建材发展导向２０１５年１月 水利・电力 电力系统主电网规划设计 王云霞夏慧慧 ４５７０００） （濮阳市中原石化工程有限公司 河南省濮阳市摘 要：自从电力应用于生产以来，在交通运输、国防、工农业、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛应用，已经成 为现代生活、生产化的主要能源，在当今这个社会中，电力工业的发展水平与电气化程度，已经成为了衡量一个国家国民 经济发展水平的象征和重要标志。电网设计的规划一般包括的内容有：电网的技术要求、电力系统的负荷分析、变电站布 局的规划等这些主要方面。 关键词：电力系统；主电网；规划设计；短路电流 中图分类号：ＴＭ７１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１６７５（２０１５）０１—０２３９—０２ 本文的设计题目是电力系统主电网的规划设计，电力系统的 １．３电力网的规划设计 好与坏主要关系着人们的生活水平和工业的生产，所以，只有灵 电网结构是规划设计的主体，需要根据城市的建设规模和社 活性、经济性、可靠性这三点要求，才属于一个具体的电力系统 会经济发展水平、规划负荷密度、负荷增长速度、环境保护等要 的规划设计。电不仅是能量的一种表现形式，而且它也可以很简 求，依据不同地区的实际情况，来合理选择具体的电压等级序 便的将其转换成其他形式的能量，例如：机械能量、热能、光能等 列、中性点运行方式、供电的可靠性、容载比。节能环保、短路水 等，电能具有以下显著的特点：分配方便、输送、易于操作和控 平等等技术原则。 制，要想提高经济效益和产品的质量，就必须将用电进行控制， 电力系统主电网规划设计一般包括的主要内容有以下几点： 最终实现自动化的程度。 ①变电所运算负荷与确定变压器台数和容量；②确定电压等级 我国电力工业立足于科技兴电，它自从应用与生产以来，已 和电力网供电的范围；③选择电力网的接线方案；④电力系统的 经成为现代生活、生产化的主要能源，同时也在各个领域得到广 电压调节和无功平衡；⑤线路导线截面的选择；⑥变电所与发电 泛的应用，电业的发展水平和发展程度是衡量我国经济发展的 厂主接线形式的确定。 重要标志。当然，一个电力系统的好于坏，它直接关系到该系统 所产生的效应，也在无形当中对国民生产和人们的生活中起到 负面作用。 ２发电厂主要接线设计 ２．１发电厂及变电所的电气主接线设计原则 电气主接线主要是由电气设备通过其连接线，按照它的功能 要求组合成为接受、分配电能的电路，最终成为传输高电压、强 电流的网络，它又叫做一次接线或者电气主系统。发电厂的电气 １电力系统规划设计的主要内容 １．１电力系统负荷分析 在电力系统规划设计当中，最主要的是对规划地区的近期和 主接线设计需要遵循的几项原则：①考虑到近期与远期的发展 远景负荷要进行深入的调查研究，根据调查出来的结果，来确定 规模；②考虑到主变台数对于主接线的影响；③考虑备用量的大 电力负荷的发展水平和数值，来作为系统规划、电源选点、变电 小和有无对主接线的影响；④考虑变电所在电力系统中的重要 所布局等的依据。 作用的地位。 １．２电力电量的平衡 要想进行电力、电量的平衡以及电源的规划等工作，就要确 定电力系统负荷和发展水平，进行以上工作一般采取的步骤是： ２．２变电所的主接线的设计 变电所的主接线设计原则几乎与发电厂的设计原则相类似， 都是根据变电所的负荷性质、地位、设备特点、出线回路等情况， （１）依据电力负荷发展的需求以及电力系统中仅有的发电厂 使用相应的接线形式。要想采用双母带旁路接线方式，其出线回 所供电的现有能力，来进行初步的电力平衡，来计算出规划年限 路为４回，配电装置为２２０ｋＶ，断路器不能停电检修。 内用要增加发电设备的总容量。 ２－３发电机的运行方式 （２）依据国家规划地区动力资源与能源政策的情况，以及分 确定发电机的运行方式总的原则是经济地发、供电、安全。作 布情况和负荷特点，进行调查研究之后，再提出几种电源分布点 为一般的发电机方式运行，有功无功都是正２、进相运行，有功为 方案；确定一个相对合理的电源分布点的方案，它的前提是要进 正无功为负３、作为调相机运行，有功为０，无功可正可负。 行经济技术的相互比较。依据推荐的布点方案和电源规模的大 ３主变压器的选择 小，再进行下一步的电量、电力平衡，从而来确定规划地区个电 ３．１主变压器容量、台数的确定原则 厂的建设规模。 ・２３９・ 水利・电力 一建材发展导向２０１５年１月 个主变压器的台数和容量直接影响到主接线的配电装置 济电流的密度来选择导线截面，之后再按照允许电流量、电量条 （４）闭式网络导线截面积的选择步骤：先设想导线截面积的 结构，它的确定除了要依据传递容量的基本原始资料以外，还要 件、机械强度条件的校验。 依据电力系统５～１０年的发展规划、馈线回路数、输送功率大小 等因素，进行合理的选择和综合分析。如果容量选取过小，就有 面积是一样的，按照均一网的计算方法出唇部功率分布；再用初 可能封锁发电机剩余的输出，这在技术上是不合理的，因为每千 步功率的分布按照功率的经济密度选出导线的截面积；利用导 瓦的发电设备投资远远大于每千瓦变电设备的投资；如果变压 线截面积的参数计算出功率的分布，用二次分布功率计算结果， 器的容量选取过于大，台数也比较多，这样不仅增大占地面积， 增加投资，也增加了运行电能的损耗，设备没有充分发挥效益。 因此，在选择发电厂主变压器时，需要遵循以下几项基本原则。 （１）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则； （２）单元接线的主变压器容量的确定原则； （３）连接两种升高电压母线的联络变压器容量的确定原则。 用经济电流选出导线的截面积。 ５结束语 总的来说，电力系统主要是由输送、分配、生产和消费电能的 发电机、电力线路等组成的整体，它是将一次能源转变成为电能 并且输送到用户的一个统一系统。电力系统在国家电网当中起 着重要的作用，同时对电网的规划设计有着不可忽视的重大意 义。 ３．２主变压器型号的选择 ＠２２０ｋＶ主变压器一般会选用三绕组变压器；＠２２０ｋＶ及以 上电压的变压器绕组一般为Ｙ／Ｙ／Ａ相连接；③拥有三种电压的 量的１５％以上，其主变压器适合采取三相三绕组变压器。 参考文献 国水利电力出版社，２０１３． 变电所，比如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容 ［１］李姚敏，宋子江．电气工程专业毕业设计指南（电力系统分册）．北京：中 ３－３变电所主变的选择要求 『２１韩东旭．高电压技术．北京：中国电力出版社，２０１２． ３１张明君．电力系统分析．北京：中国水利电力出版社，２０１３． 变电所主变压气的容量一般按照变电所建成后５ １０年的 ｆ４］黄春华，编．发电厂电气部分课程设计参考资料．中国电力出版社，２００１． 规划进行考虑的，并且应该按照其中一台停用时其余变压器能 ［满足变电所最大负荷的６０～７０％，或者是全部重要负荷选择。 ［５］曹绳敏，编．电力系统课程设计及毕业设计参考资料．东南大学出版社， １９９５． ４电力系统的接线方案及导线截面积的选择 ４．１接线方案的初选重要性 在变电和电源布局确定的基础上，电力网线方案选择是十分 『６］－Ｔ＿占国，窦艳峰．高电压技术．重庆大学出版社，１９９７． ｆ７１范志明，编．电力系统．重庆大学出版社，２００６． 重要的，一个好的接线方案，对于电力网的投资建设运行和发展 收稿日期：２０１４—１２—５ 都有着重要的意义。 作者简介：王云霞（１９８６一），女，助理工程师，本科，毕业于兰州交 通大学，从事电力系统及其自动化方面的工作。 ４．２电力系统的接线方式 电力系统的接线方式主要可以分为两类：①无备用；②有备 用。无备用的主要的优点在于运行方便、经济、简单，它的主要缺 点是供电可靠性比较低，所以，这两种接线不能用于一级负荷占 很大的比重场合，但是在一级负荷的比重不大，并且可以为这些 负荷单独设置电源的时候，仍然可以采取这种接线。 有备接线中，双回路的放射式，干线式，链式网络的优点性是 在于供电的电压质量和可靠性比较高，它的缺点就是花费比较 大，不经济，有备用线中的两端供电网络很常见，但是，要是采用 这种接线的先决条件就是必须有两个以上或者是必须有两个的 独立电源。 ４＿３选择导线截面积的原则 （１）１０ｋＶ及以下的电压等级的送电线路，对于这类线路一般 都是按照允许电压损耗选择导线的面积的，再按照规定以内的 载流量、机械强度条件进行校验的。 （２）低压配电线路。对于这类线路它们的线路都比较短，电压 损耗都比较低，导线的截面是按照规定的情况下载流量条件选 取的。 （３）３５ｋＶ以上的电压等级的送电线路，像这类线路得按照经 ・２４０・