电厂电力系统课程设计

1 前言

电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。

对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。

2.负荷计算和无功功率补偿

2.1 负荷计算各厂房和生活区的负荷计算如表2.1

编

号

名称类

别设备容

量

需要系

数

计算负荷

1铸造

车间动

力

3800.40.65 1.17152177.7233.

8

355.

3照

明

90.8 1.007.207.232.7

小

计

389—159.2177.7238.

6

362.

5

2锻压

车间动

力

3600.20.65 1.177284.2110.

8

168.

3照

明

70.8 1.00 5.60 5.625.5

小

计

367—77.684.2114.

5

174

10

仓库 动力 15 0.3 0.85 0.62 4.5 2.8 5.3 8

照明 2 0.7 1.0 0 1.4 0 1.4 6.4

小计

17 —

5.9 2.8

6.5 9.9

11

生活区 照明 300 0.8 0.9 0.48 240 116.2 266.

7

344.4

总计

（380V 侧）

动力 2175

1095.5

963.2

照明 362

计入

=0.8 =0.85

0.73

876.4 818.7 1199 1821

.7

2.2 无功功率补偿

由表2.1可知，该厂380V 侧最大负荷是的功率因数只有0.73。而供电部门要求该厂10KV 进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.91。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V 侧最大负荷是功率因素应稍大于0.91，暂取0.92来计算380V 侧所需无功功率补偿容量： Ｑc=P30(21tan tan ϕϕ-)=871.6×(0.94-0.42)=453.23kvar

故选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其

方案1（主屏）1台及方案3（辅屏）5台相组合，总共容量84kvar×6=504kvar 如图所示。

图2.1 PGJ1型低压自动补偿屏

因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表2.2所示。

项目

cos

φ

计算负荷

P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A

380V侧补偿前负0.73876.4818.711991821.7

表2.2 无功补偿后工厂的计算负荷

3 变电所位置和型式的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X 轴和Y 轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P 1(x 1,y 1) 、P 2(x 2,y 2) 、P 3(x 3,y 3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P 为P 1+P 2+P 3+…=∑P i .因此仿照《力学》中计算重心的力矩方程,可得负荷中心的坐标:

i i i 321332211P )

x P (P P P x P x P x P x ∑∑=++++=

⋯⋯ (3.1)

i

i i 321332211P )

y P (P P P y P y P y P y ∑∑=++++=

⋯⋯ (3.2)

图３.1 ××机械厂总平面图

3.1变电所位置的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。

在工厂平面图的下边和左侧，分别作一条直角坐标的x 轴和y 轴，然后测出各车间（建筑）和生活区负荷点的坐标位置p1(2.5,5.51)；p2(3.6,3.54)；p3(5.56,1.3)；p4(4,6.7)；p5(6.2,6.7)

p6(6.2,5)；p7(6.2,3.4)；p8(8.55,6.7)；p9(8.55,5)；p10(8.55,3.4)；p0(1.2,1.1)（工厂生活区），如图3-1所示：而工厂的负荷中心假设在P （x ，y ），其中P=P1+P2+P3…=∑P i 。仿照《力学》计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标如图3-1：

112233

123159.2 2.577.6 3.697.2 5.5697.24174.3 6.284.9 6.271.2 6.2

159.277.697.297.2174.384.971.2

Px P x P x x P P P ++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=

=

+++

++++++50.48.5537.68.55 5.98.55240 1.250.437.6 5.9240+⨯+⨯+⨯+⨯=++++4745.9

4.33109

5.5

≈ 112233123159.2 5.5177.6 3.5497.2 1.397.2 6.7174.3 6.784.9571.2 3.4159.277.697.297.2174.384.971.2P y P y P y y P P P ++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==

+++

++++++50.4 6.737.65 5.9 3.4240 1.150.437.6 5.9240+⨯+⨯+⨯+⨯=++++4573.6

4.17109

5.5

≈ 由计算结果可知，x=4.33 y=4.17工厂的负荷中心在2号厂房的东北角。考虑的方便进出线及周围环境情况，决定在2号厂房的东侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。