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中册407

规划篇407

第11章 导线和变压器选型的基本经济性分析407

11.1引言407

11.2配电线路407

11.2.1线路类型408

11.2.2电缆线路408

11.2.3三相、两相和单相制的电力系统元件410

11.2.4采用三相线路的配电系统布局方式413

11.2.5“美式”和“欧式”供电层布局方式413

11.2.6线路的性能和经济性415

11.2.7线路的阻抗、压降和线损416

11.3变压器417

11.3.1变压器可以改变输电的规模经济性417

11.3.2变压器类型417

11.3.3配电变压器417

11.3.4电力变压器或变电站变压器419

11.3.5特种变压器421

11.3.6变压器的额定值及特性422

11.3.7三个额定值的命名法424

11.4设备选型的基本经济性分析425

11.4.1导线截面的选择方法425

11.4.2两种以上选择方案的评估426

11.4.3负荷增长对导线选型的影响429

11.4.4更换现有线路429

11.4.5可变费用的线性化432

11.4.6地下电缆的经济性432

11.4.7变压器容量选择的经济性分析433

11.4.8电力变压器的容量选择434

11.5总结436

参考文献437

第12章 导线和变压器型号系列的选择438

12.1引言438

12.1.1载荷经济性与供电距离的平衡438

12.1.2载荷供电距离及其效益439

12.1.3实际应用中满足配电系统各种约束的方法442

12.2有效利用经济载荷范围和压降的方法442

12.2.1满足基本要求的方法442

12.2.2电压等级和载荷供电距离的关系443

12.2.3经济载荷范围内的压降444

12.2.4相同载荷供电距离下载荷范围的调整445

12.3导线截面系列的经济性和性能448

12.3.1导线截面系列经济性的模型448

12.3.2不同电压等级的影响450

12.3.3经济载荷供电距离与系统中压电压等级的关系452

12.3.4基于“经济载荷范围和载荷供电距离”推荐表的馈线特性454

12.3.5超过经济载荷供电距离的导线截面系列选择方法455

12.4导线截面系列设计考虑的基本要素456

12.4.1导线存量设计的常见问题458

12.4.2紧急载荷供电距离所考虑的问题461

12.4.3导线截面系列设计的要点总结463

12.5导线截面系列设计的推荐方法464

12.5.1分析中应包含所有费用464

12.5.2确定对现有线路升级的导线截面464

12.5.3确定导线截面系列中导线截面的数量465

12.5.4确定导线经济性和导线截面系列的方法465

12.5.5提供完整的导线截面设计表467

12.6变压器标准容量系列设计的推荐方法467

12.6.1变电站和电力变压器468

12.7总结468

参考文献470

第13章 单条馈线的布局471

13.1引言471

13.2馈线系统471

13.2.1任务和目的471

13.2.2变电站和馈线472

13.2.3辐射状、环状和网状馈线系统477

13.2.4“一般地区”、“城市地区”和“农村地区”的馈线类型479

13.3辐射状和环状馈线系统布局487

13.3.1设计中的灵活性488

13.3.2通过灵活性设计来满足非费用因素491

13.4双电压馈线系统493

13.4.1欧洲的双电压环状馈线系统493

13.4.2双电压辐射状馈线494

13.4.3双电压馈线的经济性495

13.5总结498

参考文献499

第14章 馈线的布局及切换策略与可靠性的关系500

14.1引言500

14.1.1本章重点：馈线布局方式及其与可靠性的相互作用501

14.1.2关注可靠性501

14.1.3馈线系统及其可靠性502

14.1.4确定切换策略和分段方式——控制复杂性和费用506

14.2中压（MV）馈线层的可靠性设计510

14.2.1隔离故障和处理停运的观点510

14.2.2分段方式和切换策略510

14.2.3分段与切换的规划所涉及的四个方面512

14.2.4总体规划过程513

14.2.5四个方面与供电可靠性之间的相互影响513

14.2.6满足可靠性所需的费用516

14.3馈线系统的转供能力517

14.3.1变电站层的转供能力需满足大部分负荷的需求517

14.3.2馈线转供能力的价值518

14.3.3馈线系统转供能力及其对可靠性和费用的影响519

14.3.4成本—效益是真正的核心问题520

14.4基于预想事故的规划与基于可靠性的规划520

14.4.1基于预想事故的规划521

14.4.2基于可靠性的规划524

14.4.3基于预想事故法和基于可靠性法对规划人员的影响528

14.5事故支持和切换策略的设计529

14.5.1由同一个变电站提供备用电源530

14.5.2可切换的事故支持分区方法534

14.5.3为完全转供选择开关位置538

14.5.4复杂的多分区切换具有自身的成本542

14.5.5支持变电站主变停运的馈线规划方案543

14.5.6支持变电站全停的馈线规划方案544

14.5.7切换时间、SAIDI与分区复杂性的关系546

14.5.8可靠性相同时费用是关键547

14.5.9没有通用的费用、可靠性及馈线设计导则548

14.6馈线系统的保护和分段548

14.6.1保护配置的基本需求549

14.6.2与配电系统保护有关的设备550

14.6.3时间—电流（T-C）曲线552

14.6.4保护的协调553

14.6.5基于线路分段的保护配置554

14.6.6增加分段装置以提高可靠性556

14.6.7重合器—分段开关的配合方案558

14.6.8保护及线路分段是一门复杂的艺术和科学562

14.6.9网络结构和与保护配合的相互作用563

14.6.10分段设备的效率和成本效益分析564

14.6.11分段方式和切换策略的配合及相互作用568

14.6.12熔断器和切换策略的优化及相互作用570

14.6.13网络结构与线路分段的相互作用571

14.7总结575

参考文献577

第15章 多条馈线的布局578

15.1引言578

15.1.1系统论的观点：馈线仅是整个系统的一部分578

15.2确定变电站供电范围内馈线的条数579

15.2.1传统馈线规划的观点（通常不宜）579

15.2.2规划时应该同时考虑多条而不仅是单条馈线581

15.2.3确定馈线的条数582

15.3现代馈线系统规划的观点583

15.3.1避免每次只规划一条馈线的短视行为586

15.3.2应协调变电站层和馈线层的设计标准586

15.3.3规划总是从导线经济截面系列的选择开始586

15.3.4应协调事故支持策略586

15.3.5采用产生良好效果的回溯规划法587

15.3.6应尽量使用非矩形路径588

15.4适应负荷增长的规划589

15.4.1负荷预测589

15.4.2为向“新区”的新增负荷供电而进行扩展规划592

15.4.3馈线分解法592

15.4.4负荷增长不确定性风险的最小化594

15.5馈线系统费用的估算公式596

15.5.1减少所规划馈线的费用597

15.6总结600

15.6.1馈线系统应具有足够的流动性600

15.6.2规划高效馈线系统的步骤600

参考文献602

第16章 变电站（HV/MV）的配置604

16.1引言604

16.1.1标准和设计之间的兼容性是关键605

16.1.2变电站的四个基本部分605

16.2变电站高压侧设备和配置606

16.2.1输电和配电结合部的变电站606

16.2.2高压配电的线路及电压等级607

16.2.3高压侧接线方式和供电可靠性612

16.2.4变电站高压侧的显著特征615

16.3变电站的变压器部分616

16.3.1变压器的类型616

16.3.2多台变压器618

16.3.3变压器层级的结构618

16.3.4变压器层级的可靠性620

16.3.5电压调节622

16.3.6变压器的显著特征623

16.4变电站的低压侧部分624

16.4.1变电站低压侧的可靠性625

16.5变电站的站址627

16.6变电站的费用、容量及可靠性630

16.7变电站标准631

16.7.1定制的与“现成”的变电站631

16.7.2标准化建设的变电站632

16.7.3模块化变电站633

16.7.4单元变电站635

16.7.5移动式变电站635

16.8变电站规划和“变压器单元”的概念635

16.9总结637

参考文献638

第17章 配电系统规划的评估640

17.1引言640

17.2完整的城市配电系统示例640

17.2.1示例系统的性能644

17.2.2示例系统与实际系统的比较650

17.3规划设计中的各种相互关系651

17.3.1概述651

17.3.2变电站的容量和间距对变电站本身的影响651

17.3.3变电站的容量和间距对高压配电线路的影响657

17.3.4变电站的容量和间距对馈线系统的影响658

17.3.5变电站的容量和间距对配电系统优化设计的影响665

17.3.6负荷密度对配电系统费用及变电站站间距的影响669

17.3.7中压电压对配电系统总体费用的影响675

17.4农村配电系统示例678

17.4.1高压配电线路和变电站680

17.4.2馈线系统设计680

17.4.3导线类型及所达到的供电距离681

17.4.4农村电网的费用和可靠性682

17.4.5农村电网设计的灵敏度分析684

17.4.6农村电网的总体评价686

17.5总结686

参考文献686

第18章 变电站选址与系统扩展规划的关系688

18.1引言688

18.2变电站的位置、容量以及供电范围688

18.2.1变电站及其供电范围覆盖了电力企业的全部供电区域688

18.2.2变电站包含三个层级的设备689

18.2.3变电站“确实”存在最优的站址、容量和供电范围690

18.2.4基于中垂线法的供电范围划分691

18.3变电站站址及容量选择的经济性693

18.3.1馈线费用与变电站站址和容量的关系694

18.3.2变电站供电范围固定时改变站址对费用造成的影响695

18.3.3变电站供电范围与站址同时改变以降低费用696

18.3.4影响馈线费用的基本因素699

18.3.5站址和容量对供电范围及费用的影响700

18.3.6高压配电线路和变电站（站址、容量）之间费用的相互影响703

18.3.7高压配电费用与馈线系统费用的灵敏度关系703

18.3.8变电站站址与接入费用的相互关系704

18.3.9变电站站址综合费用图706

18.3.10变电站站址综合费用等高线图706

18.4变电站层的规划：一种艺术708

18.4.1变电站规划——游戏规则708

18.5变电站定址、定容中达到较低费用的规则711

18.5.1变电站在供电范围边界附近选址713

18.5.2规划既是艺术，也是科学714

18.6变电站的规划：一门科学714

18.6.1在特定地点新建变电站的经济效益评价715

18.6.2新建变电站的时机716

18.6.3变电站的选址与负荷动态增长特性的相互影响719

18.7规划时考虑采用模块化（工厂式）变电站724

18.7.1模块化变电站的优缺点724

18.7.2规划中的考虑因素724

18.7.3利用模块化特性以提高整体经济性726

18.7.4系统发展规划中利用模块化变电站的优势726

18.8总结728

参考文献730

第19章 供电层级的布局和规划731

19.1引言731

19.2供电层级概要731

19.3供电层布局的类型732

19.3.1美式布局和欧式布局732

19.3.2网状及辐射状734

19.3.3低压架空线与低压电缆734

19.3.4多配电变压器少低压线路布局与少配电变压器多低压线路布局的比较735

19.4负荷的动态特性、同时性及其与供电层级的相互关系736

19.4.1低压线路的压降和损耗要高于根据负荷的同时性等效曲线而估计的结果737

19.4.2配电工程中存在的一个最常见的误区739

19.4.3负荷的同时性对系统的影响739

19.5供电层级的规划742

19.5.1供电层级是一项重要开支742

19.5.2基于表格的供电层级规划743

19.5.3配电变压器和低压线路的型号系列746

19.5.4简单精确的表格设计746

19.5.5负荷同时性与导线截面选择的相互作用748

19.6高可靠性的低压网络布局751

19.6.1低压网络的高可靠性布局原则752

19.6.2熔断器低压支路752

19.6.3环状低压网络752

19.6.4网状低压网络754

19.6.5网状和环状低压网络的经济性评价758

19.7总结758

参考文献760