【文章內(nèi)容簡介】 rTQ Q Q k??? ? ? ? ? ? 視在計算負(fù)荷： 2 2 2 23 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 3 9 6 . 8 3 1 8 4 . 4 9 4 3 7 . 6 2S P Q k V A? ? ?? ? ? ? ? 計算電流： 3 0 2 3 0 1/ ( 3 ) 4 2 5 .1 6 / ( 3 0 .3 8 ) 6 4 5 .9 8NI S U A??? ? ? ?（ ） （ ） 功率因數(shù)： ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 )c o s / 3 9 6 .8 3 / 4 3 7 .6 2 0 .9 0 7 0 .9PS? ? ? ?? ? ? ? 補償后功率因數(shù)滿足要求。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 11 3 變壓器的 選 擇及其電氣主接線 電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。 常用變壓器的種類，在中低壓供配電系統(tǒng)中，常用的電力變壓器有如下幾種分類方式： ① 按相數(shù)分類：有三相電力變壓器和單相電力變壓器。大多數(shù)場合使用三相電力變壓器，在一些低壓單相負(fù)載較多的場合，也使用單相變壓器。 ② 按繞組導(dǎo)電材料分類：有銅繞組變壓器和鋁 繞組變壓器，目前一般采用銅繞組變壓器。 ③ 按絕緣介質(zhì)分類：有油浸式變壓器和干式變壓器兩大類。 ④ 按繞組聯(lián)結(jié)組別分類：有 Yyn0 和 Dyn11 兩種。 電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系。 中壓配電變壓器有 Yyn0,和 Dyn11 兩種常見的聯(lián)結(jié)組，配電變壓器用 Dyn11聯(lián)結(jié)較之采用 Yyn0 聯(lián)結(jié)有一下優(yōu)點： ① 對 Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器來說，其 3n 次諧波電流在其三角形接線的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入 公共的高壓電網(wǎng)中去，這交之一次繞組接成星形接線的 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波電流。 ② Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小的多，從而更有利于低壓單相接地故障保護(hù)的動作和故障的切除。 ③ 當(dāng)?shù)蛪簜?cè)接用單相不平衡負(fù)荷時，由于 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器要求低壓中性線電流不超過低壓繞組額定電流的 25%，因而嚴(yán)重限制了其接用單相負(fù)荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的發(fā)揮。 GB 500521995《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，低壓為 TN 及 TT 系統(tǒng)時，宜與選用 Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器。 Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的低壓側(cè)中性線電流允許達(dá)到低壓繞組額定電流的 75%以上，其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器大。 因此，機(jī)器廠的電力變壓器選擇 Dyn11 聯(lián)結(jié)形式。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 12 ① 選擇主變壓器臺數(shù)應(yīng)考慮下列原則 : 1) 三級負(fù)荷一般設(shè)一臺變壓器，但考慮現(xiàn)有開關(guān)設(shè)備開斷容量的限制，所選單臺變壓器的容量一般不大于 1250kVA；當(dāng)用電負(fù)荷所需的變壓器容量大于1250kVA 時，通常應(yīng)采用兩臺或更多臺變壓器。 2) 當(dāng)季節(jié)性或晝夜性的負(fù)荷較多時，可將這些負(fù)荷采用單獨的變壓器供電，以便這些 負(fù)荷不投入使用時，切除相應(yīng)的供電變壓器，減少空載損耗。 3) 當(dāng)有較大的沖擊性負(fù)荷時，為避免對其他負(fù)荷供電質(zhì)量的影響，可單獨設(shè)變壓器對其供電。 4) 當(dāng)有大量一、二級負(fù)荷時，為保證供電可靠性，應(yīng)設(shè)兩臺或多臺變壓器。以起到相互備用的作用。 5) 在確定變電所住變壓器臺數(shù)時，應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。② 變壓器容量的選擇 1） 只裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 S30的需求，即 . 30NTSS? 式（ ） 2) 裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量 ： ，宜滿足總的計算負(fù)荷 S30的大約 60%70%的需要，即 . ~ ?（ ） 式（ ） ，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的要求。即 . 30( )NTSS???? 式（ ） ③ 車間變電所主變壓器的單臺容量上限 車間變電所 主變壓器的單臺容量，一般不宜大于 1000kVA。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。 ④ 適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展 應(yīng)適當(dāng)考慮今后 5— 10 年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地。 該 廠的 負(fù)荷屬于三級負(fù)荷，并且補償后 230 6S kVA??（ ） ， 選 500kVA 的變壓器，考慮到今后發(fā)展的要求，選擇 S9630/10 型變壓器一臺。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 13 電力變壓器 的額定容量 是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。如果安住地點的年平均氣溫 20C? ?? 時，則年平均氣溫每升高 1176。 C，變壓器容量相應(yīng)地減少 1%，戶外電力變壓器的實際容量為 0 .a v .2 0(1 )100T N TSS??? 式（ ） 對于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有約15176。 C 的溫差，從而使處于室內(nèi)中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出大約 8176。 C，因此戶內(nèi)變壓器的實際容量較之上式所計算 的容量還要小 8%。 對于 S9630/10 型變壓器，考慮本地年平均氣溫為 176。 C，即年平均氣溫不等于 20176。 C，對于室內(nèi)變壓器，其實際容量為 0 . a v . 2 0 2 3 . 2 2 0( 0 . 9 2 ) 0 . 9 2 6 3 01 0 0 1 0 0T N TS S k V A?? ? ?（ ） 59 9. 44 42 5. 16kVA kVA?? 因此， 選擇的 變壓器滿足要求。 電氣主接線圖即主電路圖，是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配線路的電路圖，亦稱一次電路圖。 它的設(shè)計，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、 繼電保護(hù)和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運行。 電氣 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性 和 經(jīng)濟(jì)性 三方面： ① 可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力， 電氣 主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進(jìn)行可靠的定量計算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。 為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面， 做 出切合實際的決定。 ② 靈活性： 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種 運行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個方面： 1）操作的方便性 電氣主接線應(yīng)該在服從可靠性的基本要求條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員掌握，不致在操作過河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 14 Ta)Tb)QSTc)QSFUTd)QLFUTe)FDFVTf)QSFVTg)QSFVFU程中出差錯。 2） 調(diào) 度的方便性 電氣主接線在正常運行時，要根據(jù)調(diào)度要求，方便的改變運行方式。并且發(fā)生事故時，要能盡快地切出故障，故停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 3）擴(kuò)建的方便性 對將來要擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電站，其主接線必須具有擴(kuò)建的方便性。 ③ 經(jīng)濟(jì)性 ： 采用簡單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。 ① 車間變電所的主接線圖 車間變電所的主接線分兩種情況： 1） 有工廠總降壓變電所或高壓配電所的車間變電所 其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護(hù)裝置和測量儀表等，一般都安裝在高壓配電線路的首段，即總配電所的高壓配電室內(nèi)，而車間變電所只設(shè)變壓器室和低壓配電室，其高壓側(cè)多數(shù)不安裝開關(guān)，或只安裝簡單的隔離開關(guān)、熔斷器、避雷器等，如 圖 所示 。 圖 車間變電所高壓側(cè)主接線方案 a）高壓電纜進(jìn)線，無開關(guān) b）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開關(guān) c）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開關(guān)熔斷器 d）高壓電纜進(jìn)線，裝負(fù)荷開關(guān) 熔斷器 e）高壓架空進(jìn)線，裝跌開式熔斷器和避雷器 f）高壓架空進(jìn)線，裝隔離開關(guān) 熔斷器和避雷器 g）高壓架空線，裝隔離開關(guān) 熔斷器和避雷器 由圖可以看出，凡是高壓架空進(jìn)線，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防雷河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 15 TQSFU6~ 10KV電源進(jìn)線QFTAFD220/380VTQLFU6~1 0KV電源進(jìn)線QFTA 220/380VFDL電波沿著架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。而采用高壓電纜進(jìn)線時，避雷器則裝設(shè)在電纜的首端，而且避雷器的接地端要連同電纜的金屬外皮一起接地。此時變壓器高壓側(cè)一般可以不再裝設(shè)避雷器。如果變壓器高 壓側(cè)為架空線又經(jīng)過一段電纜引入時，則變壓器高壓側(cè)仍應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）工廠無總變、配電所的車間變電所 工廠內(nèi)無總降壓變電所和高壓配電所時，其車間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護(hù)裝置和測量儀表等，都必須配備齊全，所以一般要設(shè)置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下，就可以不設(shè)高壓配電室，其高壓側(cè)的開關(guān)電器就裝在變壓器室的墻上或電桿上，而在低壓側(cè)計量電能，或者其高壓柜就裝在低壓配電室內(nèi)，在高壓側(cè)計量電能。 ②小型工廠變電所的主接線圖 1）只裝有一臺主變壓器的小型變電所 主接線圖 只裝有一臺主變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線。根據(jù)其高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有 以 下三種比較經(jīng)典的主接線方案。 熔斷器或戶外跌開式熔斷器的變電所主接線圖（圖）這種主接線，受隔離開關(guān)和開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于 500kVA 及以下容量的變電所。 圖 高壓側(cè)采用隔離開關(guān) 熔斷器 圖 高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān) 熔斷器 或跌開式熔斷器的變電所主接線圖 或負(fù)荷跌開式熔斷器的變電所直 接線圖 這種變電所相當(dāng)簡單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高，當(dāng)主變壓器或高于側(cè)停電檢修或發(fā)生故障時，整個變電所要停電。由于隔離開關(guān)和跌開式熔斷器不能帶負(fù)荷操作，因此變電所送電和停電的操作程序比較復(fù)雜，如果稍有疏忽，還容易發(fā)生帶負(fù)荷拉閘的嚴(yán)重事故，而且在熔斷器熔斷后，更換熔體需一定時間，從而影響河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 16 TQF16~ 10KV電源進(jìn)線QF 2TA 2TA1220/380VQS2QS1FUTVVVFVT6~1 0KV電源進(jìn)線QF2TA2220/380VTA1FUTVVVQS3QS4QF1QS1QS2供電的可靠性。但是這種主接線簡單經(jīng)濟(jì)，對于三級負(fù)荷的小容量變電所是相當(dāng)適宜的。 熔斷器或負(fù)荷跌開式熔斷器的變電所主接線圖（圖） 由于負(fù)荷開關(guān)和 負(fù)荷跌開式熔斷器能帶負(fù)荷操作，從而使變電所停、送電的操 作 簡便靈活得多，也不存在著在帶負(fù)荷拉閘的危險。但在發(fā)生短路故障時，只能是熔斷器熔斷，因此這種主接線仍然存在著在排除短路故障時恢復(fù)供電的時間較長的缺點，供電可靠性仍然不高，一般也只用于三級負(fù)荷的變電所。 圖 高壓側(cè)采用隔離開關(guān) 圖 高壓雙回路進(jìn)線的一臺主 斷路器的變電所主接線圖 變壓器變電所主接線圖 斷路器的變電所主接線圖（圖 ） 這種主 接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，而且在發(fā)生短路故障時，過電流保護(hù)裝置動作，斷路器會自動跳閘，如果短河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇及其電氣主接線 17 T1QK1TA3220/380VTA1TV1VVQS1QF1QF3QS3FV1T2QK2TA4TA2TV2VVQS2QF4QS4FV2QF2QF56~ 10KV電源進(jìn)線路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘回復(fù)供電。如果配備自動重合閘裝置，則供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時，一般也只用于三級負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時，或另有備用電源時，則可用于二級負(fù)荷。如果變電所有兩路電源進(jìn)線，如