变电所主变压器的台数和容量应根据地区供电条件、城市规划、负荷性质、用电容量和企业发展等因素综合考虑确定。主变容量一般按5~10年规划负荷来选择,至少留有15%~25%的裕量。
变压器是一种静止电器,运行实践证明它的工作是比较可靠的。一般寿命为20年,事故率较小,通常不必考虑另设专用备用变压器。
(1)总降压变电所主变压器台数和容量的确定
①有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器。当在技术经济上比较合理时,可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时,可装设一台主变压器。
②装有两台及以上主变压器的变电所中,当断开一台时,其余主变压器的容量应保证用户的一、二级负荷,且不应小于60%的全部负荷。
③对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所,技术经济合理时可选择两台或多台主变压器。变电所两台或多台主变压器经济运行的条件见表7.4。
④三级负荷一般选择一台主变压器,负荷较大时,也可选择两台主变压器。装单台变压器时,其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sjs,考虑负荷发展应留有一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即
SN≥(1.15~1.4)Sjs
⑤具有3种电压的变电所中,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上时,主变压器宜采用三绕组变压器。
⑥变压器过载能力应满足运行要求。
⑦变电所变压器并列运行条件。
两台或多台变压器的变电所,各台变压器通常采取分列运行方式。如需采取变压器并列运行方式时,必须满足表7.5的运行条件。
表7.4 变电所主变压器经济运行的条件
注:Scr——经济运行临界负荷,kVA;
SN—变压器的额定容量,kVA;
S—变电所实际负荷,kVA;
P0—变压器空载有功损耗(铁损),kW;
Q0—变压器空载时的无功损耗,kvar,Q0≈SN(I0%)/100;
I0%—变压器空载电流占额定电流的百分值,%;
Pk—变压器负载有功损耗,kW;
Qr—变压器额定负荷时的无功损耗,kvar,Qr≈SN(Uk%)/100%;
Uk%—变压器阻抗电压占额定电压的百分值,%;
Kq—无功功率经济当量,kW/kvar,由发电机电压直配的工厂变电所Kq=0.02~0.04kW/kvar,经两级变压的工厂变电所Kq=0.05~0.08kW/kvar,经三级及以上变压的工厂变电所Kq=0.01~0.15kW/kvar,在不计及上述计算条件时,一般取Kq=0.1kW/kvar。
表7.5 变电所变压器并列运行条件(www.daowen.com)
(2)车间变电所变压器台数和容量的确定
车间变电所变压器台数和容量的确定原则和总降压变电所基本相同,即在保证电能质量的要求下,应尽量减少投资、运行费用和有色金属耗用量。
车间变电所变压器台数选择原则,对二、三级负荷,变电所只设置一台变压器,其容量可根据计算负荷决定。可考虑从其他车间的低压线路取得备用电源,这不仅在故障下可对重要的二级负荷供电,而且在负荷极不均匀的轻负荷时,也能使供电系统达到经济运行。对一、二级负荷较大的车间,采用两回独立进线,设置两台变压器,其容量确定和总降压变电所相同。当负荷分散时,可设置两个各有一台变压器的变电所。
车间变电所中,变压器容量应根据计算负荷选择,单台变压器容量不宜超过2000kVA。对装设在二层楼以上的干式变压器,其容量不宜大于630kVA。对昼夜或季节性波动较大的负荷,供电变压器经技术经济比较,可采用容量不一致的变压器。
在一般情况下,动力和照明宜共用变压器,属下列情况之一时,可设专用变压器:
①照明负荷较大,或动力和照明共用变压器因负荷变动引起的电压闪变或电压升高,严重影响照明质量及灯泡寿命时,可设照明专用变压器。
②冲击性负荷(试验设备、电焊机群及大型电焊设备等)较大,严重影响电能质量时,可设专用变压器。
③在IT系统的低压电网中,照明负荷应设专用变压器。
④当季节性的负荷容量较大时(如大型民用建筑中的空调冷冻机等负荷),可设专用变压器。
⑤在民用建筑中出于某些特殊设备的功能需要(如容量较大的X射线机等),宜设专用变压器。
例7.1 某一车间变电所(10kV/0.4kV),总计算负荷为1350kVA,其中一、二级负荷为680kVA。试选择变压器的台数和容量。
解 根据车间变电所变压器台数及容量选择要求,该车间变电所有一、二级负荷,宜选择两台变压器。
任一台变压器单独运行时,要满足60%~70%的负荷,即
SN=(0.6~0.7)×1350kVA=810~945kVA
且任一台变压器应满足SN≥680kVA。因此,可选两台容量均为1000kVA的变压器,具体型号为S9-1000/10。
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