10kv变电站毕业设计(3)

10kv变电所设计

因此对于干线的总负荷的计算：（取

K?p=0.95，

K?Q=0.97）

P?PK?p1.有功功率30=

i?1NN30(i)=0.95*688.34=653.92(KW)

KQ?Q30(i)Q2.无功功率30=?i?1=0.97*406.28=394.09(kvar)

S3.视在功率30=22P30?Q30=763.49(kV·A)

对于低压母线的总负荷的计算：（取

K?p=0.90，

K?Q=0.95）

PK?p?P301.有功功率=

i?1N30(i)=0.90*688.34=619.506(KW)

KQ?QQ302.无功功率=?i?1N30(i)=0.95*406.28=385.966(kvar)

S3.视在功率30=

22P30?Q30=729.9(kV·A)

由上面计算得出如下表2.2所示

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10kv变电所设计 表2.2计算负荷表

计算负荷 设备组 Kd cos? tan? P30/kW 86.69 Q30/kvar 149.97 S30/kV·A 174.74 机床组 0.2 0.5 1.73 电焊机组 0.35 0.35 2.68 45.27 121.33 129.5 起重机 0.15 0.5 1.73 16.98 29.38 33.93 水泵组 0.8 0.8 0.75 140.8 105.6 176 办公楼 0.8 1 0 24 0 24 住宅区 0.45 1 0 345.6 0 345.6 厂区照明 1 1 0 29 0 29 —— 688.34 406.28 —— 总计 对干线取K?P=0.95, K?Q=0.97 对低压母线取653.92 394.09 763.49 K?P=0.90,K?Q=0.95 2.4 无功补偿的目的和方案 619.506 385.966 729.9 由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，按照实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器装置。根据现场的实际情况，拟定采用低压集中补偿方式进行无功补偿。

2.5 无功补偿的计算及电容器的选择

我国《供电营业规则》规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，则必须进行无功功率补偿。

一般情况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高

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功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。

要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量QN.C应

'QQ?QN.C3030为：==P30（tan?-tan?'） 式(2-8)

按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。

提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。

低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量qN.C来确定电容器组数：

n?QN.CqN.C 式(2.9)

在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式： (1)高压集中补偿:

补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。

(2)低压集中补偿：

补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。

(3)低压分散补偿：

补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。

由上面的分析并综合考虑本次设计采用低压集中补偿方式。

P30Q30S30取自低压母线侧的计算负荷，cos?提高至0.92

619.506cos?=P30/S30=729.9=0.85

QN.C?P30(tan??tan?')=619.506*[tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)]=120（kvar） 选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，qN.C=20kvar

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由式子(2-9)可知

n?电容器组数:

QN.CqN.C 式(2.10)

120kvar/20kvar=6，所以电容器组数选择6组。 补偿后的视在功率计算负荷：

'2S30?P30?(Q30?QN.C)2?(619.506)2?(385.966?120)2=674.19kV·A

P30'cos?=S30=619.966/674.19=0.92 补偿后的计算电流：

'S30I

'30?3UN2=674.19/(1.732?0.38)=1024.33A

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3 变电所变压器台数和容量的选择

3.1 变压器的选择原则

电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是对接下来主接线设计的一个主要前题。

选择时必须遵照有关国家规范标准，因地制宜，结合实际情况，合理选择，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品，并优先选用技术先进的产品。

3.2 变压器类型的选择

电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。

变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。 变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。

变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。

变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。

10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。

由上面分析得出选择变压器的类型为：油浸式、无载调压、双绕组、Dyn11联结组。

3.3 变压器台数的选择

变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。《10kV及以下变电所设计规范GB50053－94》中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：

⑴ 有大量一级或二级负荷； ⑵ 季节性负荷变化较大； ⑶ 集中负荷容量较大。

结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

3.4 变压器容量的选择

变压器的容量SN.T首先应保证在计算负荷S30下变压器能长期可靠运行。 对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：

满足总计算负荷70%的需要，即

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