【電氣工程及其自動化】小區(qū)域輸配電網(wǎng)絡設計

1、更多相關文檔資源請訪問完整設計文件及源代碼，資料請聯(lián)系68661508索要 A 基礎理論 B 應用研究 C 調(diào)查報告 D 其他本科生畢業(yè)論文（設計）小區(qū)域輸配電網(wǎng)絡設計二級學院：信息科學與技術學院專 業(yè)：電氣工程及其自動化完成日期：2015年 5月24日目 錄1 緒論11.1 概述11.2 電網(wǎng)規(guī)劃設計原則12 網(wǎng)絡基本情況分析及電力電力平衡12.1 網(wǎng)絡基本情況分析12.2電力電量平衡32.2.1概述32.2.2 電力電量平衡43 網(wǎng)絡方案設計53.1網(wǎng)絡方案設計原則53.2網(wǎng)絡方案形成及初步比較63.2.1網(wǎng)絡方案形成63.2.2各網(wǎng)絡方案的電壓等級選擇73.2.3網(wǎng)絡方案初步比較93.3

2、網(wǎng)絡方案詳細的技術經(jīng)濟比較93.3.1架空輸電線路導線截面的選擇與校驗103.3.2方案技術比較113.3.3方案經(jīng)濟比較123.3.4結(jié)論144 電氣主接線設計144.1概述144.2 發(fā)電廠主接線的設計154.2.1 發(fā)電廠主接線的確定154.2.2 發(fā)電廠發(fā)電機的選擇154.2.3 發(fā)電廠主變壓器的選擇164.3 變電所主接線的設計174.3.1 變電所主接線的確定174.3.2 變電所主變壓器的選擇174.4 系統(tǒng)接線圖195 潮流計算195.1電力系統(tǒng)元件技術數(shù)據(jù)及其參數(shù)計算195.1.1 變壓器參數(shù)有名值計算（歸算到高壓側(cè)）195.1.2 單相輸電導線有名值計算215.2 最大負荷

3、下的潮流計算225.2.1系統(tǒng)等值電路225.2.2 最大負荷下的功率分布計算225.2.3 最大負荷下的節(jié)點電壓分布計算255.3 最大最小負荷下的潮流計算圖286 調(diào)壓計算及電氣設備的選擇286.1 電壓調(diào)整的必要性及調(diào)壓措施286.2 變壓器分接頭的選擇286.2.1 變壓器分接頭的選擇原則286.2.2 變壓器分接頭的選擇計算306.3 主要電氣設備的選擇317 總結(jié)35參考文獻36附 錄37 小區(qū)域輸配電網(wǎng)絡設計摘要：根據(jù)電廠和變電所之間的距離、負荷及電源情況，對網(wǎng)絡基本情況作簡要分析，接著進行電力電量平衡校驗；網(wǎng)絡方案設計包括8種方案的電壓等級確定、初步比較，保留下2種較好的方案，

4、接著進行詳細的經(jīng)濟技術比較，確定最佳方案；對設計方案進行電氣主接線設計；在最大負荷與最小負荷運行方式下計算潮流分布，計算電能損耗；最后進行變壓器分接頭調(diào)壓計算。關鍵詞：電力電量；網(wǎng)絡方案；主接線；潮流計算Small areas of power transmission and distribution network designAbstract: According to the distance between power plants and substations, load and power conditions, the basic information for a brie

5、f analysis of the network, and then check the electrical energy balance; web design programs, including eight kinds of voltage levels to determine the initial comparison, preserving two kinds of better options, and then conduct a detailed economic and technical comparison, determine the best solutio

6、n; on the design of the electrical main wiring design; In the largest load and minimum load operation way of calculating the power flow and power loss; Finally calculating the tap voltage. Key words: power consumption;network solutions;main connection; power flow calculation.61 緒論1.1 概述電力是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎，

7、也是目前世界各國能源消費的主要形式之一。在國民經(jīng)濟發(fā)展計劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動力資源，用較少的投資和運行成本，來滿足國民經(jīng)濟各部門及人民生活不斷增長的需要，提供充足、可靠和質(zhì)量合格的電能。未來十多年，中國國民經(jīng)濟將繼續(xù)持續(xù)較快發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、市場化、國際化步伐加快，人民生活進一步改善。與其相適應，電力需求仍將繼續(xù)保持增長的態(tài)勢。由于對電力的需求所以要加快研究更高一級的電壓輸電技術，加快電網(wǎng)建設，優(yōu)化資源配置，繼續(xù)努力推進城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設與建造，形成更可靠的配電網(wǎng)絡。為保證電網(wǎng)的建設合理利用資金和節(jié)能降損，提高供電質(zhì)量和供電的安全、可靠性水平，必須采用科學的方法和手段進行電網(wǎng)規(guī)劃設計

8、，使電網(wǎng)建設適應社會發(fā)展定位要求。1.2 電網(wǎng)規(guī)劃設計原則（1）可靠性可靠性主要是指應當具有電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則所規(guī)定的抗干擾的能力，滿足向用戶安全供電的要求，防止發(fā)生災難性的大面積停電。（2）靈活性展，便于過渡，尤其要注意到遠景電源建設和負荷預測的各種可能變化；二是指能滿足調(diào)度運行中可能發(fā)生的各種運用方式下潮流變化的要求。（3）經(jīng)濟性在滿足上述要求的條件下，設計方案要節(jié)約電網(wǎng)建設費（包括節(jié)約鋼材、水泥、木材和設備）和年運行費，使年計算費用達到最小。2 網(wǎng)絡基本情況分析及電力電力平衡2.1 網(wǎng)絡基本情況分析（1）網(wǎng)絡情況一個地區(qū)性電網(wǎng)的負荷點、電源點已經(jīng)確定，由一個發(fā)電廠和四個變電所組成，其相

9、對位置地理接線圖見圖2-1： 圖2-1地理接線圖（2）各地區(qū)負荷調(diào)查確定的待設計電網(wǎng)設計年負荷水平（以后5-10年中某年為準）見表2-1：表2-1待設計電網(wǎng)設計年負荷水平項目變電所發(fā)電廠bcdeA最大負荷，MW20,1520252020最小負荷，MW10,1012151212I類負荷，%302030040II類負荷，%4040405050III類負荷，%3040305010負荷對供電要求有備用最大負荷利用小時5000 cos=0.85低壓母線電壓，kV35，1010101010調(diào)壓要求逆逆常常逆負荷單位調(diào)節(jié)功率k*=1.5 (以新系統(tǒng)負荷容量為基值)（3） 本地電源情況：當系統(tǒng)負荷發(fā)展水平確定

10、以后，電源容量必須滿足負荷的要求。A：火電廠，總裝機容量150MW，3臺機組。其中：廠用電率為10% 3×50MW：10.5kV,cos=0.85,%=2%4% （4）系統(tǒng)情況：原系統(tǒng)最大負荷1000MW,cos=0.85;電廠A處以110kV雙回路與系統(tǒng)聯(lián)系。正常時基本保持本系統(tǒng)與原系統(tǒng)無交換功率。原系統(tǒng)總裝機容量為1050MW,%=4%,負荷的單位調(diào)節(jié)功率k=1.3(以老系統(tǒng)負荷容量為基值)。最大負荷利用小時數(shù)Tmax=5000，最大負荷同時系數(shù)為0.9。2.2電力電量平衡2.2.1概述 （1）電力電量平衡是電力電量供應與需求之間的平衡。（2）電力平衡：指有功、無功功率平衡，其目

11、的是確定系統(tǒng)是否有足夠的有功和無功功率備用容量，并確定系統(tǒng)需要的裝機容量、調(diào)峰容量、電源的送電方向，為擬定電源方案、調(diào)峰方案、網(wǎng)絡方案及計算燃料需要量等提供依據(jù)1。（3）電源容量：可投入發(fā)電設備的可發(fā)功率之和才是真正可供調(diào)度的系統(tǒng)容量。顯然，系統(tǒng)電源容量應不小于包括網(wǎng)絡損耗和廠用電在內(nèi)的系統(tǒng)總發(fā)電量。而為保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量，應大于系統(tǒng)發(fā)電負荷，即：電源容量發(fā)電負荷。（4）裝機容量：指系統(tǒng)中各類電廠發(fā)電機組額定容量的總和（5）供電負荷：指系統(tǒng)最大綜合用電負荷加上網(wǎng)絡損耗。（6）發(fā)電負荷: 指發(fā)電負荷為發(fā)電機出力，即供電負荷加上廠用電負荷。（7）系統(tǒng)備用容量 電力系統(tǒng)在運行時,負荷時刻在

12、變化，電力設備隨時都有故障的可能，此外，運行的設備總要定期檢修，為維持系統(tǒng)的正常運行，在規(guī)劃設計時必須考慮足夠的備用容量。 (a)負荷備用容量：指接于母線上能立即帶負荷的旋轉(zhuǎn)備用容量，以備各平衡負荷瞬間波動與發(fā)電負荷曲線的差值。 (b)事故備用容量：指系統(tǒng)中電源發(fā)生偶然事故時，為了系統(tǒng)正常供電，在短時間內(nèi)可調(diào)用的備用容量，其中有一部分備用容量可在系統(tǒng)頻率下降時自動投入。 (c) 檢修備用容量：檢修備用容量應考慮系統(tǒng)負荷特點、水火電比例、設備質(zhì)量、檢修水平等因素應能滿足對運行機組進行周期期性計劃檢修的需要，故一般按系統(tǒng)中最大一臺機組容量來參照確定檢修備用容量。2.2.2 電力電量平衡校驗（1）有

13、功功率平衡（a）新系統(tǒng)用電負荷：（b）新系統(tǒng)供電負荷（指系統(tǒng)的用電負荷加電網(wǎng)損耗）：（c）新系統(tǒng)發(fā)電負荷（供電負荷加上廠用電）：系統(tǒng)的電源容量：系統(tǒng)的備用容量：系統(tǒng)備用容量占系統(tǒng)的最大發(fā)電負荷的百分比：式中：、分別為新舊規(guī)劃系統(tǒng)的最大發(fā)電負荷。系統(tǒng)的發(fā)電負荷為發(fā)電機出力；新系統(tǒng)廠用電；、分別為A和舊系統(tǒng)的總裝機容量；同時率：取0.9；網(wǎng)損率：取5%；廠用電率，取10%。（2）無功功率平衡新系統(tǒng)用戶最大負荷： 新系統(tǒng)廠用無功負荷：舊系統(tǒng)總的無功負荷：系統(tǒng)總的無功負荷： 系統(tǒng)的無功備用容量： 系統(tǒng)無功備用容量占系統(tǒng)的總無功的百分比：電力平衡結(jié)論：新規(guī)劃系統(tǒng)備用容量符合規(guī)定5：系統(tǒng)的總備用容量占系統(tǒng)

14、最大發(fā)電負荷的15%20%，但不小于系統(tǒng)一臺最大的單機容量（新系統(tǒng)最大一臺機組的容量為50MW）。新規(guī)劃系統(tǒng)滿足電力平衡。 （2）電量平衡電量平衡：指有功功率能量的平衡。系統(tǒng)需要發(fā)電量為發(fā)電負荷與最大利用小時的乘積，系統(tǒng)需要發(fā)電量除以發(fā)電設備所能發(fā)出的最大功率即得火電利用小時。新規(guī)劃系統(tǒng)需要的發(fā)電量:舊系統(tǒng)需要的發(fā)電量：新舊系統(tǒng)所需發(fā)電總量：火電利用小時數(shù)：結(jié)論：發(fā)電量能夠滿足負荷需求，新規(guī)劃系統(tǒng)滿足電量平衡。3網(wǎng)絡方案設計 3.1網(wǎng)絡方案設計原則（1）網(wǎng)絡方案設計應從全網(wǎng)出發(fā)，合理布局，消除薄弱環(huán)節(jié)，加強受端主干網(wǎng)絡，增強抗事故干擾的能力，貫徹“分層分區(qū)”原則，簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，降低網(wǎng)損，并滿足

15、電壓質(zhì)量的標準、系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定、調(diào)度靈活等要求。 （2）網(wǎng)絡的輸電容量必須滿足各種正常和事故運行方式的輸電需要。事故運行方式是在正常運行方式的基礎上，考慮線路、變壓器或發(fā)電機組單一故障。 （3）網(wǎng)絡應滿足以下供電安全可靠的要求 (a) 同級電壓網(wǎng)絡內(nèi)任一元件(變壓器、線路、母線)事故時，其它元件不應超過事故過負荷的規(guī)定。 (b) 向無電源或電源很小的終端地區(qū)供電的同級電壓網(wǎng)絡二回及以上線路中任一回線路事故停運后，應分別保證地區(qū)負荷的 70%及 80%。 (c)電廠送出線路有二回及以上時，任一回線路事故停運后，若事故后靜穩(wěn)定能力小于正常輸電容量，應按事故后靜穩(wěn)定能力輸電。否則，應按正常輸電容量

16、輸電。 (d)受端主干網(wǎng)絡(已形成多回路結(jié)構(gòu))中任一回線路事故停運后，應保持正常供電 。3.2網(wǎng)絡方案形成及初步比較3.2.1網(wǎng)絡方案形成根據(jù)上述網(wǎng)絡方案設計原則：簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，滿足電能的質(zhì)量、運行及維護的靈活性、供電安全可靠性及工程投資等方面的要求列出八個初步方案如表3-1，并按均一網(wǎng)辦法估算網(wǎng)絡最大負荷時的初步功率潮流分布。表3-1 8種網(wǎng)絡初步方案(初步功率潮流分布,單位：MW)3.2.2各網(wǎng)絡方案的電壓等級選擇（1）電壓等級選擇的原則輸電電壓及合理的電壓系列的選擇是一個涉及面很廣的綜合性問題，除考慮送電容量、距離、運行方式等多種因素外，還應根據(jù)遠景發(fā)展情況，進行全面的技術經(jīng)濟比較。選定

17、的電壓等級應符合國家電壓標準3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV。電壓等級不宜過多，以減少變電重復容量，同一地區(qū)、同一電力網(wǎng)內(nèi)，應盡可能簡化電壓等級，各級電壓級差不宜太小。 在確定電壓系列時應考慮到與主系統(tǒng)及地區(qū)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的可能性，故電壓等級應服從于主系統(tǒng)及地區(qū)系統(tǒng)，例如必須考慮新規(guī)劃系統(tǒng)的A電廠以110kv雙回路與舊系統(tǒng)連接。（2）電壓等級選擇結(jié)果經(jīng)驗公式： （kV）(3-1)式中：PL為單位負荷矩（MW·km）。電壓等級選擇結(jié)果由線路送電容量和送電距離，利用公式（3-1）計算出各方案的電壓等級結(jié)果如表3-2所示。表3-2 各方案的電壓等級選擇結(jié)果方案

18、線路名稱距離(km)距離（考慮5%彎曲度）L（km）回路單回輸送功率（MW）負荷矩PL（MW.km）計算電壓等級（kV）選用電壓等級（kV） 1Ac22.3623.48169.391629.28101.65110Ab22.3623.48130.61718.7282.84110cb31.6233.2014.39145.7555.59110ce33.5435.22121.11743.4983.55110cd31.6233.20123.89793.1584.91110de42.7244.8511.1149.7942.50110 2Ac22.3623.48232.5763.184.09110Ab22.

19、3623.48217.5410.972.04110ce33.5435.22121.11743.4983.55110cd31.6233.20123.89793.1584.91110ed42.7244.8511.1149.7942.53110 3Ac22.3623.48232.5763.184.09110Ab22.3623.48217.5410.972.04110ce33.5435.22120704.482.43110cd31.6233.20212.541572.22110 4Ac22.3623.48222.5528.376110Ab22.3623.48217.5410.972.04110Ae26

20、.9328.28120565.678.03110cd31.6233.20212.541572.22110 5Ac22.3623.48234.695814.6485.48110Ab22.3623.48130.61718.7282.84110cb31.6233.2014.39145.7555.59110cd31.6233.20212.541572.22110ce33.5435.22120704.482.43110 6Ab22.3623.48240939.288.57110bc31.6233.20222.574783.65110cd31.6233.20212.541572.22110Ae26.932

21、8.28120565.678.03110 7Ac22.3623.48240939.288.57110cb31.6233.20217.558178.55110cd31.6233.20212.541572.22110Ae26.9328.28120565.678.03110 8Ac22.3623.48250117493.66110cb31.6233.20217.558178.55110ce33.5435.22121.11743.4983.55110cd31.6233.20123.89793.1584.91110de42.7244.8511.1149.7942.501103.2.3網(wǎng)絡方案初步比較網(wǎng)絡

22、方案初步比較的思路：從供電可靠性、運行維護的靈活性等角度去掉明顯不合理的方案；暫留下的方案，參考總負荷距，將總負荷距明顯大的方案給予淘汰；并按類似的接線方式進行粗略的經(jīng)濟比較，辦法是按110kV站投資的座數(shù)及需要架設110kV線路長度進行比較，留下2種較好的方案。8種網(wǎng)絡方案的初步比較結(jié)果如表3-3所示。表3-3 網(wǎng)絡方案的初步比較結(jié)果 項目方案(km)(km)臺(km)總負荷距MW*km方案1193.44193.4412241.444080.18方案2160.24193.1114249.11 2760.43方案3115.38171.4914227.492293.4方案4108.44164.5

23、514220.551919.8方案5148.58188.2614244.262798.51方案6118.16181.0814237.082666.8方案7118.16181.0814237.082600.8方案8169.96209.6414265.643341.43網(wǎng)絡方案初步比較分析：方案1，方案2，方案5, 方案6，方案7,方案8總負荷矩比較大，其網(wǎng)絡方案損耗高；同時方案1，方案2，方案5, 方案6，方案7,方案8的網(wǎng)絡方案等效線路長度數(shù)都比方案3和方案4大，其投資很大，應淘汰；而方案3與方案4總負荷矩小，同時等效線路路徑較短；在方案3與方案4中的一、二類負荷都是雙回線路供電，有備用，系統(tǒng)

24、穩(wěn)定性高。結(jié)論：保留方案3和方案4，進行下一步詳細技術比較。3.3網(wǎng)絡方案詳細的技術經(jīng)濟比較3.3.1架空輸電線路導線截面的選擇與校驗架空送電線路導線截面一般按經(jīng)濟電流密度來選擇，并根據(jù)電暈、機械強度以及事故情況下的發(fā)熱條件進行校驗，必要時通過技術經(jīng)濟比較確定。（1）導線截面的選擇：按經(jīng)濟電流密度選擇導線的截面用的輸送容量。導線截面的計算公式如下： （3-2）式中：S導線截面,； P送電容量,kW；線路額定電壓，kV；J經(jīng)濟電流密度,A/，根據(jù)經(jīng)濟電流密度表1，選J=1.15。導線截面選擇結(jié)果：利用公式（3-2）計算導線的截面，導線截面選擇結(jié)果如表3-4所示。表3-4導線截面選擇結(jié)果方案線路長

25、 度km單回 有功MW電壓等級kV計算截面導線型號電阻電抗電鈉S/km方案三AcAbcecd22.3622.3633.5431.6232.517.52012.5110110110110185.499.83114.171.30LGJ-240/40LGJ-150/25LGJ-150/25LGJ-95/200.1310.2100.2100.3320.4010.4160.4160.429方案四AcAbAecd22.3622.3626.9331.6222.517.52012.5110110110110141.999.83114.171.43LGJ-150/25LGJ-150/25LGJ-150/25LG

26、J-95/200.2100.2100.2100.3320.4160.4160.4160.429導線截面的校驗：按機械強度校驗導線截面積，為保證架空線路具有必要的機械強度，對于110kV等級的線路，一般認為不得少于35，因此所選的全部導線均滿足機械強度的要求；按電暈檢驗導線截面積，導線截面積不小于表3-5所列型號，可不進行電暈校驗。表3-5 不必驗算電暈臨界電壓的導線最小型號及外徑額定電壓（kV）110220330500（四分裂）單導線雙分裂導線外徑（）9.621.433.1相應型號LGJ-50LGJ-240LGJ-600LGJ-2×3004×LGJQ-300結(jié)論：所選的全部

27、導線均不用校驗電暈。根據(jù)表3-6所列的要求進行檢驗，所選的全部導線均滿足電暈的要求；按允許載流量校驗導線截面積允許載流量是根據(jù)熱平衡條件確定的導線長期允許通過的電流。所有線路都必須根據(jù)可能出現(xiàn)的長期運行情況作允許載流量校驗。各種導線的長期允許通過電流如表3-6所示。表3-6 導線長期允許通過電流校驗結(jié)果方案線路導線型號電壓等級（kV）單相電流（A）導線長期允許通過電流 (A)是否滿足要求方案三AcAbcecdLGJ-240/40LGJ-150/25LGJ-150/25LGJ-95/20110110110110213.2114.8131.282.00655463463357滿足滿足滿足滿足方案四

28、AcAbAecdLGJ-150/25LGJ-150/25LGJ-150/25LGJ-95/20110110110110163.2114.8131.282.00463463463367滿足滿足滿足滿足3.3.2方案技術比較 方案技術比較主要考慮線路電壓損耗（取=0.9計算），暫不計主變損耗,比較的詳細數(shù)據(jù)如下表3-8。電壓損耗指線路始末兩端電壓的數(shù)值之差（），電壓損耗近似電壓降落的縱分量: （3-4） 電壓損耗率： （3-5） 表3-8 路線電壓損耗及電壓損耗率的計算結(jié)果方案線路名稱單相輸送容量（MVA）線路等值阻抗（）線路電壓損耗kV電壓損耗率方案三Ac18.76+j9.0802.929+j8

29、.9661.2401.13%Ab10.10+j4.8904.696+j9.3020.8450.77%ce11.55+j5.5897.043+j13.951.4481.32%cd7.217+j3.49310.50+j13.561.1191.02%方案四Ac12.99+j6.2914.696+j9.3021.0870.99%Ab10.10+j4.8904.696+j9.3020.8450.77%Ae11.55+j5.5895.655+j11.021.1631.06%cd7.217+j3.49310.50+j13.561.1191.02%結(jié)論：方案三與方案四線路電壓損耗都控制在4%之內(nèi)，滿足電力系統(tǒng)

30、對電壓損耗的要求。3.3.3方案經(jīng)濟比較方案經(jīng)濟比較主要考慮兩方面：投資規(guī)模與線路電能損耗。（1）投資規(guī)模投資規(guī)模比較主要指標：變電站的電壓等級、出線回路數(shù)量和架空線路長度。變電站的電壓等級直接關系到變電站的投資規(guī)模；出線回路數(shù)量反映斷路器投資的大??；架空線路長度反映有色金屬投資大小。下面主要從兩個方案的3項指標的相同點和不同點進行詳細比較。相同點：兩個方案中，變電站的電壓等級相同。不同點：不同點比較結(jié)果如表3-9所示。表3-9 不同點比較結(jié)果方案A電廠110kV出線數(shù)AcAbcecbAe方案三6回LGJ-240/40（22.36）LGJ-150/25（22.36）LGJ-150/25 （33

31、.54）LGJ-95/20（31.62）/方案四7回LGJ-150/25（22.36）LGJ-150/25（22.36）/LGJ-95/20（31.62）LGJ-150/25（26.96） 結(jié)論：綜合上述比較，方案三投資規(guī)模大于方案四的。 （2）線路的電能損耗電能損耗為標志經(jīng)濟性性能指標。最大負荷時功率損耗： （3-6） 最大負荷時電能損耗： （3-7） 其中為最大負荷損耗小時，查表1（最大負荷損耗時間與最大利用小時的關系），按=5000h， 取=3400h 根據(jù)上述公式（3-6）及（3-7）計算功率損耗及電能損耗結(jié)果如表3-10所示。 表3-10 功率損耗及電能損耗結(jié)果方案線路名稱輸送容量M

32、VA線路等值阻抗功率損耗MW電能損耗億kW.h方案三Ac65+j31.482.929+j8.9661.2630.0042cd35+j16.954.696+j9.3020.58690.0020cb20+j9.6867.043+j13.950.28740.0010ce25+j12.1110.50+j13.560.64090.0022損耗合計2.7780.0094方案四Ac45+j21.794.696+j9.3020.97020.0033cd35+j16.954.696+j9.3020.58690.0020ce20+j9.6865.655+j11.020.23080.0008db25+j12.111

33、0.50+j13.560.64090.0022損耗合計2.4290.00833.3.4結(jié)論從技術比較，方案三的電能損耗和電壓損耗都比方案四大；從經(jīng)濟比較，方案三的投資規(guī)模比較大，最終確定方案四為最佳方案。4電氣主接線設計4.1概述電氣主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)設計和發(fā)電廠、變電所電氣設計的主要部分，主接線的確定與電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈話性和經(jīng)濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。電氣主接線的基本要求：主接線應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性和發(fā)展性等基本要素。 （1）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要任務，

34、主接線首先應滿足這個要求，主接線可靠性的具體要求： 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。 斷路器或母線發(fā)生故障以及母線計劃檢修時，應盡量減少進出線停運的回路數(shù)和停運的時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。特別是對大型電廠、超高壓變電所的電氣主接線提出了可靠性的特殊要求。 （2）靈活性 主接線應滿足在調(diào)度運行、檢修及擴建時的靈活性。 調(diào)度運行中應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運行要求。 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力

35、網(wǎng)的運行和對用戶的供電。 擴建時，可以適應從初期接線過渡到最終接線。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。 （3）經(jīng)濟性 主接線在滿足可靠性、靈活性等要求的前提下應做到經(jīng)濟合理。 投資?。褐鹘泳€應力求簡單，繼電保護和二次回路不過于復雜，要能限制短路電流；能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求下，110kV及以下終端或分支變電所主接線應盡量簡單。 占地面積小。主接線設計要為配電裝置布置刨造條件，盡量使占地面積減少。 電能損失少。經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類（如雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電

36、能損失。（4）發(fā)展性:主接線可以容易地從初期接線方式過渡到最終接線。4.2 發(fā)電廠主接線的設計4.2.1 發(fā)電廠主接線的確定A電廠110kV等級出線有7回，為了提高供電可靠性，確定采用雙母帶旁路接線方式，為了減少斷路器的投資，采用母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線方式； 50MW發(fā)電機10kV母線考慮到要供給地區(qū)負荷、廠用電以及系統(tǒng)，確定采用雙母接線，并通過三臺雙繞組變壓器連接110kV母線。（A電廠電氣主接線見附圖1）4.2.2 發(fā)電機的選擇根據(jù)設計要求選擇發(fā)電機的選型發(fā)電機型號1：A電廠3×50MW機組選用QFS-50-2（3臺）。發(fā)電機的選型發(fā)電機型號、參數(shù)如表4-1所示。表4-1

37、 發(fā)電機的選型發(fā)電機型號、參數(shù)型號額定功率功率因素額定電壓(kV)額定電流（A）效率（%）額定轉(zhuǎn)速（r/min）QFS-50-2500.810.5344098.330004.2.3 發(fā)電廠主變壓器的選擇12 連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器容量，應按下列條件計算較大值選擇：當發(fā)電機電壓母線上最小負荷時，能將發(fā)電機電壓母線上剩余容量送入系統(tǒng)。即 （4-1）式中主變的容量； -發(fā)電機容量；-廠用電：；-發(fā)電機電壓母線上最小負荷； -負荷功率因數(shù)，取功率因數(shù)為0.85；n-發(fā)電機電壓母線上的主變壓器的臺數(shù)；-發(fā)電機的額定功率因數(shù)。 對裝有兩臺或兩臺以上主變壓器的發(fā)電廠，當有一臺退出運行時，其

38、余的變壓器容量按能承擔70%的電廠容量選擇，即當其中一臺主變壓器退出運行時，其余主變壓器仍能承擔全部電廠的70%容量。即 （4-2）A電廠主變的確定與50MW發(fā)電機連接的變壓器： 選取兩臺型號為SFP7-120000/110的雙繞組升壓變壓器，連接組別為YN，d11，變比為。4.3 變電所主接線的設計4.3.1 變電所主接線的確定（1）c變電所主接線的確定c變電所110kV電壓等級出線4回，采用雙母帶旁路接線。地區(qū)最大負荷20MW，考慮采用10kV母線供給，負荷較大，10kV母線采用雙母接線方式，并通過兩臺雙繞組變壓器連接到110kV母線。（c變電所電氣主接線見附圖2）（2）b變電所主接線的確

39、定b變電所110kV電壓等級出線2回，考慮到連接b變電所的線路較長，確定采用內(nèi)橋接線方式；地區(qū)負荷有2個，采用兩個電壓等級供給負荷，35kV電壓等級線路供給最大負荷為20MW的地區(qū)負荷，10kV電壓等級線路供給最大負荷為15MW的地區(qū)負荷，因此變電所主變采用兩臺三繞組變壓器；為了節(jié)省投資，35kV電壓等級采用內(nèi)橋接線方式供給地區(qū)負荷，同時連接變壓器35kV側(cè)；10kV母線采用雙母接線方式供給地區(qū)負荷，同時連接變壓器10kV側(cè)。（b變電所電氣主接線見附圖3）（3）d變電所主接線的確定d變電所110kV電壓等級出線2回，地區(qū)負荷最大為25MW，用10kV母線供電。一類負荷較大，為了提高供電可靠性，

40、10kV母線采用雙母接線方式，同時通過兩臺雙繞組變壓器連接到A電廠的110kV母線。（d變電所電氣主接線見附圖4）（4） e變電所主接線的確定e變電所110kV電壓等級出線1回，地區(qū)負荷最大為20MW，采用10kV電壓等級供電；由于負荷對供電的可靠性要求相對低些，因此變電所主變采用一臺雙繞組變壓器； 10kV母線采用單母接線方式供給地區(qū)負荷。（e變電所電氣主接線見附圖5）4.3.2 變電所主變壓器的選擇（1）選擇原則8裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于70%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷、選擇。即 （4-3）或 （4-4）式中n-變電所主變壓器臺數(shù)

41、,為地區(qū)最大有功負荷（2）c變電所主變的確定 選取型號為SF7-20000/110雙繞組降壓變壓器，連接組別為YN，d11，變比為。（3）b變電所主變的確定選取兩臺型號為SFS7-31500/110的三繞組降壓變壓器，連接組別為YN，yn0，d11，變比為，容量比為100/100/50。（4）d變電所主變的確定選取兩臺型號為SF7-25000/110雙繞組降壓變壓器, 連接組別為YN，d11，變比為。（5）e變電所主變的確定選取兩臺型號為SF7-20000/110雙繞組降壓變壓器, 連接組別為YN，d11，變比為。綜上所述，主變壓器的型號、參數(shù)如表4-2所示。表4-2 主變壓器的型號、參數(shù)地點

42、型號空載損耗kW負荷損耗kW額定電壓(kV)阻抗電壓(%)空載電流（%）臺數(shù)高壓中壓低壓高中高低中低A電廠SFP7-120000/11010642210.510.50.52c變電所SF7-20000/11027.51041110.50.92b變電所SFS7-31500/110461751110.510.56.51.02d變電所SF7-25000/11032.51251110.50.82e變電所SF7-20000/11027.51041110.50.91注明： 1.表中阻抗電壓已歸算為100%額定容量下的數(shù)值 2.表中的負荷損耗為100%容量繞組通過額定電流時的損耗，即最大短路損耗。4.4 系統(tǒng)

43、接線圖根據(jù)方案四的網(wǎng)絡接線形式，以及地區(qū)電網(wǎng)各個電廠和變電所的電氣主接線形式，繪制該地區(qū)電網(wǎng)的系統(tǒng)接線圖，見附圖6。5 潮流計算5.1電力系統(tǒng)元件技術數(shù)據(jù)及其參數(shù)計算5.1.1 變壓器參數(shù)有名值計算（歸算到高壓側(cè)）（1）發(fā)電廠主變壓器參數(shù)有名值 A電廠：SFP7-120000/110:； ； ； （2）變電所主變壓器參數(shù)有名值 c、e變電所：SF7-20000/110： ； ； ； ； b變電所：SFS7-31500/110： ； ； ； d變電所：SF7-25000/110: ； ； ； ； 5.1.2 單相輸電導線有名值計算Ac、Ab段110kV導線LGJ-150/25： ， ； ； Ae

44、段110kV導線LGJ-150/25：， ； ； cd段110kV導線LGJ-95/20： ， ； ； 5.2 最大負荷下的潮流計算5.2.1系統(tǒng)等值電路根據(jù)電力系統(tǒng)元件技術數(shù)據(jù)及其參數(shù)計算的結(jié)果以及系統(tǒng)接線圖繪制系統(tǒng)等值電路圖，見附圖6。5.2.2 最大負荷下的功率分布計算設全網(wǎng)電壓都為額定值，計算功率損耗，負荷功率因數(shù)為0.85,兩臺50MW機組滿發(fā)，另一臺50MW機組作為平衡機。（1）d變電所及cd線路的功率分布計算：d變電所的地區(qū)負荷： （2）c變電所及Ac線路的功率分布計算：c變電所地區(qū)負荷為： （3）b變電所與Ab線路的功率分布計算：地區(qū)負荷： （4）e變電所及ce線路的功率分布計

45、算：e變電所的地區(qū)負荷： （5）A電廠的功率分布計算： 機組：輸送至舊系統(tǒng)負荷：地區(qū)負荷及廠用電負荷：機組的發(fā)電功率為：5.2.3 最大負荷下的節(jié)點電壓分布計算（1）A電廠：機組設發(fā)電機出口電壓為：歸算到115kV側(cè)：（2）Ac輸電線路及c變電所： 歸算到11kV側(cè)，則c變電所11kV母線電壓為： （3） cd輸電線路及d變電所： 歸算到11kV側(cè)，則d變電所11kV母線電壓為： （4）Ab輸電線路及b變電所： 歸算到38.5kV側(cè)，則b變電所38.5kV母線電壓為：歸算到11kV側(cè)，則b變電所11kV母線電壓為： （5） ce輸電線路及e變電所： 歸算到11kV側(cè)，則e變電所11kV母線電壓

46、為：5.3 最小負荷下的潮流計算圖根據(jù)最大負荷的計算方法，計算最小負荷下的潮流分布，繪制最大最小負荷下的潮流計算圖，見附圖7和附圖8。6 調(diào)壓計算及電氣設備的選擇6.1 電壓調(diào)整的必要性及調(diào)壓措施（1）電壓調(diào)整的必要性：電壓是電能質(zhì)量的重要指標，電壓不及格會對電網(wǎng)造成嚴重的危害。電壓偏移過大，會影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞電力設備，甚至引起系統(tǒng)性“電壓崩潰”，造成大面積停電；電壓偏移低，還有可能造成電壓振蕩、系統(tǒng)解列、大面積停電，導致斷水、斷氣、電訊中斷，嚴重影響人民生活和社會安全。 （2）調(diào)壓措施：調(diào)壓措施主要有發(fā)電機調(diào)壓，改變變壓器變比調(diào)壓和利用無功功率補償設備調(diào)壓。在各種調(diào)壓手段中，應首先考慮利用發(fā)電機調(diào)壓，因這種措施不用附加設備，從而不需附加投資，同時大多數(shù)發(fā)電機都裝設自動勵磁調(diào)節(jié)裝置進行自動調(diào)壓，本設計不做這方面研究。而通過改變變壓器分接頭調(diào)壓一般只能在變壓器退出運行的條件下才能做出這種改變，本設計的調(diào)壓計算著重借改