【电气工程及其自动化】地区高压输电网电气设计

本科生毕业设计（论文）地区高压输电网电气设计二级学院信息科学与技术学院专业电气工程及其自动化完成日期2014年5月10日A基础理论B应用研究C调查报告D其他目录1绪论111概述112电网规划设计原则113主要内容2131原始资料及设计要求2132设计内容3133设计的基本步骤32网络基本情况分析及电力电量平衡421网络基本情况分析522电力电量平衡5221概述5222电力电量平衡63网络方案设计及电压等级确定731网络方案设计原则732网络方案形成及初步比较7321网络方案形成7322各网络方案的电压等级选择8323网络方案初步比较1033网络方案详细的技术经济比较11331架空输电线路导线截面的选择与校验11332方案技术比较13333方案经济比较13333结论154电气主接线设计1541概述1542发电厂主接线的设计16421发电厂主接线的确定16422发电机型号确定1643变电所主接线的设计18431变电所主接线的确定18432变电所主变压器的选择1944系统接线图215潮流计算2151电力系统元件技术数据及其参数计算21511变压器参数有名值计算（归算到高压侧）21512单相输电导线有名值计算2352最大负荷下的潮流计算23521系统等值电路23522最大负荷下的功率分布计算24523最大负荷下的节点电压分布计算27524最大负荷下潮流计算图和最小负荷下潮流计算图31525最大负荷下总发电功率及总损耗326调压计算3261电压调整的必要性及调压措施3262变压器分接头的选择33621变压器分接头的选择原则33622变压器分接头的选择计算347电气设备的选择3671主要电气设备清单368结论39参考文献40附录41地区高压输电网电气设计摘要高压输电网的设计应根据用户负荷的相关资料，各配电变电所的地理位置和已有电厂的供电情况做出相应的功率平衡，确定各变电所变压器的主变容量与台数。根据电厂和变电所之间的距离、负荷及电源情况，对网络基本情况作简要分析，接着进行电力电量平衡校验；网络方案设计包括8种方案的电压等级确定、初步比较，保留下2种较好的方案，接着进行详细的经济技术比较，确定最佳方案；对设计方案进行电气主接线设计；在最大负荷与最小负荷运行方式下计算潮流分布，计算电能损耗；最后进行变压器分接头调压计算。关键词规划设计；电力电量；网络方案；主接线；潮流计算ELECTRICALREGIONALPOWERSUPPLYNETWORKPLANNINGABSTRACTHIGHVOLTAGETRANSMISSIONGRIDSHOULDBEDESIGNEDACCORDINGTOUSERLOADOFTHERELEVANTINFORMATION,THEDISTRIBUTIONSUBSTATIONLOCATIONANDEXISTINGPOWERPLANTSSUPPLYSITUATIONANDMAKETHEAPPROPRIATEPOWERBALANCE,DETERMINETHEMAINTRANSFORMERSUBSTATIONTRANSFORMERCAPACITYANDNUMBEROFUNITSACCORDINGTOTHEDISTANCEBETWEENPOWERPLANTSANDSUBSTATIONS,LOADANDPOWERCONDITIONS,THEBASICINFORMATIONFORABRIEFANALYSISOFTHENETWORK,ANDTHENCHECKTHEELECTRICALENERGYBALANCEWEBDESIGNPROGRAMS,INCLUDINGEIGHTKINDSOFVOLTAGELEVELSTODETERMINETHEINITIALCOMPARISON,PRESERVINGTWOKINDSOFBETTEROPTIONS,ANDTHENCONDUCTADETAILEDECONOMICANDTECHNICALCOMPARISON,DETERMINETHEBESTSOLUTIONONTHEDESIGNOFTHEELECTRICALMAINWIRINGDESIGNINTHELARGESTLOADANDMINIMUMLOADOPERATIONWAYOFCALCULATINGTHEPOWERFLOWANDPOWERLOSSFINALLYCALCULATINGTHETAPVOLTAGEKEYWORDSPLANNINGANDDESIGN；POWERCONSUMPTION；NETWORKSOLUTIONS；MAINCONNECTION；POWERFLOWCALCULATION1绪论11概述改革开放以来，随着国民经济的持续快速发展，电能已经成为经济社会发展的重要支柱。电能的传输和分配依靠遍步各地的电网得以实现，电网的可靠与稳定直接关系到用户用电的质量。高压输电网起到传输电能的作用，在电力系统中占有举足轻重的地位。地区高压输电网正确、合理的规划可以实现经济、可靠地输送电能。高压电网规划方案的优劣直接影响电力系统运行的经济性、安全性和可靠性。电网规划设计是电网发展和改造的总体计划。其任务是研究负荷增长的规律，改造和加强现有电网结构，逐步解决薄弱环节，扩大供电能力，实现设施标准化，提高供电质量和安全可靠性，建立技术经济合理的城网。为保证电网的建设合理利用资金和节能降损，提高供电质量和供电的安全、可靠性水平，必须采用科学的方法和手段进行电网规划设计，使电网建设适应社会发展定位要求。我国的电力市场改革已经启动，而针对电力市场环境下的输电网规划研究工作才刚刚起步，有待于深入，今后的研究方向应当包括（1）加强对新型寻优算法的研究，寻找更快速、高效的实用规划求解方法。（2）合理地考虑多阶段规划中各阶段规划方案之间的过渡和相互约束，寻找求解动态规划的更合理的模型和实用的求解方法。（3）在规划模型中更合理地考虑和协调经济性和可靠性的关系，更充分地考虑安全因素，使规划方案更具实用价值。（4）更为全面合理地考虑和处理各种不确定性因素，如经济、环境和政策等，使规划方案具有更高的灵活性和适应性。（5）在输电网规划中考虑采取合理的接线模式，降低短路电流水平。（6）如何考虑和确定合理的电网规划模型和算法，使其符合电力市场模式的需求。12电网规划设计原则电网规划设计的基本原则是满足运行中的安全可靠性，近、远景发展的灵括适应性及供电的经济合理性的要求14。（1）可靠性可靠性主要是指应当具有电力系统安全稳定导则所规定的抗干扰的能力，满足向用户安全供电的要求，防止发生灾难性的大面积停电。（2）灵活性灵活性一是指能适应电力系统的近、远景发展，便于过渡，尤其要注意到远景电源建设和负荷预测的各种可能变化；二是指能满足调度运行中可能发生的各种运用方式下潮流变化的要求。（3）经济性在满足上述要求的条件下，设计方案要节约电网建设费（包括节约钢材、水泥、木材和设备）和年运行费，使年计算费用达到最小。以上这三项要求往往受到许多客观条件（如资源、财力、技术及技术装备等）的限制，在某些情况下，三者之间相互制约井会发生矛盾，因此必需进一步研究三个方面之间综合最优的问题，从而获得最大的效益。13主要内容131原始资料及设计要求（1）一个地区性电网的负荷点、电源点已经确定，由两个发电厂和三个变电所组成，其相对位置地理接线如图11所示。图11相对位置地理接线（2）各地区负荷调查确定的待设计电网设计年负荷水平（以后510年中某年为准），见表11表11待设计电网设计年负荷水平变电所发电厂项目CDEAB最大负荷，MW80100，80502025最小负荷，MW4555，45301015I类负荷，5050454550II类负荷，3535353535III类负荷，1515202015负荷对供电要求有备用最大负荷利用小时5000COS085低压母线电压，KV10110，10101010调压要求逆调压负荷单位调节功率K15以新系统负荷容量为基值（3）本地电源情况当系统负荷发展水平确定以后，电源容量必须满足负荷的要求。A抽汽式火电厂，总装机容量350MW，4台机组。其中厂用电率为10250MW105KV,COS08,462125MW138KV,COS085,46B中温中压式火电厂，总装机100MW，2台机。其中厂用电率10250MW105KV,COS085,12（4）系统情况原系统最大负荷1000MW,COS085电厂A处以220KV双回路与新系统联系。最大负荷时A厂向系统送10MW,始端COS09最小负荷时A厂向系统送150MW,始端COS09。系统总装机容量为1050MW,4,负荷的单位调节功率K13以老系统负荷容量为基值。最大负荷利用小时数TMAX5000，最大负荷同时系数为09。132设计内容（1）网络基本分析及网络电力电量平衡（2）网络方案设计（3）电气主接线设计（4）潮流计算（5）调压计算（6）电气设备的选择133设计的基本步骤（1）分析网络基本情况及电力电量平衡校验根据电厂、变电所之间的距离和负荷情况，对网络基本情况作简要分析包括网络情况、电源规模及构成、输变电规模及供用电情况。然后根据电源装机容量和负荷大小，进行电力电量供应与需求之间的平衡校验，即电力电量平衡校验，为拟定电源方案、网络方案设计等方面提供依据。（2）网络方案的设计根据电力系统设计技术规程规定的网络方案设计有关原则11，首先列出8种网络接线方案，并根据各电厂和变电所之间的距离和线路输送的功率容量确定线路的电压等级；从供电可靠性、运行维护的灵活性等角度去掉明显不合理的方案；暂留下的方案，按类似的接线方式进行粗略的经济比较，办法是按110KV站、220KV站投资的座数及需要架设110KV、220KV线路长度进行比较，留下2种较好的方案；对留下的2种方案进行架空线路导线截面选择及校验，接着进行详细的经济技术比较，包括电压损耗、投资规模及电能损耗计算，最后确定出一个最佳方案。（3）电气主接线设计电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要素59。发电厂主接线设计10包括发电机变压器连接形式、主变压器的选择及电气主接线的确定，并完成A、B电厂的系统电气主接线图；变电站主接线设计713主要包括主变的选择（其容量、台数）及电气主接线的确定，并完成C、D、E变电站的电气主接线图。（4）潮流计算首先对电力系统各元件参数计算，由已知的系统接线图作出等值电路图，简化等值电路。其次对电力网络的设计方案的各种运行方式（包括最大负荷时、最小负荷时及事故时）进行潮流计算，可以得到电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。最后，网络通过潮流计算可以分析该网络的电压水平高低，功率分布和电力损耗的合理性及性等，从而对该网络的设计及运行作出评价。（5）调压计算电力系统的电压经常需要调整，由于电压偏移过大时，会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的“电压崩溃”，造成大面积停电，因此必须对电压进行调整。（6）电气设备的选择本文只对输电网进行简单计算的潮流计算，不进行短路计算，选择电气设备按正常工作条件选择，不作短路校验。然后根据电气设备的选择原则11，按正常最大负荷情况下查设备手册选出设备。2网络基本情况分析及电力电量平衡21网络基本情况分析（1）网络情况由位置地理接线图可知，本系统有三个变电站和两个发电厂，发电厂B离负荷较远，A在负荷中心，与旧系统连接。A电站与其余电站连接线路都比较短，适合用于调频调压，而B线路较长，变电站之间的联系线路也比较长。另外新规划系统主要电压等级有10KV、110KV、220KV22电力电量平衡221概述（1）电力电量平衡是电力电量供应与需求之间的平衡。（2）电力平衡指有功、无功功率平衡，其目的是确定系统是否有足够的有功和无功功率备用容量，并确定系统需要的装机容量、调峰容量、电源的送电方向，为拟定电源方案、调峰方案、网络方案及计算燃料需要量等提供依据1。（3）电源容量可投入发电设备的可发功率之和才是真正可供调度的系统容量。显然，系统电源容量应不小于包括网络损耗和厂用电在内的系统总发电量。而为保证可靠供电和良好的电能质量，应大于系统发电负荷，即电源容量发电负荷。（4）装机容量指系统中各类电厂发电机组额定容量的总和（5）供电负荷指系统最大综合用电负荷加上网络损耗。（6）发电负荷指发电负荷为发电机出力，即供电负荷加上厂用电负荷。（7）系统备用容量电力系统在运行时,负荷时刻在变化，电力设备随时都有故障的可能，此外，运行的设备总要定期检修，为维持系统的正常运行，在规划设计时必须考虑足够的备用容量。负荷备用容量指接于母线上能立即带负荷的旋转备用容量，以备各平衡负荷瞬间波动与发电负荷曲线的差值。事故备用容量指系统中电源发生偶然事故时，为了系统正常供电，在短时间内可调用的备用容量，其中有一部分备用容量可在系统频率下降时自动投入。检修备用容量检修备用容量应考虑系统负荷特点、水火电比例、设备质量、检修水平等因素应能满足对运行机组进行周期期性计划检修的需要，故一般按系统中最大一台机组容量来参照确定检修备用容量。222电力电量平衡（1）有功功率平衡（A）新系统用电负荷10981052103285YIPKMW（B）新系统供电负荷（指系统的用电负荷加电网损耗）232485GYMW（C）新系统发电负荷（供电负荷加上厂用电）1325091350863FGCYGPKPMW系统的电源容量D系统的备用容量869217BYFF系统备用容量占系统的最大发电负荷的百分比21371001869BYBYFFP式中、分别为新旧规划系统的最大发电负荷。系统的发电负荷FF为发电机出力；新系统厂用电；、分别为A,B和旧系统CYP1P23的总装机容量；同时率取09；网损率取5；厂用1KK3K电率，取10。电力平衡结论新规划系统备用容量符合规定5系统的总备用容量占系统最大发电负荷的1520，但不小于系统一台最大的单机容量（新系统最大一台机组的容量为125MW）。新规划系统满足电力平衡。（2）电量平衡校验电量平衡指有功功率能量的平衡。系统需要发电量为发电负荷与最大利用小时的乘积，系统需要发电量除以发电设备所能发出的最大功率即得火电利用小时。新规划系统需要的发电量1MAX386501930FWPTWH（M）旧系统需要的发电量24F（）新旧系统所需发电总量124H（）火电利用小时数1236504287501THP结论发电量能够满足负荷需求，新规划系统满足电量平衡。3网络方案设计及电压等级确定31网络方案设计原则（1）网络方案设计应从全网出发，合理布局，消除薄弱环节，加强受端主干网络，增强抗事故干扰的能力，贯彻“分层分区”原则，简化网络结构，降低网损，并满足电压质量的标准、系统运行安全稳定、调度灵活等要求。（2）网络的输电容量必须满足各种正常和事故运行方式的输电需要。事故运行方式是在正常运行方式的基础上，考虑线路、变压器或发电机组单一故障。（3）网络应满足以下供电安全可靠的要求同级电压网络内任一元件变压器、线路、母线事故时，其它元件不应超过事故过负荷的规定。向无电源或电源很小的终端地区供电的同级电压网络二回及以上线路中任一回线路事故停运后，应分别保证地区负荷的70及80。电厂送出线路有二回及以上时，任一回线路事故停运后，若事故后静稳定能力小于正常输电容量，应按事故后静稳定能力输电。否则，应按正常输电容量输电。受端主干网络已形成多回路结构中任一回线路事故停运后，应保持正常供电。32网络方案形成及初步比较321网络方案形成根据上述网络方案设计原则简化网络结构，满足电能的质量、运行及维护的灵活性、供电安全可靠性及工程投资等方面的要求列出八个初步方案如表31，并按均一网办法估算网络最大负荷时的初步功率潮流分布。表318种网络初步方案BADEC79671003318033505467104671008080方案一初步有功功率分布单位MW接系统BADEC23199110809502251008080方案二初步有功功率分布单位MW接系统10809BADEC262849852502251008080方案三初步有功功率分布单位MW接系统BADEC23155657435502595651008080方案四初步有功功率分布单位MW接系统BADEC231225240502591008080方案五初步有功功率分布单位MW接系统BADEC23126240502901008080方案六初步有功功率分布单位MW接系统BADEC259265240502311008080方案七初步有功功率分布单位MW接系统BADEC290240502592841008080方案八初步有功功率分布单位MW接系统322各网络方案的电压等级选择（1）电压等级选择的原则输电电压及合理的电压系列的选择是一个涉及面很广的综合性问题，除考虑送电容量、距离、运行方式等多种因素外，还应根据远景发展情况，进行全面的技术经济比较。选定的电压等级应符合国家电压标准3、6、10、35、60、110、220330、500、750KV。电压等级不宜过多，以减少变电重复容量，同一地区、同一电力网内，应尽可能简化电压等级，各级电压级差不宜太小。在确定电压系列时应考虑到与主系统及地区系统联网的可能性，故电压等级应服从于主系统及地区系统，例如必须考虑新规划系统的A电厂以220KV双回路与旧系统连接。（2）电压等级选择结果经验公式（KV）31416PLUE式中PL为单位负荷矩（MWKM）。由线路送电容量和送电距离，利用公式（31）计算出各方案的电压等级结果如表32所示。表32各方案的电压等级选择结果方案线路距离KM距离（考虑5弯曲度）L（KM）单回输送功率（MW）负荷矩PL（MWKM）计算电压等级（KV）选用电压等级（KV）ACCD601106311551803310033113607910534651651856162097220220方案一DBBEEA100120701051267357967546710467100384257403565942116015351392691441819220220220方案二ACCDDADBAE6011060100706311556310573589919911080931255664331040557944615325515751420157908732151056112085311007953220110220220110方案三ACADDBBE60601001206363510512640846252520533463031501133627136736180159521198664220220110220方案四AEECCAADDB70100606010073510563631055565565743559313505956525754684054336539061231188086817132365712983891264891220110220220220方案五ACAEADDB607060100637356310540255931252015754336532551133627100795312983891208531220110220220方案六ACAEADEB6070601206373563126406903125204415670390611336277332121138840412648911220110220220方案七AEECADDB7010060100735106631056540593147775424037173255133021129110512493041208531220220220220方案八ACAEEBBD6070120100637351261054084599025206174743494501133627141827914856811577531220220220220323网络方案初步比较网络方案初步比较的思路从供电可靠性、运行维护的灵活性等角度去掉明显不合理的方案；暂留下的方案，参考总负荷距，将总负荷距明显大的方案给予淘汰；并按类似的接线方式进行粗略的经济比较，办法是按110KV站、220KV站投资的座数及需要架设110KV、220KV线路长度进行比较，留下2种较好的方案。8种网络方案的初步比较结果如表33所示。表33网络方案的初步比较投资规模项目方案20LKM10KM20LKM10LKM20N台1台20LKM1LKM总负荷距PLMWKM方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7方案848323125330523125234836801891051057357350082113927429255176539274284590756247503213178517851249124900108101212121616064244008614254695664414766556890345194186141141004426842194795120751708508123375127681695752658620L、1分别为220KV，110KV架空线路的长度（考虑5的弯曲度）；20L、1分别为220KV，110KV线路的等效长度（双回路投资为单回线的17倍，考虑5的弯曲度）；20N、1分别为220KV，110KV等级断路器数量；20、1分别为220KV，110KV线路考虑断路器的等效线路长度（1个断路器约为4KM线路投资）；PL总负荷矩。初步比较分析方案一，方案二，方案八总负荷矩很大，表示其网络方案损耗很高，同时方案三，方案四，方案七，方案八的网络方案等效线路长度数很大，表示投资很大，应淘汰；而方案五与方案六总负荷矩较小，同时等效线路路径较短，都是双回线路，有备用，系统稳定性高。结论保留方案五和方案六，进行下一步详细技术经济比较。33网络方案详细的技术经济比较331架空输电线路导线截面的选择与校验架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择，并根据电晕、机械强度以及事故情况下的发热条件进行校验，必要时通过技术经济比较确定。（1）导线截面的选择按经济电流密度选择导线的截面用的输送容量。导线截面的计算公式如下（32）COS3NJUPS式中S导线截面,；P送电容量,KW；2M线路额定电压，KV；J经济电流密度,A/，根据经NU2M济电流密度表3，见表34。选J104。导线截面选择结果利用公式（32）计算导线的截面，导线截面选择结果如表34所示。表34导线截面选择结果方案线路电压等级KV单相电流A负荷矩MWKM计算截面2M导线型号电阻KM/电抗/方案五ACAEADDB220110220220131216401935101725201575433653255118214781744916LGJ240/40LGJ150/25LGJ240/40LGJ240/4001310210013101310401041604320432方案六ACAEADBE2201102202201312394295210172520441567039061182355266266LGJ240/40LGJ50/25LGJ300/40LGJ300/4001310630010501050401045204250425导线截面的校验按机械强度校验导线截面积，为保证架空线路具有必要的机械强度，对于110KV、220KV等级的线路，一般认为不得少于35，因2M此所选的全部导线均满足机械强度的要求；按电晕检验导线截面积，导线截面积不小于表35所列型号，可不进行电晕校验。表35不必验算电晕临界电压的导线最小型号及外径330额定电压（KV）110220单导线双分裂500（四分裂）导线外径（）M96214331相应型号LGJ50LGJ240LGJ600LGJ23004LGJQ300结论所选的全部导线均不用校验电晕。根据表35所列的要求进行检验，所选的全部导线均满足电晕的要求；按允许载流量校验导线截面积允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过的电流。所有线路都必须根据可能出现的长期运行情况作允许载流量校验。各种导线的长期允许通过电流如表36所示。表36按导线长期容许电流校验结果方案线路导线型号电压等级（KV）单相电流（A）导线长期允许通过电流A是否满足要求方案五ACAEADDBLGJ240/40LGJ150/25LGJ240/40LGJ240/402201102202201312164019351017655463655655满足满足满足满足方案六ACAEADBELGJ240/40LGJ50/25LGJ300/40LGJ300/40220110220220131239429521017655234735655满足满足满足满足332方案技术比较方案技术比较主要考虑线路电压损耗（取09计算），暂不计主变损COS耗。电压损耗指线路始末两端电压的数值之差（），电压损耗近似电压21U降落的纵分量（3UNQXPR3）电压损耗率（34）1021NN表37路线电压损耗及电压损耗率的计算结果U方案线路名称单相输送容量（MVA）线路等值阻抗（）电压损耗KV电压损耗率UAC2309J1119825J2526215098AE1443J7001332J2621342311AD3406J1651963J3175387176方案五DB1790J8661651J5443349159方AC2309J1119825J2526215098AE346J1693969J2848169154AD5196J2517772J3123539245案六BE1790J8661103J4463265120结论方案5与方案6线路电压损耗都控制在4之内，满足电力系统对电压损耗的要求。333方案经济比较方案经济比较主要考虑两方面投资规模与线路电能损耗。（1）投资规模投资规模比较主要指标变电站的电压等级、出线回路数量和架空线路长度。变电站的电压等级直接关系到变电站的投资规模；出线回路数量反映断路器投资的大小；架空线路长度反映有色金属投资大小。下面主要从两个方案的3项指标的相同点和不同点进行详细比较。相同点两个方案中，变电站的电压等级相同。不同点不同点比较结果如表38所示。表38不同点比较结果方案A电厂220KV出线数A电厂110KV出线数B电厂110KV出线数B电厂220KV出线数A线路型号及长度AE线路型号及长度AD线路型号及长度DB线路型号及长度EB线路型号及长度方案54回2回无2回LGJ240/40（60KM）LGJ150/25（60KM）LGJ240/40（70KM）LGJ240/40（120KM）无方案64回2回无2回LGJ240/40（60KM）LGJ50/25（60KM）LGJ300/40（70KM）无LGJ300/40（100KM）结论综合上述比较，方案5的整体投资规模略大于方案6的。（2）线路的电能损耗电能损耗为标志经济性性能指标。最大负荷时功率损耗（3RUQPN2MAX5）最大负荷时电能损耗（3XMAZPW6）其中为最大负荷损耗小时，查表1（最大负荷损耗时间与最大利用XMAXMA小时的关系），按5000H、取3500H。TMAX90COSXMA根据公式（35）及（36）计算功率损耗及电能损耗结果如表39所示。表39功率损耗及电能损耗结果方案线路名称双回线路输送容量（MVA）线路等值阻抗功率损耗MWMAXP电能损耗亿KWHAC80J387513500472AE50J242233701181AD118J571534201197DB62J3003825J25261332J2621963J31751651J544316800564方案五总损耗98203414AC80J387513500472AE12J58105800204AD180J871863802232BE62J3003825J25263969J2848772J31231103J446310800378方案六总损耗93906688总结由表39得知，方案六的电能损耗比方案五大,电压损耗比方案五小。333结论从经济比较，方案五的投资规模比方案六的略大；从技术比较，方案六的电压损耗比方案五小，但电能损耗比方案五大得多。综合技术与经济两方面比较，最后确定方案五为最佳方案。4电气主接线设计41概述电气主接线是构成电力系统的重要环节，是电力系统设计和发电厂、变电所电气设计的主要部分，主接线的确定与电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵话性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的影响，全面分析其相互关系，通过技术经济综合比较，合理确定主接线方案。电气主接线的基本要求（1）可靠性主接线的可靠性不仅包括开关、母线等一次设备，而且包括相对应的继电保护、自动装置等二次设备在运行中的可靠性。（2）灵活性能根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切除发电机、变压器和线路灵活地调配电源和负荷。（3）经济性在主接线满足可靠性和灵活性的前提下，尽量做到经济合理节省投资、降低电能损耗、减少占地等。（4）发展性主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。42发电厂主接线的设计421发电厂主接线的确定（1）A电厂220KV电压等级出线6回，出线较多，要求供电可靠性高，因此220KV母线采用双母带旁路接线,为减少断路器的投资，采用母联断路器兼做旁路断路器的接线方式；110KV电压等级出线2回，进线4回（2回由三相变压器中压侧110KV供给，2回由二相变压器高压侧110KV供给），线路较多，也采用母联断路器兼做旁路断路器的接线方式；两台125MW发电机由于容量较大，与三绕组变压器的高压侧采用单元接线直接接入220KV母线；两台50MW发电机由于容量较小，主要供给地区负荷和厂用电，多余部分供给变电站，因此，50MW发电机10KV母线采用双母接线，供给地区负荷和厂用电，同时通过两台变压器连接110KV母线。（A电厂电气主接线见附图1）（2）B电厂220KV等级出线只有2回，接线方式宜采用比较简单的接线方式，考虑到以后发展和线路断路器的检修需要，确定采用单母分段带旁路接线方式，为了减少断路器的投资，采用旁路断路器兼做分段断路器的接线方式；50MW发电机10KV母线考虑到要供给地区负荷和厂用电，多余部分供给系统，确定采用双母接线，并通过两台双绕组变压器连接220KV母线。（B电厂电气主接线见附图2）422发电机型号确定根据设计要求选择发电机的选型发电机型号7A电厂2200MW机组选用QFS2002（2台）；A电厂250MW机组选用QFS502（2台）；B电厂250MW机组选用QFS502（2台）。发电机的选型发电机型号、参数如表41所示。表41发电机的选型发电机型号、参数型号额定功率MW功率因素COS额定电压KV额定电流（A）次暂态电抗DX台数N额定转速（R/MIN）QFS50250081053440012423000QFS1252125085138615001823000（3）发电厂主变压器的选择13连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件计算较大值选择当发电机电压母线上最小负荷时，能将发电机电压母线上剩余容量送入系统。即（41）NCOSSSGPNG/1MIN式中主变的容量；发电机容量；厂用电N；发电机电压母线上最小负荷；负荷功率因数，10MINS取功率因数为085；N发电机电压母线上的主变压器的台数；GCOS发电机的额定功率因数。对装有两台主变压器的发电厂，其中任一台变压器容量按能承担70的电厂容量选择。即（42）701/P/MINCOSSSGPNG发电机与主变压器为单元连接时，按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10裕度。即单元接线中的主变压器容量确定（43）GPNCOS1（3）A电厂主变压器的确定与125MW发电机连接的变压器6145801251MWACSGPN故选择容量为150MW的变压器，型号SFS11150000/220，三相三绕组无励磁调压电力变压器（2台），连接组别为YNYN0D11,变比为，容量比为100/50/100。KV/123854与50MW发电机连接的变压器）（）（MVANCOSSSGPNG375028/10/1/MIN1/701/IPN故选择容量为75MW的变压器，型号SF1175000/110，三相双绕组无励磁调压电力变压器（2台），连接组别为YND11,变比为。/05KV21（4）B电厂主变的确定）（）（MANCOSSSGPNG43728/0/1/1MINI/0/15/7601PNV故选择容量为75MW的变压器，型号SF1175000/220，三相双绕组无励磁调压电力变压器（2台），连接组别为YND11,变比为。/15K2443变电所主接线的设计431变电所主接线的确定（1）C变电所主接线的确定（C变电所电气主接线见附图3）C变电所220KV电压等级出线2回，出线较少、线路较长、电压等级较低，主接线可采用内桥接线方式；线路由降压变压器向地区负荷供电；低压侧的10KV母线采用可靠性较高的双母接线方式。（2）D变电所主接线的确定（D变电所电气主接线见附图4）D变电所220KV电压等级出线4回，出线较多，要求供电可靠性高，因此220KV母线采用双母带旁路接线,为减少断路器的投资，采用母联断路器兼做旁路断路器的接线方式，同时母线连接至变压器220KV侧；110KV电压等级线路供给最大负荷为100MW的地区负荷，10KV电压等级线路供给最大负荷为80MW的地区负荷，因此变电所主变采用两台三绕组变压器；为了节省投资，110KV电压等级采用内桥接线方式供给地区负荷，同时连接变压器110KV侧；10KV母线采用双母接线方式供给地区负荷，同时连接变压器10KV侧。（3）E变电所主接线的确定（E变电所电气主接线见附图5）E变电所110KV电压等级出线2回，出线较少、线路较长、电压等级较低，主接线可采用双母线接线方式；线路由降压变压器向地区负荷供电；低压侧的10KV母线采用可靠性较高的双母接线方式。432变电所主变压器的选择（1）变电所变压器的选择原则装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于70的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷、选择。即ISI（44）COSNPSN170MAX或（45）I式中N变电所主变压器台数,为地区最大有功负荷MAXP（2）C变电所主变的确定865012870170MAXMVACOSNPSN）（）8053580MVASIN）（选取型号为SF11120000/220双绕组降压变压器，连接组别为YND11，变比为。245/1KV（3）D变电所主变的确定241850270170MAXMVACOSNPSN）（）385I）（选取两台型号为SFS11180000/220的三绕组降压变压器，连接组别为YNYN0D11，变比为，容量比为100/50/100。/1K52/120（4）E变电所主变的确定8450127170MAXMVACOSNPSN）（）673504I）（选取型号为SF1150000/110双绕组降压变压器，连接组别为YND11，变比为/1KV21综上所述，主变压器的型号、参数如表42所示。表42主变压器的型号、参数损耗额定电压KV短路阻抗安装地址型号容量MW空载电流空载负荷高压中压低压高中高低中低SFS11150000/2201500421004872451211381214222479A电厂SF1175000/11075042472264111051214B电厂SF1175000/220750605423821051214C变电所SF11120000/2201200557532845111214D变SFS11180000/220180042114556212111121422247944系统接线图根据方案五的网络接线形式，以及地区电网各个电厂和变电所的电气主接线形式，绘制该地区电网的系统接线图。（见附图6）5潮流计算51电力系统元件技术数据及其参数计算511变压器参数有名值计算（归算到高压侧）（1）发电厂主变压器参数计算B电厂对SF1175000/220有，取；KWPK238K54060I13KU故，475102382NKTSUPR5710232NKTSUX，70224910TGSSIBT622010841A电厂对SF11150000/220有，取KWPK487K00I，；故132KU2313K32U，60504872210NKTSPR2613021050TTR43213211）（KKKK1122）（UU923133）（KKKK电所E变电所SF1150000/11050052352184312511105654102102NKTSUX93222T1450190223NKTSUX，SPGT622741SUSIBNT5220108415；对SF1175000/110有，取KWPK164KP700I；13KU，0175102382NKTSR382571032NKTSUX，60224TPGSUSIBT5220104（2）变电所主变压器参数计算D变电所对SF11180000/220有，取KWPK56K140420I，；故132KU2313K832U，50804562210NKTSPR01521050TTR，9,1,12KKK，,，54TX53TX283TX,；SUPGN62201091SUIBN522010941E变电所对SF1150000/110有，KWPK384K5050I故510KU，08123842NTSPR753012502NKTSUX，602251TGSUSIBT5220181C变电所对SF11120000/220有，取38KPKW075K05I故13K，22841900NTPURS22134761300KNTUXS，622751TNGS522591TNIBS512单相输电导线有名值计算所有回路的电纳取常规值、电导设为0，即KMB/108561，G0；根据表19的方案五的阻抗计算值，有AC线路,66112851085108256ACZRJXBLJSAE线路,6611793AERJLJAD线路,6611285085109675ADZRJXBLJSDB线路,661134242DBRJJL52最大负荷下的潮流计算521系统等值电路根据电力系统元件技术数据及其参数计算的结果以及系统接线图绘制系统等值电路图。（见附图6）522最大负荷下的功率分布计算设全网电压都为额定值，计算功率损耗，发电厂经过补偿后负荷功率因NU数为COS09,变电所负荷功率因数COS085，A电厂与B电厂中的50MW机组全部满发，而A电厂的125MW机组做为调频机组，所有的功率S默认单位为MVA,故（1）B电厂和BD段线路取100J4843,KVUN24地区与厂用电35169ZBSJ去除地区与厂用电65J314808121JYUSGNYG64935B2211102490BZGGNPQSZJ21164756BZJ29YLNLSU211231YJ2111067208ZLLNPQSZJ321164583BZLYSJ（2）D变电所地区负荷80J4958,100J6197,54KVUN242330761ZTTNPQSZJU242835ZTTJ4553210947ZSSJ245110931760ZTTNPQSZJU34518ZJ512021YSTNYT3D45112948ZSJ（2）AD段线路,KVUN23D36176ABJ3104YLLSJ1325AYJ22112437AZLLNPQSZJU631230561DAZLYSJ（3）C变电站和AC段线路地区负荷80J4958,124NKV201578ZTCTCNPQSZJU22YCCJ10809513ZTYCSSJ26614YLNLUJ1076YJ210166059812ZLLNPQSZJ61036736CZLYSJ（4）E变电站和AE段线路地区负荷50J30987,13KVUN122135012836ZTTENPQSZJU275YETEJ123019834ZYESSJ2442YLNLUJ1257YJ211448312ZLLNPQSZJ81244576EZLYSJ（5）A电厂取100J4843,SKVUN2地区与厂用电564ZASJ去除地区与厂用电得9179233028YGNGSUJ9146Y291550251ZGGNPQSZJ8195463J87AZ28172EAS2330928ZGGNPQJU832371J265AZSS旧系统10J4843616493DCSJ2612035746ZGGNPQSZJU62128J19Z78346025AS27144147ZGGNPQJU265022JYSY714831479ZG，2JYS机组的发电功率为MW20174683154GSJMVA523最大负荷下的节点电压分布计算（1）A电厂设2台125MW机组出口电压为08137KVU归算到242KV侧，A电厂母线电压0247KV,717171241PRQXUK,71717167V717171295123074JUJKV8383710AAPRQXUK838371711AAV87188206723104JUJKV归算到121KV侧，A电厂母线电压851U819819925AAPRQXUKV81981994AA989892361923789JUJKV归算到105KV侧，A电厂母线电压05134U62125J0ZGS67167171PRQXUKV62716271718671716716345218740JUJKV（2）AD段线路及D变电所603125AZL