變壓器容量的選擇與計算
責任編輯:icynet    瀏覽:4007次    時間: 2015-07-06 08:53:04      

摘要:電力變壓器是供配電系統中必不可少且應用極廣的設備,正確合理地選擇變壓器,是電力系統經濟、安全、可靠地運行的保證,在節能降耗方面也有重要意義。本文詳細地闡述了根據系統負荷選擇變壓器的方法和步驟。

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電力變壓器是供電系統中的關鍵設備,其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用,對變電所主接線的形式及其可靠與經濟有著重要影響。所以,正確合理地選擇變壓器的類型、臺數和容量,是主接線設計中一個主要問題。

一、臺數選擇

變壓器的臺數一般根據負荷等級、用電容量和經濟運行等條件綜合考慮確定。當符合下列條件之一時,宜裝設兩臺及以上變壓器:

1.有大量一級或二級負荷  在變壓器出現故障或檢修時,多臺變壓器可保證一、二級負荷的供電可靠性。當僅有少量二級負荷時,也可裝設一臺變壓器,但變電所低壓側必須有足夠容量的聯絡電源作為備用。

2.季節性負荷變化較大  根據實際負荷的大小,相應投入變壓器的臺數,可做到經濟運行、節約電能。

3.集中負荷容量較大  雖為三級負荷,但一臺變壓器供電容量不夠,這時也應裝設兩臺及以上變壓器。

當備用電源容量受到限制時,宜將重要負荷集中并且與非重要負荷分別由不同的變壓器供電,以方便備用電源的切換。

二、容量選擇

變壓器容量的選擇,要根據它所帶設備的計算負荷,還有所帶負荷的種類和特點來確定。首先要準確求計算負荷,計算負荷是供電設計計算的基本依據。確定計算負荷目前最常用的一種方法是需要系數法,按需要系數法確定三相用電設備組計算負荷的基本公式為:


例如:某380V線路上,接有水泵電動機5臺,共200kW,另有通風機5臺共55kW,確定線路上總的計算負荷的步驟為

 




條件①是考慮到兩臺變壓器運行時,每臺變壓器各承受總計算負荷的50%,負載率約為0.7,此時變壓器效率較高。而在事故情況下,一臺變壓器承受總計算負荷時,只過載40%,可繼續運行一段時間。在此時間內,完全有可能調整生產,可切除三級負荷。條件②是考慮在事故情況下,一臺變壓器仍能保證一、二級負荷的供電。

  當選用不同容量的兩臺變壓器時,每臺變壓器的容量可按下列條件選擇:


另外,變壓器的容量應滿足大型電動機及其他沖擊負荷的起動要求,并滿足今后5-10年負荷增長的需要。

再回到上例中,綜合計算結果為:

組別

額定
 功率

需要
 系數

功率
 因數

功率因
 數正切

有功
 功率

無功
 功率

視在
 功率

有功功率
 同期系數
 
(0.8~0.9)

無功功率
 同期系數
 
(0.93~0.97)

用電設備

Pe(kW)

Kd

cosφ

tgφ

Pjs(kW)

Qjs(kvar)

Sjs(kV.A)

Kp

Kq

水泵電動機

200

0.8

0.8

0.75

160

120

200

 

 

通風機

55

0.8

0.8

0.75

44

33

55

 

 

合計

255

 

 

 

204

153

255

 

 

同時系數

 

 

0.794

0.766

193.8

148.4

244.1

0.95

0.97

按照變壓器的負荷率一般取70%~85%(這里取70%)進行計算:

所選變壓器的容量為:244/0.7=348.6kvA

故可選400kvA的變壓器。

若有無功功率補償裝置,可使供電系統的電能損耗和電壓損耗降低,從而可選較小容量的電力變壓器。如上例情況,在沒有功率補償裝置時,功率因數為0.794,達不到國家標準,造成電能浪費,假設要使功率因數提高到0.95,無功補償容量QN.C應為:


  所以經補償后的結果為:

組別

額定
 功率

需要
 系數

功率
 因數

功率因
 數正切

有功
 功率

無功
 功率

視在
 功率

有功功率
 同期系數
 
(0.8~0.9)

無功功率
 同期系數
 
(0.93~0.97)

用電設備

Pe(kW)

Kd

cosφ

tgφ

Pjs(kW)

Qjs(kvar)

Sjs(kV.A)

Kp

Kq

水泵電動機

200

0.8

0.8

0.75

160

120

200

 

 

通風機

55

0.8

0.8

0.75

44

33

55

 

 

合計

255

 

 

 

204

153

255

 

 

同時系數

 

 

0.794

0.766

193.8

148.4

244.1

0.95

0.97

電容補償

 

 

 

 

 

84.71

 

 

 

補償后

 

 

0.95

0.33

193.8

63.7

204

 

 

這時可以算出有補償裝置后,變壓器所選的容量為:204/0.7=291.4因此可以用315kvA的變壓器就可以了。由此可見,利用無功補償提高功率因數,可以減少投資和節約有色金屬,對整個供電系統大有好處。

綜上所述,電力變壓器的選擇取決于計算負荷,而計算負荷又與系統中的負荷大小和負荷特性以及系統中的功率補償裝置有關。了解了這兩點,可以根據實際情況靈活選擇變壓器的容量,電力變壓器在運行中,其負荷總是變化的,在必要時允許過負荷運行,但是,對室內變壓器,過負荷不得超過20%;對室外變壓器,過負荷不得超過30%。


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