【电气工程及其自动化】高压输电地区电力网设计

本科生毕业论文（设计）高压输电地区电力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毕业设计的主要内容22网络基本情况分析及电力电力平衡321网络基本情况分析3211原始资料及设计要求3212基本情况分析422电力电量平衡5221概述5222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8321网络方案形成8322各网络方案的电压等级选择9323网络方案初步比较1133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方案改进17335方案结论174电气主接线设计1841概述1842发电厂电气主接线的设计19421发电厂主接线确定19422发电厂主变压器确定1943变电所电气主接线的设计21431变电所主接线的确定21432变电所主变压器的选择225潮流计算2451概述24511目的和内容24512计算原则2452电力系统元件技术数据及其参数计算2553最大负荷下的潮流计算27531系统等值电路27532最大负荷下的功率分布计算27533最大负荷下的节点电压分布计算32534最大负荷下总发电功率及总损耗3554最大最小负荷下的潮流计算图366调压计算及电气设备的选择3661电压调整的必要性及调压措施3662变压器分接头的选择37621变压器分接头的选择原则37622变压器分接头的选择计算3863主要电气设备的选择397总结39致谢41参考文献42附录43附图1A电厂电气主接线43附图2B电厂电气主接线44附图3E变电所电气主接线45附图4D变电所电气主接线46附图5C变电所电气主接线47附图6系统接线图及系统等值电路图48附图7最大最小负荷下潮流计算图49附图8主要电气设备选择50高压输电地区电力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NETWORKDESIGNOFHIGHVOLTAGETRANSMISSIONAREAABSTRACTACCORDINGTOTHEDISTANCEBETWEENPOWERPLANTSANDSUBSTATIONS,LOADANDPOWERCONDITIONS,THEBASICINFORMATIONFORABRIEFANALYSISOFTHENETWORK,ANDTHENCHECKTHEELECTRICALENERGYBALANCEWEBDESIGNPROGRAMS,INCLUDINGEIGHTKINDSOFVOLTAGELEVELSTODETERMINETHEINITIALCOMPARISON,PRESERVINGTWOKINDSOFBETTEROPTIONS,ANDTHENCONDUCTADETAILEDECONOMICANDTECHNICALCOMPARISON,DETERMINETHEBESTSOLUTIONONTHEDESIGNOFTHEELECTRICALMAINWIRINGDESIGNINTHELARGESTLOADANDMINIMUMLOADOPERATIONWAYOFCALCULATINGTHEPOWERFLOWANDPOWERLOSSFINALLYCALCULATINGTHETAPVOLTAGEANDCOMPLETETHEMAINELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONKEYWORDSPLANNINGANDDESIGN；POWERCONSUMPTION；NETWORKSOLUTIONS；MAINCONNECTION；POWERFLOWCALCULATIO1绪论11概述电力工业是国民经济发展的基础产业之一。电能已成为人类生活和社会活动中应用范围最广、与现代社会最紧贴、也是最普及、最清洁、最容易输送与控制和高效节能、不可代替的一种二次能源。随着电力行业不断发展，电能的需求日益增大，在国民经济发展计划的统筹安排下，需要根据国民经济发展和现有电力系统实际情况，结合能源和交通条件，分析负荷及增长速度，预计电力电量的发展，提出电源建设和系统网架的设想，拟定科研、勘测、设计以及新设备试制，合理开发，利用动力资源和运行成本，只有按照科学发展观，保持发展速度，提高发展水平，增强发展后劲，努力实现全面、协调、可持续发展的要求，与时俱进依托电力科技进步，建设与现代化发展相适应的电网，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的充足、优质、可靠、廉价的用电需求。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。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。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5，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）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59。发电厂主接线设计6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910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1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）调压计算和电气设备的选型1113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力平衡21网络基本情况分析211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21所示。图21地理接线图（2）各地区负荷调查确定的待设计电网年负荷水平（以后510年中某年为准）如表21所示。表21待设计电网负荷水平变电所发电厂项目CDEAB最大负荷，MW100100，80705040最小负荷，MW6055，45504030I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5500COS085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500MW，4台机组。其中厂用电率为10，2200MW138KV，COS085，46；250MW105KV，COS085，46B中温中压式火电厂，总装机100MW，2台机。其中厂用电率10，250MW105KV，COS085，12（4）系统情况原系统最大负荷2000MW，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45MW，始端COS09；最小负荷时A厂向系统送200MW，始端COS09。系统总装机容量为2050MW，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TMAX5500，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由2个发电厂（A、B厂）和3个变电站（C、D、E站）组成。新旧系统联系密切，A发电厂处以220KV双回路与旧系统联络，从而提高系统的可靠性。另外新规划系统主要电压等级有10KV、110KV、220KV。（2）电源规模及构成A、B电厂形成发电厂群，B电厂由于容量较小，正常情况下满发供内部系统需求，A电厂发的电满足内部系统多余出力可以向外系统输电。原系统总机容量为2050MW，年发电量约为11275亿KWH。新规划系统总机容量为600MW,年发电量约为33亿KWH。具体如下A厂为抽汽式火电厂，装机容量500MW（2200MW，250MW），占新规划系统总装机容量的833，承担主要发电任务；B厂为中温中压式火电厂，装机容量100MW（250MW），占新规划系统总装机容量的167。（3）供用电情况原系统最大负荷为2000MW。新规划系统最大供电负荷为440MW，具体如下C变电站最大负荷为100MW,D的变电站最大负荷为180MW，E变电站最大负荷为70MW，A发电厂最大负荷为50MW，B发电厂最大负荷为40MW。根据负荷要求，I类负荷占49，II类负荷占337,III类负荷占173，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TMAX5500H，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1091087504365YIPKMW（B）新系统供电负荷（指系统的用电负荷加电网损耗）243695GYMW（C）新系统发电负荷（供电负荷加上厂用电GCYGPKPMW系统的电源容量26D系统的备用容量639BYFF系统备用容量占系统的最大发电负荷的百分比3510105920BYBYFFP式中、分别为新旧规划系统的最大发电负荷；新系统FFCYP厂用电；、分别为A,B和旧系统的总装机容量；同时率1P231K取09；网损率取5；厂用电率，取10。K3K（2）无功功率平衡新系统用户最大负荷VAR72850COSTAN4507810COSTAN11MXMPQY新系统厂用无功负荷R3ST1ST113KBACA厂向旧系统输送的无功功率11TANOS45TANCOS0927VARQPM旧系统总的无功负荷R385ST2CST11FJ系统总的无功负荷10927318279315706VARZYCSJQKQM系统的无功备用容量1515TANCOS056RBFZ系统无功备用容量占系统的总无功的百分比7604615BZQ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200MW）。新规划系统满足电力平衡。无功容量亦能满足系统需求，如若需要可相应投入以提高无功备用容量。（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91MAX513028410FWPTKWH（）旧系统需要的发电量F292新旧系统所需发电总量10184KH（）火电利用小时数1236250505TP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、63、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）。电压等级选择结果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1AEBEBDCDAC12010011060110126105115563115511111108438488491619161365844032102102577082212981729712750160831382319515220220220220220方案2AEECBCCDAD12010060601001261056363105112111202950292502917971151565452804515751827188695517753136391008033081875322022011035220方案3ADCDCEBEBD1006070100110105637351051155211111501094194160591059157506892836916463619512231517924145798205142909462220220110220110方案4ADCDCEBEBC100607010011010563735105115522111150603565344515651575037802620283617251807581792412546114471240810433220220220220110BE100105235367512458220方案5BCACAD601101006311551052221060906306930945080161459815775110220220方案6ADCDBCBE10060601001056363105222215060103515750378063036751792412546801612458220220110220方案7ACADBDBE110100110100115510511551052222501001035577510500115536751394816196932812458220220110220方案8ACCDADBCCE1106010060701155631056373511222137781778811125351591359112014851655157525725179719256153701008011395220110220110220323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各方案的初步比较结果投资规模项目方案20LKM10KM20LKM10LKM20N台1台20LKM10LKM总负荷距PLMWKM方案1525052501005650558012方案23366333610716236011514089981方案327318934651898437852053091957方案43465115546411155122512112352757511方案532556355335107112460135123120685方案627363464110711245121123123835方案7325511555533519635124601352123521105方案82941264189517011064589519412969778说明、分别为220KV，110KV路径长度；、分别指220KV，110KV20L120L1线路长度；、分别指220KV，110KV等级断路器数目；、分别指N020L1220KV，110KV等级等效线路长度；总负荷矩。PL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，一个短路器的投资约为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2，方案3总负荷矩最大，表示其网络方案损耗最高，且方案2电压等级较多（CD段为35KV），同时方案5，方案7的网络方案等效线路长度数很大，表示投资很大，应淘汰；剩余三个方案中，总负荷距相距较小，对比方案4，方案8等效线路长度投资最少，方案6总负荷矩最小，且一个为双回线路，一个为区域环网，有备用，系统稳定性高。结论保留方案6和方案8，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；线路额定电压，2MNUKV；J经济电流密度,A/，根据经济电流密度表3，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8。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MM2导线型号电阻KM/电抗/电钠S/KM方案6ADCDBCBE1006060100150601035220220110220492119686561148473118936311104LGJ500/45LGJ240/40LGJ95/20LGJ185/3000630131033201700411043204290410方案8ACCDADBCCE11060100607013778177881112535220110220110220452011672661164114843461122255815771104LGJ500/45LGJ120/25LGJ300/40LGJ185/30LGJ185/300063022301050170017004110421042504100410285106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8，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）；MAXWNU导线持续容许电流（KA），根据表36长期容许截流量进行选择。AXI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8，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（）2M35507095120150185240300500701832312913514104665346347311023LJ801902393013604204765436437381023701892342893574084635396557351025LGJ801952402973654174725486627421024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六ADCDBCBELGJ500/45LGJ240/40LGJ95/20LGJ185/302202201102209025764314247433437121964598618073187575125437537515025875方案八ACCDADBCCELGJ500/45LGJ120/25LGJ300/40LGJ185/30LGJ185/3022011022011022090235964684743474334371684034646903718073172232223101393125437517223222320278625875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088；N1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环网单回路以N考虑。输送容量计算取功率因数为085。结论方案6与方案8的所有线路以最大负荷运行均能满足输送容量要求，但方案6的线路AD段当以N1运行时就无法达不到发热条件要求。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（3UNQXPR4）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U率，计算结果如表38所示。U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KV电压损耗率UAD8660J419463J41186034190322469CD3464J1678786J259276851146BC577J2791992J25745710155方案6BE2021J97917J4127943154AC7955J3853693J45215682100474CD1027J4971338J25261274975639217AD4683J2268105J425432301BC1443J699102J246001264方案8CE2021J979119J287297837108结论方案6与方案8线路电压损耗都控制在5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投资规模比较结果方案A电220KV出线数B厂110KV出线数B厂220KV出线数AD线路型号及长度BC线路型号及长度BE线路型号及长度CD线路型号及长度AC线路型号及长度方案64回2回2回LGJ500/45（179KM）LGJ95/20（107KM）LGJ185/30（107KM）LGJ240/40（107KM）无方案85回2回无LGJ300/40（179KM）LGJ185/30（107KM）无LGJ120/25（63KM）LGJ500/45（1155KM）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。结论综合上述比较，方案6的整体投资规模要大于方案8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1（最大负荷损耗时间与最大利用XMAXMA小时的关系），按5500H、取3950H。TMAX90COSXMA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KWHAD300J1453063J4112230145631405772CD120J5812786J259222878901142BC20J9691992J257420961000320BE70J339017J412273700837方案6损耗合计202808071AC13778J6673693J452122186936001327CD1778J8611338J2526227180400170AD16222J7857105J425216575002785BC50J2022102J246200968CE70J3390119J2872273914900589方案8损耗合计147805839结论综合上述比较，方案6在功率损耗及电能损耗上要高出近37。334方案改进后期设计中，我们提高了方案中BC和CD线路110KV的电压等级为220KV，理由如下两条线路均为60公里线路，是规划中线路最短的两条线路,相对影响较小；考虑到由电厂A、变电站C与D构成的是区域大环网,过多的电压等级显然是不利于网络合理的，CD段为唯一的110KV电压等级线路，为提高环网的合理性、可靠性与操作灵活性，提升线路CD段的电压等级至220KV；对于C变电站，可以大大简化主接线的设计，节省了两台变压器的巨大投资；可知在P恒定前提下，我们提高UN，由公式（32）可知，导线截面积将大大减小，节省有色金属投资，例如进一步计算得线路CD段可选用导线截面积仅为5608MM2，当前导线完全满足截面要求，且易知提高电压等级，线路的功率损耗也将有所降低（适当加大线间距离，必要时采用分裂导线避免电晕现象产生），使方案更优化、合理化。335方案结论从技术比较，方案6的电能损耗和电压损耗都比方案8大；从经济比较，方案6的投资规模比方案8的大。无论从技术还是经济方面比较，方案8无疑都是优于方案6的。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刨造条件，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220KV电压等级出线5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,由于较高的可靠性要求及一级负荷占比重，采用专用旁路断路器的接线方式；两台200MW发电机由于容量较大，与双绕组变压器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，多余部分供给系统，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220KV母线。（A电厂电气主接线见附图1）B电厂220KV等级出线只有2回，考虑经济性与扩建方便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110KV母线。（B电厂电气主接线见附图2）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A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）。发电机的选型型号、参数如表41所示1。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）QFS502500810534409833000QFS2002200085157586259843000（2）发电厂主变压器的选择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NCOSSSGPNG/1MIN（41）式中主变的容量；发电机容量；厂用电NNG；发电机电压母线上最小负荷；负荷功率因数，取功10MINCOS率因数为085；N发电机电压母线上的主变压器的台数；发电机的GCOS额定功率因数。对装有两台主变压器的发电厂，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/MINCOSSSGPNG（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（4GPNCOS13）A电厂主变的确定与200MW发电机连接的变压器1120239485NGPSMWACO选取两台型号为SF11240000/220的双绕组升压变压器，连接组别为YND11,变比为。/17KV24与50MW发电机连接的变压器MIN1/P/01/840/53272NGPGCOSSMVA（）（）IN/74811PN选取两台型号为SF1150000/220的双绕组升压变压器，连接组别为YND11，变比为。/05KV24B电厂主变的确定与50MW发电机连接的变压器MIN1/P/10/830/5862NGPGCOSSMVA（）（）I77401EB选取两台型号为SF1175000/220的双绕组降压变压器，连接组别为YND11，变比为。245/10KV发电厂主变压器的选型型号、参数如表42所示8。表42发电厂主变压器的型号、参数43变电所电气主接线的设计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220KV电压等级出线5回，出线较多，地理位置独特，要求供电可靠性高，因此220KV母线采用双母带旁路接线,采用专用旁路断路器的接线方式。地区最大负荷100MW，考虑采用10KV母线供给，负荷较大，10KV母线采用双母接线方式，并通过两台双绕组变压器连接到220KV母线。（C变电所电气主接线见附图3）（2）D变电所主接线的确定D变电所220KV电压等级出线3回,考虑到D变电所地区负荷有2个，且负荷很大，采用两个电压等级供给负荷，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SF11240000/220128539245157512140422A电厂SF1150000/2203918010512140652B电厂SF1175000/2205423824510512140602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。变电所主变采用两台三绕组变压器；220KV电压等级线路采用双母接线方式，变压器110KV侧直接给地区负荷供电；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。（D变电所电气主接线见附图4）（3）E变电所主接线的确定E变电所220KV电压等级出线2回，地区负荷最大为70MW，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；考虑到连接E变电所的线路不是很长，方便变压器切换，10KV母线确定采用外桥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358201270170MAXMVACOSNPSN）（）1355I）（选取型号为SF11120000/220双绕组降压变压器，连接组别为YND11，变比为。/1KV21（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100/100/50。/1K52/120（4）E变电所主变的确定657801270170MAXMVACOSNPSN）（）354I）（选取两台型号为SF1175000/220双绕组降压变压器,连接组别为YNYN0D11，变比为。/1KV20综上所述，各变电所主变压器选型型号、参数如表43所示8。表43变电所主变压器的型号、参数5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。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C变电所SF11120000/220753282051051050552D变电所SFS11180000/220114556211112142224790422E变电所SF1175000/22054238051112140602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。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。应用闭式网络的潮流分布计算法首先是假设全网为额定电压，计算出各个发电厂、变电所的运算负荷和运算功率，以得到仅有串联阻抗的简化的等值电路；然后再假设全网为额定电压且不考虑各元件中的功率损耗，计算网络的功率分布，这种功率分布称为初步功率分布（回路电流法）；最后按照初步功率分布将闭式网络分解为两个开式网络，分别按开式网络的方法进行计算，得到最终结果。（3）节点确定平衡点以A电厂2200MW机装为平衡节点（250MW小机组满发），确定其端口电压为1575KV、相位为0，归算到220KV电压等级即为242KV、相位为0（取变压器的变比为242/1575KV）。PQ点全部负荷点均为PQ点，及A（认为满发）、B电厂250MW机组为PQ点。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220KV）导纳值计算（归算到220KV）A电厂SF1150000/220221804175KNTPURS2233TNX702239651014TNPGSU6022ISBA电厂SF11240000/22054802105392NKTSUPR71TX6022181014TNPGSUSIB52207B电厂SF1175000/2202238478105KNTPURS2210TNX7022549101TNPGSU5022678TISBC变电站SF11120000/220102103282NKTSUPR4352TXSUPGNT622010517SIBNT522036405D变电站S