110~66kV变电站设计(2)

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第二章 负荷计算和无功补偿

2.1负荷计算

供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。

计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，从而造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷非常重要。但是，负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但仍然难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织，生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能力求接近实际。

负荷计算所用公式如下： 每组无功计算负荷为

Q30i=P30itan? （2-1）

设cos?=k则

tan?=tanarccosk （2-2）

总的有功计算负荷为

P30=K?pP30i （2-3）

总的无功计算负荷为

Q30=K?qQ30i （2-4）

总的视在计算负荷为

S30=P30?Q3022 （2-5）

总的计算电流为

I30=S30/（3UN） (2-6)

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根据表2.1进行负荷计算

表2.1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 最大负荷（kW） 近期 10000 5000 2000 3000 2000 3000 3200 2700 2900 远期 15000 12000 5000 6000 4000 7000 6000 5000 4000 功率 因素 0.90 0.89 0.90 0.91 0.90 0.89 0.91 0.90 0.91 出线 回路数 2 2 2 1 1 2 2 1 1 附注 有重要负荷 有重要负荷 有重要负荷 有季节性重要负荷 有季节性重要负荷 有重要负荷 有重要负荷 III类负荷 III类负荷 （1） 负荷组1 cos?=0.90，tan?=tanarccos0.90=0.484

P30(1)=10000kW Q30(1)=10000*0.484=4840kvar

（2）负荷组2 cos?=0.89，tan?=tanarccos0.89=0.512

P30(2)=5000 kW Q30(2)=5000*0.512=2560kvar

s=0.90，tan?=tanarccos0.90=0.484 （3）负荷组3 co?P30(3)=2000 kW Q30(3)=2000*0.484=968kvar

s=0.91，tan?=tanarccos0.91=0.456 （4）负荷组4 co?P30(4)=3000kW Q30(4)=3000*0.456=1368kvar

s=0.90，tan?=tanarccos0.90=0.484 （5）负荷组5 co?P30(5)=2000 kW Q30(5)=2000*0.484=968kvar

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（6）负荷组6 co?s=0.89，tan?=tanarccos0.89=0.512

P30(6)=3000kW Q30(6)=3000*0.512=1536kvar

（7）负荷组7 co?s=0.91，tan?=tanarccos0.91=0.456

P30(7)=3200kW Q30(7)=3200*0.456=1459kvar

s=0.90，tan?=tanarccos0.90=0.484 （8）负荷组8 co?P30(8)=2700kW Q30(8)=2700*0.484=1307kvar

s=0.91，tan?=tanarccos0.91=0.456 （9）负荷组9 co?P30(9)=2900kW Q30(9)=2900*0.456=1322kvar

因此总的计算负荷为（取K?p=0.95，K?q=0.97）

P30= 0.95(10000+5000+2000+3000+2000+3000+3200+2700+2900)=32110kW Q30=0.97(4840+2560+968+1368+968+1536+1459+1307+1322)=15838kvar

S30=321102?158382=35804kVA

I30=35804/(3*66)=314A 2.2无功功率补偿

工厂中由于有大量的异步电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负载，还有感性的电力变压器，从而使功率因素降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。

在变电所低压侧装设了无功补偿装置以后，由于低压侧总的视在计算负荷减

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小，从而可使变电所主变压器容量选得小一些，这不仅可降低变电所的初投资，而且可减少工厂的电费开支。因此，提高功率因数不仅对整个电力系统大有好处，而且对工厂也是有一定经济实惠的。

无功功率补偿所用公式： 功率因数为

cos?=P30/S30 （2-7）

cos?=32110/35804=0.90

无功补偿容量为

tanarccosk1-tanarccosk2) （2-8） QC=P30(

QC=32110*（tanarccos0.90-tanarccos0.97）=7504kvar

补偿电容采用的并联电容器选择BWF70?100?1W,其工作电压为66KV,额定容量为200Kvar,额定电容为16.0uF.

补偿电容个数:n= QC/QC1=7504/200=38(个)

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第三章 变压器选择

3.1变压器的作用

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

电力变压器是发电厂和变电站的主要设备之一。变压器的用途是多方面的，不但可用于升高电压把电能送到用电地区，还可用于把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之升压和降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压平方成正比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。

3.2变压器的分类

1.按冷却方式分类

干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器； 2.按防潮方式分类

开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器； 3.按铁芯或线圈结构分类

芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器； 4.按电源相数分类

单相变压器、三相变压器、多相变压器； 5.按用途分类

电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器； 6.按中性点绝缘水平分类

有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。

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