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 1.17152177.7233.8355.3照明90.8 1.007.207.232.7小计389—159.2177.7238.6362.5

2锻压车

间动力3600.20.65 1.177284.2110.8168.3照明70.8 1.00 5.60 5.625.5小计367—77.684.2114.5174

3金工车

间动力3000.30.65 1.1790105.2138.5210.4照明80.9 1.007.207.232.7小计308—97.2105.2143.2217.6

4工具车

间动力3000.30.65 1.1790105.2138.5210.4照明90.8 1.007.207.232.7小计309—97.2105.2143.2217.6

5电镀车

间动力2800.60.750.88168148.2224340.3照明70.9 1.00 6.30 6.328.6小计287—174.3148.2228.8335.3

6热处理

车间动力1600.50.750.888070.6106.7162.1照明70.7 1.00 4.90 4.922.3小计167—84.970.6110.4167.7

7装配车

间动力1600.40.7 1.026465.391.4138.9照明80.9 1.007.207.232.7小计168—71.265.396.6146.8

8机修车

间动力1600.30.65 1.174856.173.8112.2照明30.8 1.00 2.40 2.410.9小计163—50.456.175.4114.6

9锅炉房动力600.60.750.883631.74872.9照明20.8 1.00 1.60 1.67.3

小计62—37.631.749.274.8 10仓库动力150.30.850.62 4.5 2.8 5.38照明20.7 1.00 1.40 1.4 6.4

小计17— 5.9 2.8 6.59.9

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台与方案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cosφ

计算负荷

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

380V侧补偿前负荷0.73876.4818.711991821.7 380V侧无功补偿容量-504

380V侧补偿后负荷0.941876.4314.7931.21414.8

主变压器功率损耗0.015S30=

14

0.06S30=

55.9

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P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P为P1+P2+P3+…=∑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