
35.89+23.21)*RG-1=(
2
)*2.64*1000=398.6(kw)
∆PG-2=305.7(kw) ∆P1-2=243.9(kw) ∆PG-3=459.6(kw) ∆PG-4=229.8(kw) ∆P3-4=20.5(kw)
b) 方案（1）各线路的功率损耗经计算如下：
∆PG-1=451.7(kw) ∆PG-4=584.9(kw) ∆P1-2=245.6(kw) ∆P4-3=373.1(kw)
2，τ最大负荷损耗时间的计算 coφs=0.85
a）方案（2）
查表得
τG-1=3500h τG-2=3000h τ1-2=3000h
τG-3=4600h τG-4=3000h τ4-3=4600h
a）方案（1）
查表得
τG-1=3500h τ1-2=3000h
τG-4=3000h τ4-3=4600h
3, 电网的年电能损耗计算
a) 方案（2）电网的年电能损耗计算如下：
∆A=∆Pmax⋅τ=（398.6*3500+305.7*3000+243.9*3000+
459.6*4600+229.8*3000+20.5*4600）/10000=594.176（万度）
b) 方案（5）电网的年电能损耗计算如下：
∆A=∆Pmax⋅τ=（451.7*3500+584.9*3000+245.6*3000+
373.1*4600）/10000=578.871（万度）
四，方案经济比较
1， 计算网络建设投资费用K
这里计算投资费用是为了进行方案比较，故只计算其不同部分的投资费用。它由线路、变压器和高压断路器的投资构成。
（1） 线路投资KL
（2） 变压器投资KT
因两种方案（2）与（1）的电压损耗在正常时或是在故障时都能满足电压
质量要求，即在正常情况下∆V%
变压器投资计算
由于这两种方案在变电站1、2、3、4所选变压器的容量及台数均相同，所以它们其在变压器上的总投资也相同，变压器的总投资费用计算如下：
∑KT=120*2*4=960（万元） （3） 高压断路器的投资KS
方案（2）所设计的电网线路有6条，需要12台高压断路器，所有线路采用相同型号的断路器，这里选用110KV高压断路器，型号为SF6瓷式
SF6瓷式110KV高压断路器单价：28.3万元
∑KS=12*28.3=339.6（万元）
方案（1）所设计的电网线路有8条，需要16台高压断路器，所有线路采用相同型号的断路器，这里选用110KV高压断路器，型号为SF6瓷式
SF6瓷式110KV高压断路器单价：28.3万元
∑KS=16*28.3=452.8（万元）
全网总投资费用： K=∑KL+∑KT+∑KS
方案（2）为：K=2984.8+960+339.6=4284.4（万元） 方案（1）为：K=3022.52+960+452.8=4435.32（万元）
2， 计算年运行费用N
年运行费用包括全网的年电能损耗费和设备的折旧维护费。
（1） 年电能损耗费NA=∆A⋅β （万元）
式中 ∆A为全网年电能损耗（万度）
β为电价（元/度） β这里取0.5元/度
方案（2）年电能损耗费NA=∆A⋅β=574.176*0.35=200.96（万元）
方案（1）年电能损耗费NA=∆A⋅β=578.871*0.35=202.60（万元） （2） 设备折旧维护费NZ=K⋅α （万元）
式中 K 为设备投资费
α为设备折旧维护率，其值可取为：
线路 2.2%；
变电（包括变压器、断路器等）4.2%
方案（2）设备折旧维护费NZ=K⋅α=2984.8*2.2%+（960+339.6）*4.2% =120.25（万元）
方案（1）设备折旧维护费NZ=K⋅α=3022.52*2.2%+（960+452.8）*4.2%
=125.83（万元）
全网年运行费用：N=NA+NZ
方案（2）为：N=200.96+120.25=321.21（万元） 方案（1）为：N=202.60+125.83=328.43（万元）
3， 方案经济比较
这里采用抵偿年限法对方案（2）与方案（5）作经济比较
表2-5 经济比较
这里因方案（2）的全网投资费用K1
所以，在经过详细的技术和经济比较后，最终确定选择方案（2）作为在技术上
和经济上综合最优的电网接线。
第三节 最优方案的技术经济计算及设计成果
通过方案的技术经济比较，最终选择出方案（5）作为一个最优方案，将
其作为电网建设的依据，这里对其进行更详细的技术经济计算。
3.1 电力网等值电路
3.1.1 发电厂和变电站变压器选定
1.发电厂主变压器的容量台数确定
发电机电压母线与系统连接的变压器一般选两台，一台变压器的容量要能承担70%的电厂容量。
变压器T1，T2，T3的容量：
ST=50÷0.8⨯70%=43.72MVA
查附表5-2变压器T1，T2，T3可选额定容量STN=63MVA的变压器，参数：
∆PS=260KW ∆P0=63KW VS%=10.5 I0%=0.6
2
∆PSVN260⨯1102
==0.79(Ω) 则：RT=22
1000SN1000⨯632
VS%VN10.51102
⨯=⨯=20.17(Ω) XT=
100SN10063
B:T=
I0%SN0.6⨯63
==31.24⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.6
SN=0.063+j⨯63=0.063+j0.378MVA 100100
2.变电站主变压器容量和台数的确定
变电站与系统相连接的主变压器一般装设两台。当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%。
变压器T4、T5的容量：
ST4=ST5=70%=23.3MVA
查附表5-2可选T4，T5的额定容量ST1N=25MVA，参数：
∆PS=125KW ∆P0=32.5KW VS%=10.5 I0%=0.8
2
∆PSVN125⨯1102
==2.42(Ω) 则：RT1=22
1000SN1000⨯252
VS%VN10.51102
⨯=⨯=50.82(Ω) XT1=
100SN10025
B:T=
I0%SN0.8⨯25
==16.53⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.8
SN=0.0325+j⨯25=0.0325+j0.2MVA 100100
变压器T6、T7的容量：
ST6=ST7=70%=21.75MVA
查附表5-2变压器T6，T7可选STN=25MVA的变压器，参数：
∆PS=125KW ∆P0=32.5KW VS%=10.5 I0%=0.8
2
∆PSVN125⨯1102
==2.42(Ω) 则：RT=2
1000SN1000⨯2522VS%VN10.51102
⨯=⨯=50.82(Ω) XT1=
100SN10025
B:T=
I0%SN0.8⨯25
==16.53⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.8
SN=0.0325+j⨯25=0.0325+j0.2MVA 100100
ST8=ST9=70%=30.52MVA
变压器T8、T9的容量：
查附表5-2可选T7、T8的额定容量ST7N=ST8N=25MVA，参数：
∆PS=125KW ∆P0=32.5KW VS%=10.5 I0%=0.8
2∆PSVN125⨯1102
==2.42(Ω) 则：RT1=2
1000SN1000⨯2522VS%VN10.51102
⨯=⨯=50.82(Ω) XT1=
100SN10025
B:T=
I0%SN0.8⨯25
==16.53⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.8
SN=0.0325+j⨯25=0.0325+j0.2MVA 100100ST10=ST11=70%=13.89MVA
变压器T10、T11的容量：
查附表5-2可选T10、T11的额定容量ST7N=ST8N=20MVA，参数：
∆PS=104KW ∆P0=27.5KW VS%=10.5 I0%=0.9
2∆PSVN104⨯1102
=RT11===3.146(Ω) 2
1000SN1000⨯202
2VS%VN10.51102=⨯=⨯=63.525(Ω) 100SN10020
则：RT10
XT7=XT8
B:T=
I0%SN0.9⨯20-6
==14.88⨯10(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.9
SN=0.0275+j⨯20=0.0275+j0.18MVA 100100
3.1.2 电力网等值电路
变电所1：SN=25MVA ∆S0=0.0325+j0.2MVA
02 BT1=16.5⨯31S RT1=2.42Ω XT1=50.8Ω
变电所2：SN=25MVA ∆S0=0.0325+j0.2MVA
-6
2 BT2=16.5⨯31S 0 RT2=2.42Ω XT2=50.8Ω
-6
变电所3：SN=25MVA ∆S0=0.0325+j0.2MVA
02 BT3=16.5⨯31S RT3=2.42Ω XT3=50.8Ω
变电所4：SN=20MVA ∆S0=0.0275+j0.18MVA
RT4=3.146Ω XT4=63.52Ω5 BT4=14.8⨯8
-6-6
1S 0
最大负荷：
SLD1
m
=a2x+8jMVA18
SLD2
m
=2a+6xj
MVA1 7
SLD3max=35+j26MVA SLD4ma=3 x15+j1MVA
最小负荷：
SLD1
m
=18jMVA12i+n
SLD2
m
=1i+5njMVA10
SLD3mi=6MVA SLD4mi=n24+j1MVAn12+j9
3.2 潮流分布
3.2.1参数计算
11
变电所1：ZT1=(RT1+XT1)=(2.42+j50.82)=1.21+j25.41Ω
22 ∆S01=2(0.0325+j0.2)=0.065+j0.4MVA
11
变电所2：ZT2=(RT2+XT2)=(2.42+j50.82)=1.21+j25.41Ω
22 ∆S02=2(0.0325+j0.2)=0.065+j0.4MVA
11
变电所3：ZT3=(RT3+XT3)=(2.42+j50.82)=1.21+j25.41Ω
22 ∆S03=2(0.0325+j0.2)=0.065+j0.4MVA
11
变电所4：ZT4=(RT4+XT4)=(3.146+j63.525)=1.573+j31.76Ω
22 ∆S04=2(0.0275+j0.18)=0.055+j0.36MVA
线路阻抗：ZG-1=RG-1+jXG-1=2.64+j5.04(Ω) B=0
ZG-2=RG-2+jXG-2=7.92+j15.12(Ω) B=0 ZG-3=RG-3+jXG-3=7.04+j13.44(Ω) B=0 ZG-4=RG-4+jXG-4=3.52+j6.72(Ω) B=0 Z1-2=R1-2+jX1-2=6.16+j11.76(Ω) B=0 Z4-3=R4-3+jX4-3=4.75+j9.07(Ω) B=0
3.2.2功率初分布
1.环网1的功率初分布 节点1，2的运算负荷：
∆ST1max
282+182=(1.21+j25.41)=0.11+j2.32MVA 2
110182+122=(1.21+j25.41)=0.05+j0.98MVA
1102
∆ST1min
S1max=SLD1max+∆ST1max+∆S01+j∆QBG-1
=28+j18+0.11+j2.32+0.065+j0.4 =28.175+j20.72MVA
S1min=SLD1min+∆ST1min+∆S01+j∆QBG-1
=18+j12+0.05+j0.98+0.065+j0.4 =18.115+j13.38MVA
∆ST2max
262+172=(1.21+j25.41)=0.1+j2.03MVA
1102152+102=(1.21+j25.41)=0.0325+j0.68MVA 2
110
∆ST2min
S2max=SLD2max+∆ST2max+∆S02+j∆QBG-2
=26+j17+0.1+j2.03+0.065+j0.4 =26.165+j19.43MVA
S2min=SLD2min+∆ST2min+∆S02+j∆QBG-2
=15+j10+0.0325+j0.68+0.065+j0.4 =15.1+j11.08MVA
SG-1max=
(28.175+j20.72)⨯64+(26.165+j19.43)⨯36
76
=36.12+j26.65 MVA
(18.115+j13.38)⨯64+(15.1+j11.08)⨯36
76
=22.41+j16.52MVA
(28.175+j20.72)⨯12+(26.165+j19.43)⨯40
SG-2max=
76SG-1min=
=18.22+j13.5 MVA
(18.115+j13.38)⨯12+(15.1+j11.08)⨯40
76
=10.81+j7.94MVA SG-2min=
S1-2max=SG-1max-S1max
=36.12+j26.65-28.175-j20.72 =7.945+j5.93MVA
S1-2min=SG-1min-S1min
=22.41+j16.52-18.115-j13.38 =4.295+j3.14MVA 2.环网2的功率分布 节点3，4的运算负荷：
∆ST3max
352+262=(1.21+j25.41)=0.19+j3.99MVA 2
110242+162=(1.21+j25.41)=0.07+j1.41MVA
1102
∆ST3min
S3max=SLD3max+∆ST3max+∆S03+j∆QBG-3
=35+j26+0.19+j3.99+0.065+j0.4 =35.255+j30.39MVA
S3min=SLD3min+∆ST3min+∆S03+j∆QBG-3
= 0.07+j1.41+24+j16+0.065+j0.4 =24.135+j17.81MVA
∆ST4max
152+132=(1.573+j31.76)=0.05+j1.03MVA
1102122+92=(1.573+j31.76)=0.03+j0.59MVA 2
110
∆ST4min
S4max=SLD4max+∆ST4max+∆S04+j∆QBG-4
=15+j13+0.05+j1.03+0.055+j0.36 =15.1+j14.39MVA
S4min=SLD4min+∆ST4min+∆S04+j∆QBG-4
=12+j9+0.03+j0.59+0.055+j0.36 =12.9+j9.95MVA
SG-3max=(35.225+j30.39)⨯37.6+(15.1+j14.39)⨯16 69.6
=22.5+j19.72 MVA
(24.135+j17.81)⨯37.6+(12.9+j9.95)⨯16 69.6
=16+j11.9MVA
(35.225+j30.39)⨯32+(15.1+j14.39)⨯53.6 SG-4max=69.6SG-3min=
=27.82+j25.05MVA
(24.135+j17.81)⨯32+(12.9+j9.95)⨯53.6 69.6
=21.03+j15.85MVA SG-4min=
S4-3max=SG-4max-S4max
=27.82+j25.05 -15.1-j14.39
=12.72+j10.66MVA
S4-3min=SG-4min-S4min
=21.03+j15.85-12.9-j9.95
=8.13+j5.9MVA
3.2.3节点电压
节点2是功率分点，在功率分点处将网络解开，成为两个开式网络。
1.节点2电压
SG2max=SG-2max+∆SLG-2max
18.222+13.52
⨯7.92 =18.22+j13.5+1102
=18.56+j13.5MVA
SG2min=SG-2min+∆SLG-2min
10.812+7.942
⨯7.92 =10.81+j7.94+1102
=10.93+j7.94MVA
取VG=1.05VN
∆VG-2max=PGmaxRG-2+QGmaxXG-218.56⨯7.92==1.27KV VG115.5
∆VG-2min=PGminRG-2+QGminXG-210.93⨯7.92==0.75KV VG115.5
V2max=VG-∆VG-2max=115.5-1.27=114.23KV
V2min=VG-∆VG-2min=115.5-0.75=114.25KV
2.节点1电压
∆SL1-2max7.9452+5.932=⨯2.64=0.02MVA 1102
4.2952+3.142
=⨯2.64=0.006MVA 2110∆SL1-2min
S'1max=SLD1max+∆SL1-2max+S1-2max
=28+j18+0.02+7.945+j5.93
=35.965+j23.95MVA
S'1min=SLD1min+∆SL1-2min+S1-2min
=18+j12+0.006+4.295+j3.14
=22.3+j15.146MVA
∆SLG-1max35.9652+23.952=⨯7.04=1.08MVA 2110
22.32+15.1462
=⨯7.04=0.42MVA 1102∆SLG-1min
SG'1max=S1'max+∆SLG-1max=35.965+j23.95+1.08=37.04+j23.95MVA
SG'1min=S1'min+∆SLG-1min=22.3+j15.146+0.42=22.72+j15.1MVA
取VG=1.05VN
∆VG-1max=PG-1maxRG-1+QG-1maxXG-137.04⨯7.04 ==2.26KV VG115.5
PG-1minRG-1+QG-1minXG-122.72⨯7.04==1.38KV VG115.5∆VG-1min=V1max=VG-∆VG-1max=115.5-2.26=113.24KV
V1min=VG-∆VG-1min=115.5-1.38=114.12KV
3.节点3电压
节点3是功率分点，在功率分点处将网络解开，成为两个开式网络
SG3max=SG-3max+∆SLG-3max
22.52+19.722
=22.5+j19.72+⨯7.02 2110
=23.02+j19.72MVA
SG3min=SG-3min+∆SLG-3min
162+11.92
=16+j11.9+⨯7.02 2110
=16.23+j11.9MVA
取VG=1.05VN
∆VG-3max=PGmaxRG-3+QGmaxXG-323.02⨯7.02==1.4KV VG115.5
PGminRG-3+QGminXG-316.23⨯7.02==0.99KV VG115.5∆VG-3min=
V3max=VG-∆VG-3max=115.5-1.4=114.1KV
V3min=VG-∆VG-3min=115.5-0.99=114.5KV
4.节点4电压
∆SL4-3max12.722+10.662=⨯4.75=0.1MVA 2110
8.132+5.92
=⨯4.75=0.04MVA 1102∆SL4-3min
S'4max=SLD4max+∆SL4-3max+S4-3max
=15+j13+0.1+12.72+j10.66
=27.82+j23.66MVA
S'4min=SLD4min+∆SL4-3min+S4-3min
=12+j8+0.04+8.13+j5.9
=20.17+j13.9MVA
∆SLG-4max27.822+23.662=⨯4.75=0.52MVA 2110
20.172+13.92
=⨯4.75=0.24MVA 2110∆SLG-4min
SG'4max=S4'max+∆SLG-4max=27.82+j23.66+0.52=28.34+j23.66MVA
SG'4min=S4'min+∆SLG-4min=20.17+j13.9+0.24=20.41+j13.9MVA
取VG=1.05VN
∆VG-4max=PG-4maxRG-4+QG-4maxXG-428.34⨯4.75 ==1.17KV VG115.5
PG-4minRG-4+QG-4minXG-420.41⨯4.75==0.84KV VG115.5∆VG-4min=V4max=VG-∆VG-1max=115.5-1.17=114.33KV
V4min=VG-∆VG-1min=115.5-0.84=114.66KV
3.2.4 最终功率分布
∆ST2max262+172=(1.21+j25.41)=0.09+j1.88MVA 114.232
152+102
=(1.21+j25.41)=0.03+j0.63MVA 2114.25∆ST2min
S2max=SLD2max+∆ST2max+∆S02+j∆QBG-2
=26+j17+0.09+j1.88+0.065+j0.4
=26.155+j19.28MVA
S2min=SLD2min+∆ST2min+∆S02+j∆QBG-2
=15+j10+0.03+j0.63+0.065+j0.4
=15.095+j11.03MVA
∆ST1max282+182=(1.21+j25.41)=0.1+j2.2MVA 113.242
182+122
=(1.21+j25.41)=0.04+j0.91MVA 2114.12∆ST1min
S1max=SLD1max+∆ST1max+∆S01+j∆QBG-1
=28+j18+0.1+j2.2+0.065+j0.4
=28.165+j20.6MVA
S1min=SLD1min+∆ST1min+∆S01+j∆QBG-1
=18+j12+0.04+j0.91+0.065+j0.4
=18.105+j13.31MVA
SG-2max=(26.155+j19.28)⨯40+(28.165+j20.6)⨯12 76
=18.21+j13.4MVA
(15.095+j11.03)⨯40+(18.105+j13.31)⨯12 76
=10.80+j7.91MVA
(28.165+j20.6)⨯64+(26.155+j19.28)⨯36 SG-1max=76SG-2min=
=36.11+j26.48 MVA
SG-1min=(18.105+j13.31)⨯64+(15.095+j11.03)⨯36 76
=22.4+j16.43MVA
S1-2max=SG-1max-S1max
=36.11+j26.48 -28.165-j20.6
=7.945+j5.88MVA
S1-2min=SG-1min-S1min
=22.4+j16.43-18.105-j13.31
=4.295+j3.12MVA
SG2max=SG-2max+∆SLG-2max
18.212+13.42
⨯7.92 =18.21+j13.4+114.232
=18.52+j13.4MVA
SG2min=SG-2min+∆SLG-2min
10.82+7.912
=10.8+j7.91+⨯7.92 114.252
=10.91+j7.91MVA
∆SL1-2max7.9452+5.882=⨯7.92=0.06MVA 114.232
4.2952+3.122
=⨯7.92=0.02MVA 2114.25∆SL1-2min
S'1max=S1max+∆SL1-2max+S1-2max
=28.165+j20.6+0.06+7.945+j5.88
=36.17+j26.48 MVA
S'1min=S1min+∆SL1-2min+S1-2min
=18.105+j13.31+0.02+4.295+j3.12
=22.42+j16.43MVA
∆SLG-1max36.172+26.482=⨯7.92=1.22MVA 114.232
22.422+16.432
=⨯7.92=0.47MVA 2114.25∆SLG-1min
SG'1max=S1'max+∆SLG-1max=36.17+j26.48+1.22=37.39+j26.48MVA
SG'1min=S1'min+∆SLG-1min=22.42+j16.43+0.47=22.89+j16.43MVA
∆ST3max352+262=(1.21+j25.41)=0.18+j3.71MVA 114.12
242+162
=(1.21+j25.41)=0.07+j1.61MVA 2114.5∆ST3min
S3max=SLD3max+∆ST3max+∆S03+j∆QBG-3
=35+j26+0.18+j3.71+0.065+j0.4
=35.245+j30.11MVA
S3min=SLD3min+∆ST3min+∆S03+j∆QBG-3
=24+j16+0.07+j1.61+0.065+j0.4
=24.135+j18.01MVA
∆ST4max152+132=(1.573+j31.76)=0.03+j0.59MVA 2114.33
122+92
=(1.573+j31.76)=0.03+j0.54MVA 114.662∆ST4min
S4max=SLD4max+∆ST4max+∆S04+j∆QBG-4
=15+j13+0.03+j0.59+0.055+j0.36
=15.085+j13.95MVA
S4min=SLD4min+∆ST4min+∆S04+j∆QBG-4
=12+j9+0.03+j0.54+0.055+j0.36
=12.085+j9.9MVA
SG-3max=(35.245+j30.11)⨯37.6+(15.085+j13.95)⨯16 69.6
=22.5+j19.47MVA
(24.135+j18.01)⨯37.6+(12.085+j9.9)⨯16 69.6
=16+j12MVA
(35.245+j30.11)⨯32+(15.085+j13.95)⨯53.6 SG-4max=69.6SG-3min=
=27.82+j24.6MVA
(24.135+j18.01)⨯32+(12.085+j9.9)⨯53.6 69.6
=20.4+j15.9MVA SG-4min=
S4-3max=SG-4max-S4max
=27.82+j24.6 -15.085-j13.95
=12.735+j10.65MVA
S4-3min=SG-4min-S4min
=20.4+j15.9-12.085-j9.9
=8.315+j6MVA
SG3max=SG-3max+∆SLG-3max
22.52+19.472
=22.5+j19.47+⨯7.04 114.12
=22.98+j19.47MVA
SG3min=SG-3min+∆SLG-3min
162+122
=16+j12+⨯7.04 2114.5
=16.21+j12MVA
∆SL4-3max12.7352+10.652=⨯7.04=0.15MVA 2114.33
8.3152+62
=⨯7.04=0.06MVA 114.662∆SL4-3min
S'4max=S4max+∆SL4-3max+S4-3max
=15.085+j13.95+0.15+12.735+j10.65
=27.97+j24.6 MVA
S'4min=S4min+∆SL4-3min+S4-3min
=12.085+j9.9+0.06+8.315+j6
=20.46+j15.9MVA
∆SLG-4max27.972+24.62=⨯7.04=0.75MVA 114.332
20.462+15.92
=⨯7.04=0.36MVA 2114.66∆SLG-4min
SG'4max=S4'max+∆SLG-4max=27.97+j24.6+0.75=28.72+j24.6MVA
SG'4min=S4'min+∆SLG-4min=20.46+j15.9+0.36=20.82+j15.9MVA
3.3 调压与调压设备选择
3.3.1调压及选择变电站的变压器分接头
各变电站在最大负荷与最小负荷下的高压测流过的功率、实际电压及低压侧的调压要求数据如下：
变电站1：Smax=28.165+j20.6 (MVA) VHmax=113.24 (KV) Smin=18.105+j13.31 (MVA) VHmin=114.12(KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：逆调压 变电站2：Smax=26.155+j19.28 (MVA) VHmax=114.23 (KV) Smin=15.095+j11.03(MVA) VHmin=114.25 (KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：逆调压 变电站3：Smax=35.245+j30.11(MVA) VHmax=114.1 (KV) Smin=24.135+j18.01 (MVA) VHmin=114.5 (KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：顺调压
变电站4：Smax=15.085+j13.95(MVA) VHmax=114.33 (KV) Smin=12.085+j9.9(MVA) VHmin=114.66(KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：顺调压
变电站1分接头选择计算如下：
按调压要求最大负荷时较线路高5%，在最小负荷时等于线路的额定电压。
∆VTmax=（28.165*1.21+20.6*25.41）/113.24= 4.92（KV）
Vtmax=（113.24-4.92）*10.5/10.5= 108.32（KV）
∆VTmin=（18.105*1.21+13.31*25.41）/114.12 = 3.156KV）
Vtmin=（114.12-3.156）*10.5/10 = 116.51（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（108.32+116.51）/ 2 =112.415（KV）
变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
112.415(-1)=2.2% 110
所以选+2.5%的分接头，即 Vt=1.025VN=112.75（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (113.24-4.92)*10.5 /112.75=10.09＜10.5 (KV) VLmin= (114.12-3.156)*10.5/112.75= 10.33＞10 (KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。
变电站2分接头选择计算如下：
按调压要求最大负荷时较线路高5%，在最小负荷时等于线路的额定电压。
∆VTmax=（26.155*1.21+19.28*25.41）/114.23= 4.566（KV）
Vtmax=（114.23-4.566）*10.5/10.5= 109.664（KV）
∆VTmin=（15.095*1.21+11.03*25.41）/114.25 = 2.613KV）
Vtmin=（114.25-2.613）*10.5/10 = 117.2（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（109.664+117.2）/ 2 =113.44（KV）
变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
113.44(-1)=3.1% 110
所以选+5%的分接头，即 Vt=1.05VN=115.5（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (114.23-4.566)*10.5 /115.5=9.97＜10.5 (KV) VLmin= (114.25-2.613)*10.5/115.5= 10. 15＞10 (KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。
变电站3分接头选择计算如下：
按调压要求负荷变化时电压保持在较线路额定电压高2%到5%。
∆VTmax=（35.245*1.21+30.11*25.41）/114.1= 7.07（KV）
Vtmax=（114.1-7.07）*10.5/10.2= 110.178（KV）
∆VTmin=（24.135*1.21+18.01*25.41）/114.5 =4.252(KV）
Vtmin=（114.5-4.252）*10.5/10.5 = 110.248（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（110.178+110.248）/ 2 =111.213（KV） 变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
111.213(-1)=1.1% 110
所以选+2.5%的分接头，即 Vt=1.025VN=112.75（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (114.1-7.07)*10 .5/112.75 =10.09＜10.2 (KV) VLmin= (114.5-4.252)*10.5/112.75= 10.24 ＜10.5(KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。 变电站4分接头选择计算如下：
按调压要求负荷变化时电压保持在较线路额定电压高2%到5%。
∆VTmax=（15.085*1.573+13.95*31.76）/114.33= 4.083（KV）
Vtmax=（114.33-4.083）*10.5/10.2= 113.49（KV）
∆VTmin=（12.085*1.573+9.9*31.76）/114.66 = 2.908（KV） Vtmin=（114.66-2.908）*10.5/10.5 = 111.752（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（113.49+111.752）/ 2 =112.621（KV）
变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
112.621
(-1)=2.38% 110
所以选+2.5%的分接头，即 Vt=1.025VN=112.75（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (114.33-4.083)*10 .5/112.75=10.267 ＞10.2(KV) VLmin= (114.66-2.908)*10.5/112.75 = 10.407＜10.5 (KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。
这里仅以表3-1给出各变电站的变压器分接头选择位置及校验后低压侧实际电压。
表
3.4 物质统计
3.5 运行特性
3.5.1 有功功率损耗率
1.最大运行方式有功功率损耗率 发电机送出总功率
SG
=37.39+j26.48+18.52+j13.4+22.98+j19.47+28.72+j24.6=107.61+j83.95(MVA)
负荷总有功功率∑PLD=28+26+35+15=104（MW）
有功功率损耗率ηP%=（107.61-104）/ 107.61*100% = 3.35% 2.最小运行方式有功功率损耗率 发电机送出总功率
SG=22.89+j16.43+10.91+j7.91+16.21+j12+20.82+j15.9=70.83+j52.24(MVA)
负荷总有功功率∑PLD=18+15+24+12=69（MW） 有功功率损耗率ηP%=（70.83-69）/70.83*100% =2.58% 3.5.2 年电能损耗率
线路和变压器的年电能损耗采用最大负荷损耗时间法计算 ∆A=∆Pmax⋅τ （万度）
各输电线路的功率损耗∆Pmax以及最大负荷损耗时间τ（小时）在经精确计算， 年电能损耗∆A=∆Pmax⋅τ=594.196（万度） 全网负荷年电能消耗：
∑Pi⋅Tmax⋅i=28000*5000+26000*4500+35000*6000+15000*4300
=11.12（亿度）
年电能损耗率=594.196/（11.12*10000+594.196）*100% = 0.53% 3.5.3 输电效率
输电效率 η=1-0.53%=99.47%
附录
最大运行方式以及最小运行方式下潮流分布图一张
参考文献
[1]刘天琪，邱晓燕. 电力系统分析理论 [M] . 北京:科学技术出版社,2005. [2]熊信银.发电厂电气部分 [M].北京：中国电力出版社.2004.
地方电网规划课程设计
专业：电气工程及其自动化
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学号：
目录
第一节 电力网规划设计方案拟定及初步比较
1、 电力网电压的确定和电网接线的初步选择 2、 方案初步比较的指标 3、 方案初步比较及选择
第二节 电力网规划设计方案的技术比较
1、架空线路导线截面选择 2、电压损耗计算 3、电网的年电能损耗 4、方案经济比较
第三节 最优方案的技术经济计算及设计成果
1、变电力网等值电路 2、潮流分布
3、调压与调压设备选择 4、物质统计 5、运行特性
地方电网规划设计
（一） 目的要求：
通过设计掌握电网规划设计的一般原则和常用方法。运用并巩固电力系统课中所学的理论知识和计算方法，加深对电网特性的了解，培养从技术、经济诸方面分析和解决工程问题的能力。
（二） 设计内容：
本规划设计包括有一个电厂，四个变电站的35KV地方电网。具体的主要设计内容与步骤如下：
第一节 电力网规划设计方案拟订及初步比较
一、电力网电压的确定和电网接线的初步选择
由于电网电压的高低与电网接线的合理与否有着相互的影响，因此，在这里设计的时候是将两者的选择同时予以考虑。
1， 电网电压等级的选择
电网电压等级符合国家标准电压等级，所选电网电压，这里是根据网内线路输送容量的大小和输电距离来确定的。
这里的表1-1，给出了电网接线方案（1）每一条架空线路的输送容量的大小和输电距离以及所选的电压等级。其它电网接线方案（1）电压等级的选择类似从略。
从表1-1，可确定该方案（1）的电网电压等级全网为35KV。
从表1-2，可确定该方案（2）的电网电压等级全网为110KV。
2， 电网接线方式
这里所拟订的电网接线方式为全为有备用接线方式，这是从电网供电的可靠性、灵活性与安全性来考虑的。当网络内任何一段线路因发生故障或检修而断开时，不会对用户中断供电。这里结合所选的电网电压等级，初步拟订了四种电网接线方式，方案（1）、方案（4）为双回线路，方案（2）、方案（3）为环网。它们均满足负荷的供电的可靠性。四种方案的电网接线方式如图1-1所示：
图 1-1
二、方案初步比较的指标
1， 线路长度（公里）
它反映架设线路的直接费用，对全网建设投资的多少起很大作用。考虑到架线地区地形起伏等因素，单回线路长度应在架设线路的厂、站间直线距离的基础上增加（5-10）%的弯曲度。这里对各种方案的架空线路的长度统一增加8%的弯曲度。
方案（1）的全网总线路长度L1=(12+28+16+21.6)*1.08=84km
方案（2）的全网总线路长度L2=(12+28+36+16+21.6+32)*1.08=157km。
方案（3）的全网总线路长度L3=(12+28+16+21.6+16)*1.08=101Km。 方案（4）的全网总线路长度L4=(12+36+32+16)*1.08=104Km。
2， 路径长度（公里）
它反映架设线路的间接费用，路径长度为架设线路的厂、站间直线距离再增加（5-10）%的弯曲度。这里对有双回线路的线路统一再增加8%的弯曲度。 方案（1）的全网总路径长度约为168Km。 方案（2）的全网总路径长度约为157Km。
方案（3）的全网总路径长度约为101Km。 方案（4）的全网总路径长度约为208Km。
3， 负荷矩（兆瓦*公里）
全网负荷矩等于各线段负荷矩之和，即∑Pili。它可部分反映网络的电压损耗和功率损耗。在方案（2）、方案（3）中有环型网络，这里先按线段长度和负荷功率求出各线段上的功率分布（初分布），再计算其负荷矩。
。
方案（1） SG-1=54+j35(MVA) S1-2=26+j17 (MVA) SG-4=50+j39 (MVA) S4-3=35+j26 (MVA) ∑Pili=PG-1⋅lG-1+P1-2⋅l1-2+PG-4⋅lG-4+P4-3⋅l4-3
=54*12+26*28+50*16+35*21.6=2932(MW.km)
方案（2）
SG-1=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
28⨯64+26⨯3618⨯64+17⨯36
+j=35.89+j23.21MVA
7676
SG-2=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
26⨯40+28⨯1217⨯40+18⨯12
+j=18.11+j11.79MVA
7676
S1-2=35.89+j23.21-18.11-j11.79=17.78+j11.42MVA
SG-4=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
15⨯53.6+35⨯3213⨯53.6+26⨯32
+j=27.64+j21.97MVA
69.669.6
SG-3=
∑Pl
i=1
n
ii
l∑
+j
∑Ql
i=1
n
ii
l∑
=
35⨯37.6+15⨯1626⨯37.6+13⨯16
+j=22.36+j17.03MVA
69.669.6
S4-3=27.64+j21.97-22.36-j17.03=5.28+4.94MVA
∑Pili=PG-1⋅lG-1+P1-2⋅l1-2+PG-2⋅lG-2+PG-4⋅lG-4+P4-3⋅l4-3+PG-3⋅lG-3
=35.89⨯12+17.78⨯28+18.11⨯36+27.64⨯16+22.36⨯32+5.28⨯21.6
=2852(MW.km)
方案（3）的荷矩矩∑Pili=2876 (MW.km) 方案（4）的荷矩矩∑Pili=2632 (MW.km)
4, 高压开关（台数）
由于高压开关价格昂贵，在网络投资中占较大比例，所以需应统计在拟订的各设计方案中的高压开关台数，以进行比较。这里暂以网络接线来统计高压开关台数，暂不考虑发电厂与变电站所需的高压开关。考虑到一条单回线路的高压断路器需在两端各设置一个，故一条单回线路的高压断路器需2个。各种接线方案所需的高压开关台数（高压断路器）统计如下：
方案（1）所需的高压开关台数为16个； 方案（2）所需的高压开关台数为12个； 方案（3）所需的高压开关台数为10个；
方案（4）所需的高压开关台数为16个； 三、方案初步比较及选择
这里将各初选方案的四个指标列表1-2如下： 表1-2 方案初步比较的指标
根据表1-2所列四个指标，注意到方案（1）、方案（2）和方案（3）的各项指标较小；但考虑到方案（3）为单一环网，当环网中的某线路发生故障而断开时，电压降落太大很可能不满足电压质量要求，而且线路可能负荷较重，所以为慎重起见，不予采纳。方案（1）与方案（2）的各项指标均较小，电压等级为35KV，因此这里仅对方案（1）与方案（2），再做进一步的详细比较。
第二节 电力网规划设计方案的技术经济比较
一、架空线路导线截面选择
对35KV及以上电压级的架空线路，其导线截面的选择是从保证安全、电能质量和经济性等来考虑。这里选用LGJ-120。
二、电压损耗计算
1， 线路参数计算
LGJ-120型号经查表得： r1=0.22Ω/km，x1=0.42Ω/km
阻抗参数计算公式：Rl=r1⋅l ，Xl=x1⋅l （其中l 为线路长度，单位：公里） 1）方案（1）中各线路的阻抗参数计算如下：
ZG-1=RG-1+jXG-1=(0.22+j0.42)*12/2=（2.64+j5.04）/2(Ω)
Z1-2=（6.16+j11.76）/2(Ω) ZG-4=(3.52+j6.72)/2(Ω) Z4-3=（4.75+j9.07）/2(Ω)
2）方案（2）中各线路的阻抗参数计算如下：
ZG-1=RG-1+jXG-1=(0.22+j0.42)*12=2.64+j5.04(Ω)
ZG-2=7.92+j15.12(Ω) Z1-2=6.16+j11.76(Ω)
ZG-3=7.04+j13.44(Ω) ZG-4=3.52+j6.72(Ω) Z4-3=4.75+j9.07(Ω)
2， 线路功率计算
1） 方案（1）
由于方案（1）也是一个均一网络，环网的功率分布仅与线路长度成正比，因此其功率的分布与前面所算相同，这里不再重算。
SG-1=54+j35(MVA) S1-2=26+j17 (MVA)
SG-4=50+j39 (MVA) S4-3=35+j26 (MVA)
2） 方案（2）
由于方案（2）是一个均一网络，环网的功率分布仅与线路长度成正比，因此其功率的分布与前面所算相同，这里不再重算。
SG-1=35.89+j23.21MVA SG-2=18.1+1jSG-3=22.36+j17.03MVA SG-4=22.3+6j
11.79M VA17.03M VA
S1-2=17.78+j11.42MVA S4-3=5.28+4.94MVA
3， 电压损耗计算
为保证用户的电能质量，正常情况下，网络中电源到任一负荷点的最大电压损耗，不超过额定电压的5%，故障时（指断一条线路）应不超过10%。 1） 方案（2）电压损耗计算
由于方案（2）包括有两小环网，分别在负荷变电站2、4处有功率分点，所以这里校验变电站母线2、4处的电压。 a) 正常情况下：
∆VG-2=
PG-2⋅RG-2+QG-2⋅XG-2
N
=18.11*7.92+=2.92(kv)
∆VG-2%=2.6% V2=110-2.92=107.08(kv) ∆VG-3=
PG-3⋅RG-3+QG-3⋅XG-3
N
=3.51
∆VG-4%=3.19% V4=110-3.51=106.49(kv)
b) 故障情况下：
若线路G-2因故障而被切除，则
∆VG-1=54*2.64+30*5.04
=2.67(kv)
V1=110-2.67=107.33(kv) ∆VG-1%=2.43%∆V1-2=26*6.61+=3.46(kv)
V2=107.33-3.46=103.87(kv) ∆V1-2%=3.22%
从电源点到负荷点2的总电压损耗∑∆V%=5.55% 若线路G-1因故障而被切除，则
∆VG-2=54*7.92+30*15.12
=4.23(kv)
V2=110-4.23=105.77(kv) ∆VG-2%=3.85 %∆V2-1=26*6.16+=3.40(kv)
V1=105.13-3.40=101.73(kv) ∆V2-1%=3.21%
从电源点到负荷点1的总电压损耗∑∆V%=6.94% 若线路G-3因故障而被切除，则
∆VG-4=50*3.52+=3.98(kv)
V4=110-3.98=106.02(kv) ∆VG-4%=3.61 %∆V4-3=35*4.75+=3.79(kv)
V3=106.02-3.79=102.23(kv) ∆V4-3%=3.57%
从电源点到负荷点3的总电压损耗∑∆V%=7.06% 若线路G-4因故障而被切除，则
∆VG-3=50*7.04+=7.96(kv)
V3=110-7.96=102.04(kv) ∆VG-3%=7.24 %∆V3-4=15*4.75+13*9.07
=1.85(kv)
V4=102.04-1.85=100.19(kv) ∆V3-4%=1.76%
从电源点到负荷点4的总电压损耗∑∆V%=8.92%
通过计算，可看出该方案（2）的电压损耗∆V%，在正常情况下最大为3.19%；在故障情况下，其最大可能的电压损耗为8.92%，可见该网络的电压质量问题能得到保证。
2） 方案（1）电压损耗计算
。
a) 正常情况下：
∆VG-1=54*1.32+35*2.52
=1.45(kv)
V1=110-1.45=108.55(kv) ∆VG-1%=1.32 %∆V1-2=26*3.08+=1.66(kv)
V2=108.55-1.66=106.89(kv) ∆V1-2%=1.53%
从电源点到负荷点2的总电压损耗∑∆V%=2.83%
∆VG-4=50*1.46+=1.85(kv)
V3=110-1.85=108.15(kv) ∆VG-3%=1.68 %
∆V4-3=35*2.37+=1.86(kv)
V3=108.15-1.86=106.29(kv) ∆V4-3%=1.72%
从电源点到负荷点3的总电压损耗∑∆V%=3.37% b) 故障情况下：
若线路G-1一回线路因故障而被切除，则
∆VG-1=54*2.64+35*5.04
=2.90(kv)
V1=110-2.90=107.10(kv) ∆VG-1%=2.64 %∆V1-2=26*3.08+=1.68(kv)
V2=107.10-1.68=105.42(kv) ∆V1-2%=1.57%
从电源点到负荷点2的总电压损耗∑∆V%=4.16% 若线路G-4单回因故障而被切除，则
∆VG-4=50*3.52+=3.7(kv)
V3=110-3.7=106.3(kv) ∆VG-3%=3.36 %∆V4-3=35*2.37+=1.89(kv)
V3=106.3-1.89=104.41(kv) ∆V4-3%=1.78%
从电源点到负荷点3的总电压损耗∑∆V%=5.08%
通过计算，可看出该方案（2）的电压损耗∆V%，在正常情况下最大为3.37%；在故障情况下，其最大可能的电压损耗为5.08%，可见该网络的电压质量问题还是能得到保证的。
三，电网的年电能损耗
电网的年电能损耗∆A一般用最大损耗时间法计算，即： ∆A=∆Pmax⋅τ （万度）
式中 ∆Pmax为最大负荷时的有功损耗（千瓦）；
； τ 为最大负荷损耗时间（小时）
最大负荷损耗时间τ与元件上通过功率的最大负荷利用小时Tmax和功率因素
cosφ有关，其具体的关系可查表。
1，∆Pmax最大负荷时的有功损耗计算
22P+Q 计算公式：∆P=(
2
N
)*RL
式中 S=P+jQ为线路上流过的潮流（单位：MW）； VN为线路的额定电压（KV）；
RL为线路的电阻值（Ω）
a) 方案（2）各线路的功率损耗经计算如下：
∆PG-1=(
2
PG2-1+QG-1
2
N
22
35.89+23.21)*RG-1=(
2
)*2.64*1000=398.6(kw)
∆PG-2=305.7(kw) ∆P1-2=243.9(kw) ∆PG-3=459.6(kw) ∆PG-4=229.8(kw) ∆P3-4=20.5(kw)
b) 方案（1）各线路的功率损耗经计算如下：
∆PG-1=451.7(kw) ∆PG-4=584.9(kw) ∆P1-2=245.6(kw) ∆P4-3=373.1(kw)
2，τ最大负荷损耗时间的计算 coφs=0.85
a）方案（2）
查表得
τG-1=3500h τG-2=3000h τ1-2=3000h
τG-3=4600h τG-4=3000h τ4-3=4600h
a）方案（1）
查表得
τG-1=3500h τ1-2=3000h
τG-4=3000h τ4-3=4600h
3, 电网的年电能损耗计算
a) 方案（2）电网的年电能损耗计算如下：
∆A=∆Pmax⋅τ=（398.6*3500+305.7*3000+243.9*3000+
459.6*4600+229.8*3000+20.5*4600）/10000=594.176（万度）
b) 方案（5）电网的年电能损耗计算如下：
∆A=∆Pmax⋅τ=（451.7*3500+584.9*3000+245.6*3000+
373.1*4600）/10000=578.871（万度）
四，方案经济比较
1， 计算网络建设投资费用K
这里计算投资费用是为了进行方案比较，故只计算其不同部分的投资费用。它由线路、变压器和高压断路器的投资构成。
（1） 线路投资KL
（2） 变压器投资KT
因两种方案（2）与（1）的电压损耗在正常时或是在故障时都能满足电压
质量要求，即在正常情况下∆V%
变压器投资计算
由于这两种方案在变电站1、2、3、4所选变压器的容量及台数均相同，所以它们其在变压器上的总投资也相同，变压器的总投资费用计算如下：
∑KT=120*2*4=960（万元） （3） 高压断路器的投资KS
方案（2）所设计的电网线路有6条，需要12台高压断路器，所有线路采用相同型号的断路器，这里选用110KV高压断路器，型号为SF6瓷式
SF6瓷式110KV高压断路器单价：28.3万元
∑KS=12*28.3=339.6（万元）
方案（1）所设计的电网线路有8条，需要16台高压断路器，所有线路采用相同型号的断路器，这里选用110KV高压断路器，型号为SF6瓷式
SF6瓷式110KV高压断路器单价：28.3万元
∑KS=16*28.3=452.8（万元）
全网总投资费用： K=∑KL+∑KT+∑KS
方案（2）为：K=2984.8+960+339.6=4284.4（万元） 方案（1）为：K=3022.52+960+452.8=4435.32（万元）
2， 计算年运行费用N
年运行费用包括全网的年电能损耗费和设备的折旧维护费。
（1） 年电能损耗费NA=∆A⋅β （万元）
式中 ∆A为全网年电能损耗（万度）
β为电价（元/度） β这里取0.5元/度
方案（2）年电能损耗费NA=∆A⋅β=574.176*0.35=200.96（万元）
方案（1）年电能损耗费NA=∆A⋅β=578.871*0.35=202.60（万元） （2） 设备折旧维护费NZ=K⋅α （万元）
式中 K 为设备投资费
α为设备折旧维护率，其值可取为：
线路 2.2%；
变电（包括变压器、断路器等）4.2%
方案（2）设备折旧维护费NZ=K⋅α=2984.8*2.2%+（960+339.6）*4.2% =120.25（万元）
方案（1）设备折旧维护费NZ=K⋅α=3022.52*2.2%+（960+452.8）*4.2%
=125.83（万元）
全网年运行费用：N=NA+NZ
方案（2）为：N=200.96+120.25=321.21（万元） 方案（1）为：N=202.60+125.83=328.43（万元）
3， 方案经济比较
这里采用抵偿年限法对方案（2）与方案（5）作经济比较
表2-5 经济比较
这里因方案（2）的全网投资费用K1
所以，在经过详细的技术和经济比较后，最终确定选择方案（2）作为在技术上
和经济上综合最优的电网接线。
第三节 最优方案的技术经济计算及设计成果
通过方案的技术经济比较，最终选择出方案（5）作为一个最优方案，将
其作为电网建设的依据，这里对其进行更详细的技术经济计算。
3.1 电力网等值电路
3.1.1 发电厂和变电站变压器选定
1.发电厂主变压器的容量台数确定
发电机电压母线与系统连接的变压器一般选两台，一台变压器的容量要能承担70%的电厂容量。
变压器T1，T2，T3的容量：
ST=50÷0.8⨯70%=43.72MVA
查附表5-2变压器T1，T2，T3可选额定容量STN=63MVA的变压器，参数：
∆PS=260KW ∆P0=63KW VS%=10.5 I0%=0.6
2
∆PSVN260⨯1102
==0.79(Ω) 则：RT=22
1000SN1000⨯632
VS%VN10.51102
⨯=⨯=20.17(Ω) XT=
100SN10063
B:T=
I0%SN0.6⨯63
==31.24⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.6
SN=0.063+j⨯63=0.063+j0.378MVA 100100
2.变电站主变压器容量和台数的确定
变电站与系统相连接的主变压器一般装设两台。当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%。
变压器T4、T5的容量：
ST4=ST5=70%=23.3MVA
查附表5-2可选T4，T5的额定容量ST1N=25MVA，参数：
∆PS=125KW ∆P0=32.5KW VS%=10.5 I0%=0.8
2
∆PSVN125⨯1102
==2.42(Ω) 则：RT1=22
1000SN1000⨯252
VS%VN10.51102
⨯=⨯=50.82(Ω) XT1=
100SN10025
B:T=
I0%SN0.8⨯25
==16.53⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.8
SN=0.0325+j⨯25=0.0325+j0.2MVA 100100
变压器T6、T7的容量：
ST6=ST7=70%=21.75MVA
查附表5-2变压器T6，T7可选STN=25MVA的变压器，参数：
∆PS=125KW ∆P0=32.5KW VS%=10.5 I0%=0.8
2
∆PSVN125⨯1102
==2.42(Ω) 则：RT=2
1000SN1000⨯2522VS%VN10.51102
⨯=⨯=50.82(Ω) XT1=
100SN10025
B:T=
I0%SN0.8⨯25
==16.53⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.8
SN=0.0325+j⨯25=0.0325+j0.2MVA 100100
ST8=ST9=70%=30.52MVA
变压器T8、T9的容量：
查附表5-2可选T7、T8的额定容量ST7N=ST8N=25MVA，参数：
∆PS=125KW ∆P0=32.5KW VS%=10.5 I0%=0.8
2∆PSVN125⨯1102
==2.42(Ω) 则：RT1=2
1000SN1000⨯2522VS%VN10.51102
⨯=⨯=50.82(Ω) XT1=
100SN10025
B:T=
I0%SN0.8⨯25
==16.53⨯10-6(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.8
SN=0.0325+j⨯25=0.0325+j0.2MVA 100100ST10=ST11=70%=13.89MVA
变压器T10、T11的容量：
查附表5-2可选T10、T11的额定容量ST7N=ST8N=20MVA，参数：
∆PS=104KW ∆P0=27.5KW VS%=10.5 I0%=0.9
2∆PSVN104⨯1102
=RT11===3.146(Ω) 2
1000SN1000⨯202
2VS%VN10.51102=⨯=⨯=63.525(Ω) 100SN10020
则：RT10
XT7=XT8
B:T=
I0%SN0.9⨯20-6
==14.88⨯10(S) 22
100VN100⨯110
∆S0=∆P0+j
I0%0.9
SN=0.0275+j⨯20=0.0275+j0.18MVA 100100
3.1.2 电力网等值电路
变电所1：SN=25MVA ∆S0=0.0325+j0.2MVA
02 BT1=16.5⨯31S RT1=2.42Ω XT1=50.8Ω
变电所2：SN=25MVA ∆S0=0.0325+j0.2MVA
-6
2 BT2=16.5⨯31S 0 RT2=2.42Ω XT2=50.8Ω
-6
变电所3：SN=25MVA ∆S0=0.0325+j0.2MVA
02 BT3=16.5⨯31S RT3=2.42Ω XT3=50.8Ω
变电所4：SN=20MVA ∆S0=0.0275+j0.18MVA
RT4=3.146Ω XT4=63.52Ω5 BT4=14.8⨯8
-6-6
1S 0
最大负荷：
SLD1
m
=a2x+8jMVA18
SLD2
m
=2a+6xj
MVA1 7
SLD3max=35+j26MVA SLD4ma=3 x15+j1MVA
最小负荷：
SLD1
m
=18jMVA12i+n
SLD2
m
=1i+5njMVA10
SLD3mi=6MVA SLD4mi=n24+j1MVAn12+j9
3.2 潮流分布
3.2.1参数计算
11
变电所1：ZT1=(RT1+XT1)=(2.42+j50.82)=1.21+j25.41Ω
22 ∆S01=2(0.0325+j0.2)=0.065+j0.4MVA
11
变电所2：ZT2=(RT2+XT2)=(2.42+j50.82)=1.21+j25.41Ω
22 ∆S02=2(0.0325+j0.2)=0.065+j0.4MVA
11
变电所3：ZT3=(RT3+XT3)=(2.42+j50.82)=1.21+j25.41Ω
22 ∆S03=2(0.0325+j0.2)=0.065+j0.4MVA
11
变电所4：ZT4=(RT4+XT4)=(3.146+j63.525)=1.573+j31.76Ω
22 ∆S04=2(0.0275+j0.18)=0.055+j0.36MVA
线路阻抗：ZG-1=RG-1+jXG-1=2.64+j5.04(Ω) B=0
ZG-2=RG-2+jXG-2=7.92+j15.12(Ω) B=0 ZG-3=RG-3+jXG-3=7.04+j13.44(Ω) B=0 ZG-4=RG-4+jXG-4=3.52+j6.72(Ω) B=0 Z1-2=R1-2+jX1-2=6.16+j11.76(Ω) B=0 Z4-3=R4-3+jX4-3=4.75+j9.07(Ω) B=0
3.2.2功率初分布
1.环网1的功率初分布 节点1，2的运算负荷：
∆ST1max
282+182=(1.21+j25.41)=0.11+j2.32MVA 2
110182+122=(1.21+j25.41)=0.05+j0.98MVA
1102
∆ST1min
S1max=SLD1max+∆ST1max+∆S01+j∆QBG-1
=28+j18+0.11+j2.32+0.065+j0.4 =28.175+j20.72MVA
S1min=SLD1min+∆ST1min+∆S01+j∆QBG-1
=18+j12+0.05+j0.98+0.065+j0.4 =18.115+j13.38MVA
∆ST2max
262+172=(1.21+j25.41)=0.1+j2.03MVA
1102152+102=(1.21+j25.41)=0.0325+j0.68MVA 2
110
∆ST2min
S2max=SLD2max+∆ST2max+∆S02+j∆QBG-2
=26+j17+0.1+j2.03+0.065+j0.4 =26.165+j19.43MVA
S2min=SLD2min+∆ST2min+∆S02+j∆QBG-2
=15+j10+0.0325+j0.68+0.065+j0.4 =15.1+j11.08MVA
SG-1max=
(28.175+j20.72)⨯64+(26.165+j19.43)⨯36
76
=36.12+j26.65 MVA
(18.115+j13.38)⨯64+(15.1+j11.08)⨯36
76
=22.41+j16.52MVA
(28.175+j20.72)⨯12+(26.165+j19.43)⨯40
SG-2max=
76SG-1min=
=18.22+j13.5 MVA
(18.115+j13.38)⨯12+(15.1+j11.08)⨯40
76
=10.81+j7.94MVA SG-2min=
S1-2max=SG-1max-S1max
=36.12+j26.65-28.175-j20.72 =7.945+j5.93MVA
S1-2min=SG-1min-S1min
=22.41+j16.52-18.115-j13.38 =4.295+j3.14MVA 2.环网2的功率分布 节点3，4的运算负荷：
∆ST3max
352+262=(1.21+j25.41)=0.19+j3.99MVA 2
110242+162=(1.21+j25.41)=0.07+j1.41MVA
1102
∆ST3min
S3max=SLD3max+∆ST3max+∆S03+j∆QBG-3
=35+j26+0.19+j3.99+0.065+j0.4 =35.255+j30.39MVA
S3min=SLD3min+∆ST3min+∆S03+j∆QBG-3
= 0.07+j1.41+24+j16+0.065+j0.4 =24.135+j17.81MVA
∆ST4max
152+132=(1.573+j31.76)=0.05+j1.03MVA
1102122+92=(1.573+j31.76)=0.03+j0.59MVA 2
110
∆ST4min
S4max=SLD4max+∆ST4max+∆S04+j∆QBG-4
=15+j13+0.05+j1.03+0.055+j0.36 =15.1+j14.39MVA
S4min=SLD4min+∆ST4min+∆S04+j∆QBG-4
=12+j9+0.03+j0.59+0.055+j0.36 =12.9+j9.95MVA
SG-3max=(35.225+j30.39)⨯37.6+(15.1+j14.39)⨯16 69.6
=22.5+j19.72 MVA
(24.135+j17.81)⨯37.6+(12.9+j9.95)⨯16 69.6
=16+j11.9MVA
(35.225+j30.39)⨯32+(15.1+j14.39)⨯53.6 SG-4max=69.6SG-3min=
=27.82+j25.05MVA
(24.135+j17.81)⨯32+(12.9+j9.95)⨯53.6 69.6
=21.03+j15.85MVA SG-4min=
S4-3max=SG-4max-S4max
=27.82+j25.05 -15.1-j14.39
=12.72+j10.66MVA
S4-3min=SG-4min-S4min
=21.03+j15.85-12.9-j9.95
=8.13+j5.9MVA
3.2.3节点电压
节点2是功率分点，在功率分点处将网络解开，成为两个开式网络。
1.节点2电压
SG2max=SG-2max+∆SLG-2max
18.222+13.52
⨯7.92 =18.22+j13.5+1102
=18.56+j13.5MVA
SG2min=SG-2min+∆SLG-2min
10.812+7.942
⨯7.92 =10.81+j7.94+1102
=10.93+j7.94MVA
取VG=1.05VN
∆VG-2max=PGmaxRG-2+QGmaxXG-218.56⨯7.92==1.27KV VG115.5
∆VG-2min=PGminRG-2+QGminXG-210.93⨯7.92==0.75KV VG115.5
V2max=VG-∆VG-2max=115.5-1.27=114.23KV
V2min=VG-∆VG-2min=115.5-0.75=114.25KV
2.节点1电压
∆SL1-2max7.9452+5.932=⨯2.64=0.02MVA 1102
4.2952+3.142
=⨯2.64=0.006MVA 2110∆SL1-2min
S'1max=SLD1max+∆SL1-2max+S1-2max
=28+j18+0.02+7.945+j5.93
=35.965+j23.95MVA
S'1min=SLD1min+∆SL1-2min+S1-2min
=18+j12+0.006+4.295+j3.14
=22.3+j15.146MVA
∆SLG-1max35.9652+23.952=⨯7.04=1.08MVA 2110
22.32+15.1462
=⨯7.04=0.42MVA 1102∆SLG-1min
SG'1max=S1'max+∆SLG-1max=35.965+j23.95+1.08=37.04+j23.95MVA
SG'1min=S1'min+∆SLG-1min=22.3+j15.146+0.42=22.72+j15.1MVA
取VG=1.05VN
∆VG-1max=PG-1maxRG-1+QG-1maxXG-137.04⨯7.04 ==2.26KV VG115.5
PG-1minRG-1+QG-1minXG-122.72⨯7.04==1.38KV VG115.5∆VG-1min=V1max=VG-∆VG-1max=115.5-2.26=113.24KV
V1min=VG-∆VG-1min=115.5-1.38=114.12KV
3.节点3电压
节点3是功率分点，在功率分点处将网络解开，成为两个开式网络
SG3max=SG-3max+∆SLG-3max
22.52+19.722
=22.5+j19.72+⨯7.02 2110
=23.02+j19.72MVA
SG3min=SG-3min+∆SLG-3min
162+11.92
=16+j11.9+⨯7.02 2110
=16.23+j11.9MVA
取VG=1.05VN
∆VG-3max=PGmaxRG-3+QGmaxXG-323.02⨯7.02==1.4KV VG115.5
PGminRG-3+QGminXG-316.23⨯7.02==0.99KV VG115.5∆VG-3min=
V3max=VG-∆VG-3max=115.5-1.4=114.1KV
V3min=VG-∆VG-3min=115.5-0.99=114.5KV
4.节点4电压
∆SL4-3max12.722+10.662=⨯4.75=0.1MVA 2110
8.132+5.92
=⨯4.75=0.04MVA 1102∆SL4-3min
S'4max=SLD4max+∆SL4-3max+S4-3max
=15+j13+0.1+12.72+j10.66
=27.82+j23.66MVA
S'4min=SLD4min+∆SL4-3min+S4-3min
=12+j8+0.04+8.13+j5.9
=20.17+j13.9MVA
∆SLG-4max27.822+23.662=⨯4.75=0.52MVA 2110
20.172+13.92
=⨯4.75=0.24MVA 2110∆SLG-4min
SG'4max=S4'max+∆SLG-4max=27.82+j23.66+0.52=28.34+j23.66MVA
SG'4min=S4'min+∆SLG-4min=20.17+j13.9+0.24=20.41+j13.9MVA
取VG=1.05VN
∆VG-4max=PG-4maxRG-4+QG-4maxXG-428.34⨯4.75 ==1.17KV VG115.5
PG-4minRG-4+QG-4minXG-420.41⨯4.75==0.84KV VG115.5∆VG-4min=V4max=VG-∆VG-1max=115.5-1.17=114.33KV
V4min=VG-∆VG-1min=115.5-0.84=114.66KV
3.2.4 最终功率分布
∆ST2max262+172=(1.21+j25.41)=0.09+j1.88MVA 114.232
152+102
=(1.21+j25.41)=0.03+j0.63MVA 2114.25∆ST2min
S2max=SLD2max+∆ST2max+∆S02+j∆QBG-2
=26+j17+0.09+j1.88+0.065+j0.4
=26.155+j19.28MVA
S2min=SLD2min+∆ST2min+∆S02+j∆QBG-2
=15+j10+0.03+j0.63+0.065+j0.4
=15.095+j11.03MVA
∆ST1max282+182=(1.21+j25.41)=0.1+j2.2MVA 113.242
182+122
=(1.21+j25.41)=0.04+j0.91MVA 2114.12∆ST1min
S1max=SLD1max+∆ST1max+∆S01+j∆QBG-1
=28+j18+0.1+j2.2+0.065+j0.4
=28.165+j20.6MVA
S1min=SLD1min+∆ST1min+∆S01+j∆QBG-1
=18+j12+0.04+j0.91+0.065+j0.4
=18.105+j13.31MVA
SG-2max=(26.155+j19.28)⨯40+(28.165+j20.6)⨯12 76
=18.21+j13.4MVA
(15.095+j11.03)⨯40+(18.105+j13.31)⨯12 76
=10.80+j7.91MVA
(28.165+j20.6)⨯64+(26.155+j19.28)⨯36 SG-1max=76SG-2min=
=36.11+j26.48 MVA
SG-1min=(18.105+j13.31)⨯64+(15.095+j11.03)⨯36 76
=22.4+j16.43MVA
S1-2max=SG-1max-S1max
=36.11+j26.48 -28.165-j20.6
=7.945+j5.88MVA
S1-2min=SG-1min-S1min
=22.4+j16.43-18.105-j13.31
=4.295+j3.12MVA
SG2max=SG-2max+∆SLG-2max
18.212+13.42
⨯7.92 =18.21+j13.4+114.232
=18.52+j13.4MVA
SG2min=SG-2min+∆SLG-2min
10.82+7.912
=10.8+j7.91+⨯7.92 114.252
=10.91+j7.91MVA
∆SL1-2max7.9452+5.882=⨯7.92=0.06MVA 114.232
4.2952+3.122
=⨯7.92=0.02MVA 2114.25∆SL1-2min
S'1max=S1max+∆SL1-2max+S1-2max
=28.165+j20.6+0.06+7.945+j5.88
=36.17+j26.48 MVA
S'1min=S1min+∆SL1-2min+S1-2min
=18.105+j13.31+0.02+4.295+j3.12
=22.42+j16.43MVA
∆SLG-1max36.172+26.482=⨯7.92=1.22MVA 114.232
22.422+16.432
=⨯7.92=0.47MVA 2114.25∆SLG-1min
SG'1max=S1'max+∆SLG-1max=36.17+j26.48+1.22=37.39+j26.48MVA
SG'1min=S1'min+∆SLG-1min=22.42+j16.43+0.47=22.89+j16.43MVA
∆ST3max352+262=(1.21+j25.41)=0.18+j3.71MVA 114.12
242+162
=(1.21+j25.41)=0.07+j1.61MVA 2114.5∆ST3min
S3max=SLD3max+∆ST3max+∆S03+j∆QBG-3
=35+j26+0.18+j3.71+0.065+j0.4
=35.245+j30.11MVA
S3min=SLD3min+∆ST3min+∆S03+j∆QBG-3
=24+j16+0.07+j1.61+0.065+j0.4
=24.135+j18.01MVA
∆ST4max152+132=(1.573+j31.76)=0.03+j0.59MVA 2114.33
122+92
=(1.573+j31.76)=0.03+j0.54MVA 114.662∆ST4min
S4max=SLD4max+∆ST4max+∆S04+j∆QBG-4
=15+j13+0.03+j0.59+0.055+j0.36
=15.085+j13.95MVA
S4min=SLD4min+∆ST4min+∆S04+j∆QBG-4
=12+j9+0.03+j0.54+0.055+j0.36
=12.085+j9.9MVA
SG-3max=(35.245+j30.11)⨯37.6+(15.085+j13.95)⨯16 69.6
=22.5+j19.47MVA
(24.135+j18.01)⨯37.6+(12.085+j9.9)⨯16 69.6
=16+j12MVA
(35.245+j30.11)⨯32+(15.085+j13.95)⨯53.6 SG-4max=69.6SG-3min=
=27.82+j24.6MVA
(24.135+j18.01)⨯32+(12.085+j9.9)⨯53.6 69.6
=20.4+j15.9MVA SG-4min=
S4-3max=SG-4max-S4max
=27.82+j24.6 -15.085-j13.95
=12.735+j10.65MVA
S4-3min=SG-4min-S4min
=20.4+j15.9-12.085-j9.9
=8.315+j6MVA
SG3max=SG-3max+∆SLG-3max
22.52+19.472
=22.5+j19.47+⨯7.04 114.12
=22.98+j19.47MVA
SG3min=SG-3min+∆SLG-3min
162+122
=16+j12+⨯7.04 2114.5
=16.21+j12MVA
∆SL4-3max12.7352+10.652=⨯7.04=0.15MVA 2114.33
8.3152+62
=⨯7.04=0.06MVA 114.662∆SL4-3min
S'4max=S4max+∆SL4-3max+S4-3max
=15.085+j13.95+0.15+12.735+j10.65
=27.97+j24.6 MVA
S'4min=S4min+∆SL4-3min+S4-3min
=12.085+j9.9+0.06+8.315+j6
=20.46+j15.9MVA
∆SLG-4max27.972+24.62=⨯7.04=0.75MVA 114.332
20.462+15.92
=⨯7.04=0.36MVA 2114.66∆SLG-4min
SG'4max=S4'max+∆SLG-4max=27.97+j24.6+0.75=28.72+j24.6MVA
SG'4min=S4'min+∆SLG-4min=20.46+j15.9+0.36=20.82+j15.9MVA
3.3 调压与调压设备选择
3.3.1调压及选择变电站的变压器分接头
各变电站在最大负荷与最小负荷下的高压测流过的功率、实际电压及低压侧的调压要求数据如下：
变电站1：Smax=28.165+j20.6 (MVA) VHmax=113.24 (KV) Smin=18.105+j13.31 (MVA) VHmin=114.12(KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：逆调压 变电站2：Smax=26.155+j19.28 (MVA) VHmax=114.23 (KV) Smin=15.095+j11.03(MVA) VHmin=114.25 (KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：逆调压 变电站3：Smax=35.245+j30.11(MVA) VHmax=114.1 (KV) Smin=24.135+j18.01 (MVA) VHmin=114.5 (KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：顺调压
变电站4：Smax=15.085+j13.95(MVA) VHmax=114.33 (KV) Smin=12.085+j9.9(MVA) VHmin=114.66(KV) 低压侧绕组额定电压：10KV 调压要求：顺调压
变电站1分接头选择计算如下：
按调压要求最大负荷时较线路高5%，在最小负荷时等于线路的额定电压。
∆VTmax=（28.165*1.21+20.6*25.41）/113.24= 4.92（KV）
Vtmax=（113.24-4.92）*10.5/10.5= 108.32（KV）
∆VTmin=（18.105*1.21+13.31*25.41）/114.12 = 3.156KV）
Vtmin=（114.12-3.156）*10.5/10 = 116.51（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（108.32+116.51）/ 2 =112.415（KV）
变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
112.415(-1)=2.2% 110
所以选+2.5%的分接头，即 Vt=1.025VN=112.75（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (113.24-4.92)*10.5 /112.75=10.09＜10.5 (KV) VLmin= (114.12-3.156)*10.5/112.75= 10.33＞10 (KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。
变电站2分接头选择计算如下：
按调压要求最大负荷时较线路高5%，在最小负荷时等于线路的额定电压。
∆VTmax=（26.155*1.21+19.28*25.41）/114.23= 4.566（KV）
Vtmax=（114.23-4.566）*10.5/10.5= 109.664（KV）
∆VTmin=（15.095*1.21+11.03*25.41）/114.25 = 2.613KV）
Vtmin=（114.25-2.613）*10.5/10 = 117.2（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（109.664+117.2）/ 2 =113.44（KV）
变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
113.44(-1)=3.1% 110
所以选+5%的分接头，即 Vt=1.05VN=115.5（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (114.23-4.566)*10.5 /115.5=9.97＜10.5 (KV) VLmin= (114.25-2.613)*10.5/115.5= 10. 15＞10 (KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。
变电站3分接头选择计算如下：
按调压要求负荷变化时电压保持在较线路额定电压高2%到5%。
∆VTmax=（35.245*1.21+30.11*25.41）/114.1= 7.07（KV）
Vtmax=（114.1-7.07）*10.5/10.2= 110.178（KV）
∆VTmin=（24.135*1.21+18.01*25.41）/114.5 =4.252(KV）
Vtmin=（114.5-4.252）*10.5/10.5 = 110.248（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（110.178+110.248）/ 2 =111.213（KV） 变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
111.213(-1)=1.1% 110
所以选+2.5%的分接头，即 Vt=1.025VN=112.75（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (114.1-7.07)*10 .5/112.75 =10.09＜10.2 (KV) VLmin= (114.5-4.252)*10.5/112.75= 10.24 ＜10.5(KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。 变电站4分接头选择计算如下：
按调压要求负荷变化时电压保持在较线路额定电压高2%到5%。
∆VTmax=（15.085*1.573+13.95*31.76）/114.33= 4.083（KV）
Vtmax=（114.33-4.083）*10.5/10.2= 113.49（KV）
∆VTmin=（12.085*1.573+9.9*31.76）/114.66 = 2.908（KV） Vtmin=（114.66-2.908）*10.5/10.5 = 111.752（KV）
Vt⋅av=（Vtmax+Vtmin）/ 2 =（113.49+111.752）/ 2 =112.621（KV）
变压器分接头Vt选择与之最接近的分接头
112.621
(-1)=2.38% 110
所以选+2.5%的分接头，即 Vt=1.025VN=112.75（KV）
校验低压侧实际电压：VLmax= (114.33-4.083)*10 .5/112.75=10.267 ＞10.2(KV) VLmin= (114.66-2.908)*10.5/112.75 = 10.407＜10.5 (KV)
通过校验表明满足低压侧的调压要求。
这里仅以表3-1给出各变电站的变压器分接头选择位置及校验后低压侧实际电压。
表
3.4 物质统计
3.5 运行特性
3.5.1 有功功率损耗率
1.最大运行方式有功功率损耗率 发电机送出总功率
SG
=37.39+j26.48+18.52+j13.4+22.98+j19.47+28.72+j24.6=107.61+j83.95(MVA)
负荷总有功功率∑PLD=28+26+35+15=104（MW）
有功功率损耗率ηP%=（107.61-104）/ 107.61*100% = 3.35% 2.最小运行方式有功功率损耗率 发电机送出总功率
SG=22.89+j16.43+10.91+j7.91+16.21+j12+20.82+j15.9=70.83+j52.24(MVA)
负荷总有功功率∑PLD=18+15+24+12=69（MW） 有功功率损耗率ηP%=（70.83-69）/70.83*100% =2.58% 3.5.2 年电能损耗率
线路和变压器的年电能损耗采用最大负荷损耗时间法计算 ∆A=∆Pmax⋅τ （万度）
各输电线路的功率损耗∆Pmax以及最大负荷损耗时间τ（小时）在经精确计算， 年电能损耗∆A=∆Pmax⋅τ=594.196（万度） 全网负荷年电能消耗：
∑Pi⋅Tmax⋅i=28000*5000+26000*4500+35000*6000+15000*4300
=11.12（亿度）
年电能损耗率=594.196/（11.12*10000+594.196）*100% = 0.53% 3.5.3 输电效率
输电效率 η=1-0.53%=99.47%
附录
最大运行方式以及最小运行方式下潮流分布图一张
参考文献
[1]刘天琪，邱晓燕. 电力系统分析理论 [M] . 北京:科学技术出版社,2005. [2]熊信银.发电厂电气部分 [M].北京：中国电力出版社.2004.