【电气工程及其自动化】小区域电网设计

本科生毕业论文（设计）小区域电网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2015年5月25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毕业设计的主要内容12网络基本情况分析及电力电量平衡221网络基本情况分析2211原始资料及设计要求3212基本情况分析422电力电量平衡4221概述4222电力电量平衡53网络方案设计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12331架空输电线路导线截面的选择与校验12332方案技术比较14333方案经济比较15334结论174电气主接线设计1741概述1742发电厂电气主接线的设计18421发电厂主接线确定18422发电厂主变压器确定1943变电所电气主接线的设计20431变电所主接线的确定20432变电所主变压器的选择215潮流计算2351概述23511目的和内容23512计算原则2352电力系统元件技术数据及其参数计算2353最大负荷下的潮流计算26531系统等值电路26532最大负荷下的潮流分布计算26533最大负荷下的节点电压分布计算29534最大负荷下总发电功率及总损耗3254最大最小负荷下的潮流计算图336调压计算及电气设备的选择3361电压调整的必要性及调压措施3362变压器分接头的选择34621变压器分接头的选择原则34622变压器分接头的选择计算3563主要电气设备的选择367总结39参考文献41附录42附图1A电厂电气主接线42附图2B变电所电气主接线43附图3C变电所电气主接线44附图4D变电所电气主接线45附图5E变电所电气主接线46附图6网络接线图及系统等值电路图47附图7最大最小负荷下潮流分布图48小区域电网设计摘要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和完成主要电气设备的选型。关键词规划设计；电力电量；网络方案；主接线；潮流计算ELECTRICALREGIONALPOWERSUPPLYNETWORKPLANNINGABSTRACTACCORDINGTOTHEDISTANCEBETWEENPOWERPLANTSANDSUBSTATIONS,LOADANDPOWERCONDITIONS,THEBASICINFORMATIONFORABRIEFANALYSISOFTHENETWORK,ANDTHENCHECKTHEELECTRICALENERGYBALANCEWEBDESIGNPROGRAMS,INCLUDINGEIGHTKINDSOFVOLTAGELEVELSTODETERMINETHEINITIALCOMPARISON,PRESERVINGTWOKINDSOFBETTEROPTIONS,ANDTHENCONDUCTADETAILEDECONOMICANDTECHNICALCOMPARISON,DETERMINETHEBESTSOLUTIONONTHEDESIGNOFTHEELECTRICALMAINWIRINGDESIGNINTHELARGESTLOADANDMINIMUMLOADOPERATIONWAYOFCALCULATINGTHEPOWERFLOWANDPOWERLOSSFINALLYCALCULATINGTHETAPVOLTAGEANDCOMPLETETHEMAINELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONKEYWORDSPLANNINGANDDESIGN；POWERCONSUMPTION；NETWORKSOLUTIONS；MAINCONNECTION；POWERFLOWCALCULATION1绪论11概述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。1电网建设是保证经济发展的一项重要基础设施内容，因此电网规划设计建设必须紧密结合地方总体发展规划方向，以满足、服务地方经济发展需要为首要任务。电网规划设计的重点，是研究和制订电网的整体和长远发展目标，确定电网的远景目标网架、中期目标网架及过渡方案和近期建设改造规划。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、远景发展的灵活适应性及供电的经济合理性的要求23。（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，是指电网中出现设备停运故障时，对用户连续供电的可靠程度。（2）灵活性灵活性一是指电网设计应具备适应电力系统的近、远景发展的能力，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；二是指能满足近期调度运行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，力求在达到相同可靠性的基础上使年计算费用达到最小。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，三者之间相互制约并会发生矛盾，因此必须进一步研究三个方面之间综合最优的问题。13毕业设计的主要内容（1）网络基本情况分析及电力电量平衡根据电厂和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4，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站投资的座数及需要架设110KV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）主接线设计主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要素56。发电厂主接线设计7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电厂的系统电气主接线图；变电站主接线设计89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B、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）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经济性等，从而对该网络的设计及运行作出评价。（5）调压计算和电气设备的选型首先要确定变压器的调节方式，变压器分接头的选择原则，进行分接头调压计算，确定发电厂和变电所的变压器的最终变比。根据电气设备的选择原则，选择新系统所需主要电气设备。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211原始资料及设计要求（1）数据一个地区性电网的负荷点、电源点已经确定，由一个发电厂和四个变电所组成，其相对位置地理接线图见图11图11地理接线图（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BCDEA最大负荷，MW20,1520252020最小负荷，MW10,1012151212I类负荷，302030040II类负荷，4040405050III类负荷，3040305010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，KV35，1010101010调压要求逆逆常常逆负荷单位调节功率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火电厂，总装机容量150MW，3台机组。其中厂用电率为10；350MW105KV,COS085,24（4）系统情况原系统最大负荷1000MW,COS085电厂A处以110KV双回路与系统联系。正常时基本保持本系统与原系统无交换功率。原系统总装机容量为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。212基本情况分析（1）网络情况新规划系统是有1个发电厂（A厂）和4个变电站（B、C、D、E站）组成。A发电厂处以110KV双回路与旧系统联系。另外新规划系统主要电压等级有10KV、35KV、110KV。（2）电源规模及构成A电厂发出来的电向附近地区及周围四个变电所外输送电。原系统总机容量为1050MW，年发电量约为525亿KWH。新规划系统总机容量为150MW,年发电量约为75亿KWH。A电厂装机容量150MW（350MW），承担主要发电任务。（3）供用电情况原系统最大负荷为1000MW。新规划系统最大供电负荷为120MW，具体如下B变电站最大负荷为35MW,C的变电站最大负荷为20MW，D变电站最大负荷为25MW，E变电站最大负荷为20MW，A发电厂最大负荷为20MW。根据负荷要求，I类负荷占24，II类负荷占44,III类负荷占32，并要求新规划系统的负荷都有备用，必须满足供电的可靠性。新规划系统用电年最大负荷利用小时为TMAX5000H，最大负荷同时系数K09。22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2。（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。备用容量取值必须满足I级负荷要求，根据装机情况选取机组备用。按照电力系统设计规程规定10系统的总备用容量占系统最大发电负荷的1520。负荷备用为25，低值适用于大系统，高值适用于小系统。事故备用为810左右，但不小于系统任一台最大的单机容量。计划检修备用应按有关规程要求及系统情况安排的年检修计划确定，初步计算时可取815。222电力电量平衡（1）有功功率平衡（A）新系统用电负荷10825201901MWPKIY（B）新系统供电负荷（指系统的用电负荷加电网损耗）6835112MWKYG（C）新系统发电负荷（供电负荷加上厂用电）21750190131MWPKPGCYGF系统的电源容量20521MWDY系统的备用容量81729012710MWPPFDYB系统备用容量占系统的最大发电负荷的百分比6217098FBYBYP式中、分别为新旧规划系统的最大发电负荷；新系统厂用电；FFCYP、分别为A和旧系统的总装机容量；同时率取09；网损率1P21K2K取5；厂用电率，取10。3K（2）无功功率平衡新系统用户最大负荷VAR374850COSTAN205201COSTAN11MXMPQY新系统厂用无功负荷09COSTAN113PKQAC旧系统总的无功负荷VAR746850COSTAN011MFJ系统总的无功负荷03937491QKQJCYZ系统的无功备用容量VAR62106850OSTAN21ZFB系统无功备用容量占系统的总无功的百分比4707631ZBBQ电力平衡结论新系统的有功和无功备用占总备用都在1520内。新规划系统满足电力平衡。（3）电量平衡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）（1036502178MAX1HKWTPWF旧系统需要的发电量）（5499MAX2F新旧系统所需发电总量）（10365921HKWW火电利用小时数5042810521HPT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种网络初步方案方案1至旧系统0KV初步功率潮流分布单位MW379215642ECBDA方案2至旧系统10KV初步功率潮流分布单位MW753ECBDA20325171初步功率潮流分布单位MW至旧系统KV方案方案4至旧系统10KV初步功率潮流分布单位MW2375方案至旧系统10KV初步功率潮流分布单位MW235ECBDA方案6至旧系统10KV初步功率潮流分布单位MW2375ECBDA方案至旧系统初步功率潮流分布单位MW23205方案8至旧系统初步功率潮流分布单位325910322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、63、110、220、330、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110KV双回路与旧系统连接。（2）电压等级选择结果经验公式（KV）3416PLUE1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名称距离KM距离（考虑5弯曲度）L（KM）回路单回输送功率（MW）负荷矩PL（MWKM）计算电压等级（KV）选用电压等级（KV）方案1AEECCDBDAD4031316245291531624233332472530613321111143792379379312156211853637898281790775955338118661721049884825853889510516110110110110110方案2AEACABAD4031461380831624233484139983322222101017512542334841699654157557700582297222110110110110方案3AEECBDAD40313162291531624233332306133222222010175308466332535675996863168350148988110110110110方案4ADABCEBC3162380831624533239983324725222212537510204151499253329457222995669308871110110110110方案5ACCEABBD46131623808291548413323998306122222010301259682332119943826258925683094167076110110110110方案6ADBDBCCE316229154531623323061472533222225037520101660114787594533210213931388716830110110110110方案7AEECABBD403131623808291542333323998306122222010301258466332119943826258631683094167076110110110110方案8ADABBCACAE316238084546110313323998472548414233221121253182318115910415127216361502555610719423372229556560277877257110110110110110323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，将总负荷距明显较大的方案给予淘汰；并对类似的接线方式进行粗略的经济比较，办法是按110KV站投资的座数及需要架设110KV线路长度进行比较，网络方案等效线路长度数大，表示投资很大，应淘汰，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各方案的初步比较结果投资规模项目方案10LKM10LKM10N台10LKM总负荷距PLMWKM方案1177717771021775644046方案21561265371632937202205方案313272255916289591714275方案414632248741631274319125方案5144952464216310422882225方案6137392335616297564084875方案7139162365716300572760025方案8201112781216342122821791说明为110KV路径长度；指110KV线路长度；指110KV等级断路器数10L10L10N目；分别指110KV等级等效线路长度；总负荷矩LPL路径长度体现勘探、建造等费用大小，考虑了5的弯曲度线路长度体现线路投资费用大小，双回路考虑同时勘探、同时架设等，认为投资为单回线的17倍，即双回线为单回线的17倍，已考虑5的弯曲度断路器数目体现变电所投资大小等效线路长度将断路器投资折算为线路投资，一个断路器的投资约为4KM线路投资负荷矩单位负荷矩，体现有功、电压损耗及有关电能损耗的大小网络方案初步比较分析方案1，方案6总负荷矩最大，表示其网络方案损耗最高，同时方案2，方案4，方案5，方案8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3与方案7总负荷矩最小，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3和方案7，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（3COS3NJUPS2）式中S导线截面,；P送电容量,KW；线路额定电压，KV；J2MNU经济电流密度,A/，根据经济电流密度表11，选J104。2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长度KM单回有功MW电压等级KV单相电流A计算截面2M导线型号电阻KM/电抗/方案3AEECBDAD40313162291531622010175301101101101101235617108118521187559331039417808LGJ150/25LGJ70/10LGJ150/25LGJ240/4002104502101310416044004160401方案7AEECABBD403131623808291520103012511011011011012356171852772118755933178087423LGJ150/25LGJ70/10LGJ240/40LGJ95/20021045013103320416044004010429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等级的线路，一般认为不得少于35，因此所选的全部导线均满足机械强2M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。（2）按导线长期容许电流校验导线截面积选定的架空输电线路的导线截面，必须根据各种不同运行方式以及事故情况下的传输容量进行发热条件校验，即在设计中不应使预期的输送容量超过导线的发热所能容许的数值。按容许发热条件的持续极限输送容量的计算公式（3MAXMAX3IUWN3）式中持续极限输送容量（MVA）；线路额定电压（KV）；AXNU导线持续容许电流（KA），根据表36长期容许截流量进行选择。MAXI利用公式（33）计算出所选的导线型号在最大负荷时（正常与N1运行情况）容许发热条件的持续极限输送容量，各种导线的长期允许通过电流如表36所示，校验结果如表37所示。表36导线长期允许通过电流（环境温度20）单位A标号（）2M3550709512015018524030040070183231291351410466534634731879LJ80190239301360420476543643738883LGJ7018923428935740846353965573589880195240297365417472548662742901表37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长期允许截流量A极限输送容量MVA最大负荷时单回输送容量MVAN1运行时输送容量MVA是否满足发热条件方案3AEECBDADLGJ150/25LGJ70/10LGJ150/25LGJ240/40110110110110407425432407457647764857761098235118206353470236412706方案7AEECABBDLGJ150/25LGJ70/10LGJ240/40LGJ95/201101101101104074254325764314167764851098599235118147206470236294412注明按导线周围的空气温度35C、最高容许温度70C条件选择钢心铝绞线长期允许截流量，即按钢心铝绞线的长期允许截流量乘以温度修正系数088N1运行时输送容量指在正常运行方式的基础上，考虑线路单一故障时，线路的最大输送容量输送容量计算取功率因数为085332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），暂不计主变损耗。电压COS损耗指线路始末两端电压的数值之差（），电压损耗近似电压降落的纵分量21UU（3NUQXPR4）电压损耗率（31021NN5）根据公式（34）及（35）计算方案5、6的路线电压损耗及电压损耗率，UU计算结果如表38所示。表38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（）线路电压损耗UKV电压损耗率AE1155J716847J16771981076485180EC577J3581423J139120327109BD101J626612J121351106114方案3AD1732J1073414J126839287432217AE1155J716847J1677110685180EC577J3581423J13912039427109AB1732J1073499J152710579320方案7BD722J447968J125198246827089结论方案3与方案7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。比较结果如表39所示。表39指标比较结果方案A电厂110KV出线数AB线路型号及长度AD线路型号及长度CE线路型号及长度BD线路型号及长度AE线路型号及长度AC线路型号及长度方案36回无LGJ24056KM）LGJ70（56KM）LGJ15052KM）LGJ150（72KM）无方案76回LGJ240（68KM）无LGJ70（56KM）LGJ95（52KM）LGJ150（72KM）无注线路长度双回路考虑同时勘探、同时架设等，认为投资为单回线的17倍，已考虑5的弯曲度结论综上比较，方案7的整体投资规模略大于方案3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（3RUQPN2MAX6）最大负荷时电能损耗（3XMAZPW7）其中为最大负荷损耗小时，查表2（最大负荷损耗时间与最大利用小时的关XMAXMA系），按5000H、取3400H。T90COSXMA根据上述公式（36）及（37）计算功率损耗及电能损耗结果如表310所示。表310功率损耗及电能损耗结果方案线路名称输送容量MVA线路等值阻抗功率损耗MAXPMW电能损耗亿KWHAE40J1937847J1677382614710394200047EC20J9691423J1391506200020BD60J2906612J12132479109200076AD35J1695414J126850635200018方案3损耗合计4728700161AE40J1937847J167738261471094200047EC20J9691423J1391506200020AB60J2906499J152783291410900062BD25J1211968J1251675200021方案7损耗合计441360015334结论从技术比较，方案3的电能损耗和电压损耗都比方案7大；但从经济比较，方案7的投资规模比方案3的略大。综合技术与经济两方面比较，最后确定方案3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、灵活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主接线应满足可靠性、灵活性、经济性等基本要素。（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，主接线首先应满足这个要求，主接线可靠性的具体要求断路器检修时，不宜影响对系统的供电。断路器或母线发生故障以及母线计划检修时，应尽量减少进出线停运的回路数和停运的时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。特别是对大型电厂、超高压变电所的电气主接线提出了可靠性的特殊要求。（2）灵活性主接线应满足在调度运行、检修及扩建时的灵活性。调度运行中应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求。检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。扩建时，可以适应从初期接线过渡到最终接线。在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。（3）经济性主接线在满足可靠性、灵活性等要求的前提下应做到经济合理。投资省主接线应力求简单，继电保护和二次回路不过于复杂，要能限制短路电流；能满足系统安全运行及继电保护要求下，110KV及以下终端或分支变电所主接线应尽量简单。占地面积小。主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。电能损失少。经济合理地选择主变压器的种类（如双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。42发电厂电气主接线的设计421发电厂主接线确定A电厂110KV电压等级出线6回，出线较多，要求供电可靠性高，因此110KV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；三台50MW发电机由于容量较小，主要供给地区负荷和厂用电，多余部分供给系统，因此，50MW发电机105KV母线采用双母接线，供给地区负荷和厂用电，同时通过三台变压器连接121KV母线。（A电厂电气主接线见附图1）422发电厂主变压器确定（1）发电机的选择根据设计要求选择发电机的选型发电机型号8A电厂350MW机组选用QFS502（3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）效率（）额定转速（R/MIN）QFS502500810534409833000（2）发电厂主变压器的选择9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NCOSSGPNG/1MIN（41）式中主变的容量；发电机容量；厂用电；发NNG10MIN电机电压母线上最小负荷；负荷功率因数，取功率因数为085；N发电机电压COS母线上的主变压器的台数；发电机的额定功率因数。G对装有两台及以上主变压器的发电厂，其变压器容量按能承担70的电厂容量选择，即当其中一台主变压器退出运行时，另一台主变压器仍能承担全部电厂的容量。即701/P/MINCOSSGPNG（42）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GPNCOS1（43）A电厂主变的确定与50MW发电机连接的变压器）（）（MVANCSOSGPNG51380/2/150/1MIN47/P/INOPN选取三台型号为SF1175000/110的双绕组升压变压器，连接组别为YN,D11,变比为。/105KV2143变电所电气主接线的设计431变电所主接线的确定（1）B变电所主接线的确定B变电所110KV电压等级出线2回，考虑到连接B变电所的线路较长，确定采用内桥接线方式；地区负荷有2个，采用两个电压等级供给负荷，35KV电压等级线路供给最大负荷为20MW的地区负荷，10KV电压等级线路供给最大负荷为15MW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，35KV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121KV侧；11KV母线采用双母接线方式供给地区负荷，同时连接变压器11KV侧。（B变电所电气主接线见附图2）（2）C变电所主接线的确定C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，主接线可采用内桥接线方式；地区最大负荷20MW，考虑采用11KV母线供给，负荷较大，11KV母线采用双母接线方式，并通过两台双绕组变压器连接到110KV母线。（C变电所电气主接线见附图3）（3）D变电所主接线的确定D变电所110KV电压等级出线4回，地区负荷最大为25MW，采用10KV电压等级供电；因此变电所主变采用两台双绕组变压器；11KV母线采用双母接线方式供给地区负荷。（D变电所电气主接线见附图4）（4）E变电所主接线的确定E变电所110KV电压等级出线4回，地区负荷最大为20MW，采用10KV电压等级供电；因此变电所主变采用两台双绕组变压器；11KV母线采用双母接线方式供给地区负荷。（E变电所电气主接线见附图5）432变电所主变压器的选择（1）选择原则12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（4COSNPSN170MAX4）或（4IN5）式中N变电所主变压器台数,为地区最大有功负荷MAXP（2）B变电所主变的确定8250）12（370）170MAXMVACOSNPSN）435（IN选取两台型号为SFS1131500/110的三绕组降压变压器，连接组别为YN,YN0,D11，变比为，容量比为100/100/50。/1KV2/210（3）C变电所主变的确定4716850）12（70）17MAXMVACOSNPSN2）42（IN选取两台型号为SFS1120000/110的双绕组降压变压器，连接组别为YN,D11，变比为。/1KV521（4）E变电所主变的确定4716850）12（70）170MAXMVACOSNPSN）5（IN选取两台型号为SF1120000/110双绕组降压变压器,连接组别为YN,D11，变比为。/1KV5210（5）D变电所主变的确定59208）12（570）17MAXMVACOSNPSN）453（IN选取型号为SF1125000/110双绕组降压变压器，连接组别为YN,D11，变比为。/1KV521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、参数额定电压KV阻抗电压地点型号空载损耗KW负荷损耗KW高压中压低压高中高低中低空载电流（）台数A电厂SF1175000/110472264105210512140422B变电所SFS1131500/11029414920532111051718650602C变电所SF1120000/11017688410521110506725潮流计算51概述511目的和内容潮流计算是电力网络设计及运行中最基本的计算，对电力网络设计方案各种运行方式进行潮流计算，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。因此，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，从而对该网络的设计及运行作出评价。同时也为选择调压装置等提供依据。512计算原则（1）计算内容对电网最大负荷和最小负荷运行做潮流计算。（2）计算办法由已知的系统接线图见附图6）作出等值电路图。应用简单辐射形网路的潮流计算办法用逐段推算法从一端向另一端逐个元件地确定其电压和传输功率。（3）节点确定平衡点以A电厂250MW机装为平衡节点，确定其端口电压为105KV、相位为0，D变电所SF1125000/1102081045102111050622E变电所SF1120000/1101768841052111050672注明1表中阻抗电压已归算为100额定容量下的数值2表中的负荷损耗为100容量绕组通过额定电流时的损耗，即最大短路损耗归算到110KV电压等级即为121KV、相位为0（取变压器的变比为121/105KV）。PQ点全部负荷点均为PQ点，及A电厂150MW机（认为满发）。PV点本计算不设PV点。52电力系统元件技术数据及其参数计算电力系统元件的参数计算，参数计算结果见表51。表51电力系统元件的参数计算结果阻抗值计算（归算到110KV）导纳值计算（归算到110KV）A电厂SF1175000/11056807510242NKTSUPR9322NKTXSUPGNT62201093147SIB52205B变电站SFS1131500/11091053201492MAX10NKTSUPR8150TT7）（2321321KKKKUU50）（13212KKKK76）（2132133KKKKUU294150722NKTSX603122NKTUSUPGNT62201043109SIBNT5220569325531076122NKTSUXC变电站SF1120000/110672014802NKTSPR535TUXSUPGNT62201045167SIBT5220D变电站SF1125000/1100251042NKTSPR8TUXSUPGNT622010718SIBT52206E变电站SFS1120000/110672014802NKTSPR53TUXSUPGNT62201045167SIB220AE段110KV导线LGJ150/2547831021BLRRA64XX104531408526BSLBAADGEC段110KV导线LGJ70/10231464501CLRRA9XX10564623182CSLBBA0CAGAD段110KV导线LGJ240/401462310CLRRE10564623182CSLBBE6812340X1CLXE0CEGBD段110KV导线LGJ95/20951EDLRR12420XX1054152986EDSLBB0EDG53最大负荷下的潮流计算531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。532最大负荷下的潮流分布计算设全网电压都为额定值，计算功率损耗，负荷功率因数为09,150MW机组满发，NU250MW机组作为平衡机。（1）B变电所与BD线路的功率分布计算地区负荷69208MVAJS267159MVAJS087287JZUQPNZ679108787VAJSSZ2980197297MVAJZUQPSNZ5829797MJ170438S62576276VAJZUQPNZ038966MJYSTYT671577SZVAR021464621JBUSNB857134621VAJ2306464MJZQPSNZVAR121646421JBUB67189235216464MVAJSSBZ（2）D变电所及AD线路的功率分布计算D变电所的地区负荷125MVAJS31045JYUTNYT6253253VAJZQPSZ093455353MJSYTZ）（VAR1213231JBUSNB906321VAJ4528332MJZQPSNZVAR1132321JBUB34276321VAJSSZ（3）C变电所及CE线路的功率分布计算C变电所地区负荷为692014MVAJS310514321413VAJZUQPNZ261313JYSTYT741091344MJSYTZVAR213132JBUSNB6390132VAJ2850913213MVAJZUQPSNZVAR13132JBB8320132VAJSSZ（4）E变电所及AE线路的功率分布计算E变电所地区负荷为69201MVAJS26903512VAJYUTNYT311202120MJZQPSZ5947012120120VAJSYTZ）（VAR39210210JBUSNB16847210MVAJ39102102JZQPSNZVAR102102JBUB1486102MVAJSSZ（5）A电厂的功率分布计算（A）机组MW01机组发电功率515VAJSG地区负荷及厂用电负荷37294015J）（68015MVAJSSG810472152152MVAJZUQPSNZ35215215JYTYT1429215JSSZ（B）机组MW036215