220kV降壓變電站主變壓器選型與參數(shù)計(jì)算

長(zhǎng)沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014屆畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目：220kV降壓變電站主變壓器選型與參數(shù)計(jì)算專(zhuān)業(yè)：發(fā)電廠(chǎng)及電力系統(tǒng)姓名： 紀(jì)翰林學(xué)號(hào)：201101013811班級(jí)：電氣1138班指導(dǎo)老師：王芳媛 2013年 11 月 長(zhǎng)沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(shū)（ 2013 年 下 學(xué)期）系部名稱(chēng)：電力工程系課題名稱(chēng)220kV降壓變電站主變壓器選型與參數(shù)計(jì)算學(xué)生姓名紀(jì)翰林專(zhuān)業(yè)發(fā)電廠(chǎng)及其電力系統(tǒng)學(xué)號(hào)201101013811指導(dǎo)教師 王芳媛任務(wù)書(shū)下達(dá)時(shí)間 2013年9月26日課題概述：本課題要為一個(gè)電壓等級(jí)為220/110/35KV的變電站選擇主變壓器型號(hào)，并對(duì)主變壓器進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的變電站的類(lèi)型為降壓變電站，要求根據(jù)老師給出的設(shè)計(jì)資料和要求，并結(jié)合所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和文獻(xiàn)資料完成設(shè)計(jì)和計(jì)算。通過(guò)本設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，并掌握變電站主變壓器的選型方法，為以后從事電力工作打下一定的基礎(chǔ)。一、課題任務(wù)：1、 分析設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的基本條件，熟悉題目要求，查閱相關(guān)科技文獻(xiàn)；2、 選擇本變電所的主變壓器（確定變壓器的型號(hào)、臺(tái)數(shù)、容量）；3、 對(duì)變壓器進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。 2、 課題的原始資料及主要參數(shù)變電站參數(shù)：1、 電壓220KV2、 Tmax=6000h3、 110KV系統(tǒng)有10回出線(xiàn)，帶有負(fù)荷60MW4、 35KV系統(tǒng)有8回出線(xiàn)，帶有負(fù)荷40MW5、 變電站不受場(chǎng)地限制，設(shè)計(jì)條件為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。要求閱讀或檢索的參考資料及文獻(xiàn)：1 丁毓山.10220kV變電所設(shè)計(jì)M.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，19932 劉笙.電氣工程基礎(chǔ)M.科學(xué)出版社，20023 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分M.中國(guó)電力出版社，19894 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分M.中國(guó)電力出版社，19985 弋東方.電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分M.中國(guó)電力出版社，20026 孟祥萍.電力系統(tǒng)分析M.高等教育出版社，20047 何仰贊.電力系統(tǒng)分析M.華中科技大學(xué)出版社，20028 張建業(yè).電力設(shè)備選型手冊(cè)M. 中國(guó)水利水電出版社，20069狄富清.變電設(shè)備合理選擇與運(yùn)行檢修M.機(jī)械工業(yè)出版社，2005設(shè)計(jì)（論文）成果要求：一、內(nèi)容要求 1、論文及電子文檔； 2、論文要求包含封面、目錄、前言、摘要、關(guān)鍵詞、正文和參考文獻(xiàn)。二、格式要求 1、論文內(nèi)容完整，寫(xiě)作規(guī)范。 2、論文篇幅應(yīng)在10000字以上 3、應(yīng)交電子文稿及用長(zhǎng)沙電力職院專(zhuān)用論文紙張打印的打印稿。進(jìn)度及要求起止日期要求完成的內(nèi)容及質(zhì)量 第516周第13周：學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)，選擇確定課題、調(diào)查分析、收集原始資料，找有關(guān)文獻(xiàn)，完成開(kāi)題報(bào)告；第1415周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文；第16周：整理畢業(yè)論文，進(jìn)行畢業(yè)答辯。 審核系主任（蓋章）批準(zhǔn)教務(wù)處（蓋章）長(zhǎng)沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱表指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽名： 201 年 月 日評(píng)閱教師意見(jiàn)評(píng)閱教師簽名： 201 年 月 日答辯成績(jī)答辯組長(zhǎng)簽名： 201 年 月 日總評(píng)成績(jī)指導(dǎo)教師簽名： 201 年 月 日前 言電力已成為人類(lèi)歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理地駕馭電力，必須從電力工程的設(shè)計(jì)原則和方法上來(lái)理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。通過(guò)本次的電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，便可以很好的體現(xiàn)上述觀(guān)點(diǎn)。本課題要為一個(gè)電壓等級(jí)為220/110/35KV的變電站選擇主變壓器型號(hào)，并對(duì)主變壓器進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的變電站的類(lèi)型為降壓變電站，要求根據(jù)老師給出的設(shè)計(jì)資料和要求，并結(jié)合所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和文獻(xiàn)資料完成設(shè)計(jì)和計(jì)算。通過(guò)本設(shè)計(jì)，使我加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，并掌握變電站主變壓器的選型方法，為以后從事電力工作打下一定的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次比較綜合的訓(xùn)練，它是我們將在校期間所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行理論與實(shí)踐的很好結(jié)合，運(yùn)用理論知識(shí)和所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)技能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在完成此設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們可以學(xué)習(xí)電力工程設(shè)計(jì)、技術(shù)問(wèn)題研究的程序和方法，獲得搜集資料、查閱文獻(xiàn)、調(diào)查研究、方案比較、設(shè)計(jì)制圖等多方面訓(xùn)練，并進(jìn)一步補(bǔ)充新知識(shí)和技能。目 錄摘 要I第1章 主變壓器的選擇11.1原始材料11.2變電所與系統(tǒng)聯(lián)系情況11.3變電所在系統(tǒng)中的地位分析11.4主變壓器選擇的相關(guān)原則21.5三相三繞組電力變壓器的繞組順序51.6主變壓器的選定61.6.1主變壓器容量的確定61.6.2主變壓器型號(hào)的確定6第2章 變壓器損耗82.1變壓器損耗82.1.1雜散損耗82.1.2變壓器損耗的特征82.2變損電量的計(jì)算82.2.1鐵損電量的計(jì)算92.2.2銅損電量的計(jì)算92.3變壓器空載損耗102.4變壓器負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算11第3章 變壓器的參數(shù)計(jì)算143.1電阻的計(jì)算143.2電抗的計(jì)算143.3導(dǎo)納的計(jì)算15參 考 文 獻(xiàn)16致 謝17摘 要本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是220kV降壓變電站主變壓器選型與參數(shù)計(jì)算。為了保證供電的可靠性和一次性滿(mǎn)足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，按照遠(yuǎn)期負(fù)荷規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，從而保證變電所能夠長(zhǎng)期可靠供電。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，綜合所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)及電力系統(tǒng)分析等書(shū)籍的有關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)過(guò)程中完成了主變壓器選型與參數(shù)計(jì)算主要工作。在此期間，遇到的種種問(wèn)題均通過(guò)反復(fù)比較、驗(yàn)算，并請(qǐng)教老師得以解決。內(nèi)容較為詳細(xì)，對(duì)今后擴(kuò)建有一定的參考價(jià)值。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)變壓器一些常規(guī)的名詞解釋?zhuān)屍胀ǖ娜艘材芾斫庾儔浩鞯囊恍┖?jiǎn)單的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)變壓器的選型、容量計(jì)算計(jì)算和選擇以及一些主要參數(shù)的計(jì)算明確了變電站所需要的主變壓器。近年來(lái)，電力在世界各國(guó)能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日益增長(zhǎng)，它已成為現(xiàn)代社會(huì)實(shí)用最廣、需要最快的能源。變壓器的合理選擇是一個(gè)極其重要的部分。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，綜合所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)及電力系統(tǒng)分析等書(shū)籍的有關(guān)內(nèi)容，在指導(dǎo)老師的幫助下，通過(guò)本人的精心設(shè)計(jì)論證完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，全面細(xì)致的考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。通過(guò)完成此畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)我國(guó)電力工業(yè)建設(shè)的政策觀(guān)念和經(jīng)濟(jì)觀(guān)點(diǎn)，培養(yǎng)對(duì)工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行較全面的綜合分析能力。關(guān)鍵詞: 變壓器選型；容量選擇；參數(shù)的計(jì)算第1章 主變壓器的選擇1.1原始材料（1） 變電所為一地區(qū)性樞紐變電所，根據(jù)系統(tǒng)地區(qū)負(fù)荷的要求，擬裝兩臺(tái)主變壓器，設(shè)計(jì)容量為100MVA，變電所要求一次建成，變電所電壓等級(jí)共分為三級(jí)：220KV、110KV、35KV，變電所進(jìn)出線(xiàn)110KV側(cè)10回；35KV側(cè)8回。（2） 變電所的負(fù)荷情況（最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間6000h）： 110KV側(cè)最大負(fù)荷60MVA； 35KV側(cè)最大負(fù)荷40MVA。1.2變電所與系統(tǒng)聯(lián)系情況（1） 新建的220KV變電站，連接著220KV、110KV和35KV三個(gè)電力系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著一個(gè)地區(qū)的供電，是一座變電站。（2） 110KV以10回線(xiàn)供110KV地區(qū)負(fù)荷，35KV側(cè)負(fù)荷以8回線(xiàn)供35KV負(fù)荷。（3） 設(shè)計(jì)原則：在保證安全、經(jīng)濟(jì)、靈活、方便的條件下力求接線(xiàn)簡(jiǎn)單、布置緊湊，具有較高的自動(dòng)化水平。（4） 所址選擇要求：盡量接近負(fù)荷中收，不占或少占良田、高低壓設(shè)備進(jìn)出線(xiàn)方便(考慮到交通運(yùn)輸方便性)。（5） 變電所擬裝設(shè)兩臺(tái)主變，其中一臺(tái)主變斷開(kāi)時(shí)另一臺(tái)主變承擔(dān)70以上的全部負(fù)荷1。1.3變電所在系統(tǒng)中的地位分析變電系統(tǒng)及裝置的設(shè)計(jì)，不僅要滿(mǎn)足正常運(yùn)行方式下的各種工作狀及運(yùn)行條件的要求而且這要考慮在故障條件下如何縮小或限制故障的范圍及影響,并保證電氣設(shè)備故障狀態(tài)下可靠的工作。本設(shè)計(jì)為大型地區(qū)性樞紐變電所，要考慮可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，由于屬于樞紐變電所，從而該變電所在未來(lái)電力系統(tǒng)中的作用和地位是至關(guān)重要的。從負(fù)荷點(diǎn)和電壓等級(jí)可知，它具有220kv、110kv、35kv三級(jí)電壓負(fù)荷。該變電所220kv電壓級(jí)的接線(xiàn)對(duì)可靠性要求較高，為保證檢修出線(xiàn)斷路器不致對(duì)該回路停電，應(yīng)采取旁路接線(xiàn)為宜；110kv等級(jí)的接線(xiàn)由于出線(xiàn)回路較多，直接與110kv系統(tǒng)相連的回路，正常情況下起聯(lián)絡(luò)作用，而故障情況下也向系統(tǒng)供電，所以也比較重要，也應(yīng)采用帶旁路形式為宜；35kv線(xiàn)為8回出線(xiàn)供給負(fù)荷，故也應(yīng)帶旁路母線(xiàn)。地區(qū)樞紐變電所位于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點(diǎn)上，高壓以交換或接受功率為主，供電給地區(qū)的中壓側(cè)和附近的低壓側(cè)負(fù)荷。全所停電后，將引起電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)地區(qū)的供電。所設(shè)計(jì)的變電所為一地區(qū)性樞紐變電所。它位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。從負(fù)荷特點(diǎn)和電壓等級(jí)可知，此變電所具有三個(gè)電壓等級(jí)，三側(cè)連接電源系統(tǒng)，三側(cè)向外供應(yīng)負(fù)荷。其高壓220kv側(cè)進(jìn)出線(xiàn)，交換系統(tǒng)間的巨大功率潮流并向中壓側(cè)輸送大量電能，對(duì)主接線(xiàn)要求比較高，要保證在母線(xiàn)及開(kāi)關(guān)檢修不停電，需采用可靠性較高的主接線(xiàn)。中壓110kv側(cè)十回進(jìn)出線(xiàn)，地位也十分重要，也應(yīng)采用可靠性較高的主接線(xiàn)方案。而低壓35kv側(cè)進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)較多，為八回，主要向負(fù)荷供電，在經(jīng)濟(jì)允許的條件下應(yīng)盡可能采用可靠性高的主接線(xiàn)方案。在變壓器母線(xiàn)選擇上，應(yīng)考慮兩臺(tái)主變壓可以并列，并在運(yùn)行中可以靈活的切換。1.4主變壓器選擇的相關(guān)原則根據(jù)DJ2-88規(guī)程中關(guān)于變電所主變壓器選擇的規(guī)定如下:2（1） 主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ161-85有關(guān)規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。凡裝有兩臺(tái)(組)及以上主變壓器的變電站，其中一臺(tái)(組)事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。（2） 與電力系統(tǒng)連接的220330kV變壓器，若不受運(yùn)輸條件的限制，應(yīng)選用三相變壓器。500kV主變壓器選用三相或單相，應(yīng)根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位、作用、可靠性要求和制造條件、運(yùn)輸條件等，經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。當(dāng)選用單相變壓器組時(shí)，可根據(jù)系統(tǒng)和設(shè)備情況確定是否裝備用相；此時(shí)，也可以根據(jù)變壓器的參數(shù)、運(yùn)輸條件和系統(tǒng)情況，在一個(gè)地區(qū)設(shè)置備用相。（3） 對(duì)深入市區(qū)的城市電力網(wǎng)變電所，結(jié)合城市供電規(guī)劃，為簡(jiǎn)化變壓器層次和接線(xiàn)，也可采用雙繞組變壓器。（4） 在330kv及以下的電力系統(tǒng)中,一般應(yīng)選用三相變壓器,因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來(lái)講,投資大、占地多，運(yùn)行損耗也大。同時(shí)，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，但是由于變壓器的制造條件和運(yùn)輸條件限制，特別是大型變壓器，尤其要考察其運(yùn)輸?shù)目赡苄裕瑥闹圃鞆S(chǎng)到發(fā)電廠(chǎng)（或變電所）之間，變壓器尺寸是否超過(guò)運(yùn)輸中的隧道、涵洞、橋洞的允許通過(guò)限額；變壓器重量是否超過(guò)運(yùn)輸途中車(chē)輛船舶、碼頭等運(yùn)輸工具或設(shè)施的允許承載能力，若受到限制時(shí)，則宜選擇兩臺(tái)小容量的三相變壓器取代一臺(tái)大容量變壓器，或者選用單相變壓器組，如果以?xún)膳_(tái)升高電壓級(jí)向用戶(hù)供電或系統(tǒng)連接時(shí)，可以采用兩臺(tái)雙繞組變壓器或三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所使用的控制電器和輔助設(shè)備與相應(yīng)的兩臺(tái)雙繞組變壓器相比都較小。在此次變電所設(shè)計(jì)中有三種電壓等級(jí)且通過(guò)主變壓器側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，可選用兩臺(tái)三繞組變壓器或兩臺(tái)自耦變壓器的組合。（5） 主變壓器的調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ161的有關(guān)技術(shù)規(guī)定。21.4.1主變壓器選擇的一般原則1. 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇（1） 為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但一般不超過(guò)兩臺(tái)變壓器。（2） 應(yīng)滿(mǎn)足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)選用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有少量二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，如低壓側(cè)有與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)作為備用電源時(shí)，亦可只采用一臺(tái)變壓器。（3） 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，無(wú)論負(fù)荷性質(zhì)如何，均可選用兩臺(tái)變壓器。（4） 除上述情況外，一般供三級(jí)負(fù)荷的變電所可只采用一臺(tái)變壓器。但集中負(fù)荷較大者，雖為三級(jí)負(fù)荷，亦可選用兩臺(tái)變壓器。（5） 在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。從可靠性的計(jì)算結(jié)果表明，降壓變電所中設(shè)置兩臺(tái)變壓器，不間斷的供電是有保證的。2.變壓器型式的選用（1） 變電所的主變壓器一般采用三相變壓器，如因制造和運(yùn)輸條件限制，在220KV的樞紐變電所中，一般采用單相變壓器組。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時(shí)，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相。當(dāng)主變壓器超過(guò)一組，且各組容量滿(mǎn)足全所負(fù)荷的75%要求時(shí)，可不裝備用相。（2） 變電所中的主變壓器在系統(tǒng)中有調(diào)壓要求時(shí)，一般采用有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器可以帶負(fù)載調(diào)壓，有利于變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在新設(shè)計(jì)的變電所中，大都采用這種型式的變壓器。（3） 與兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負(fù)荷較大或與高中壓間潮流不定的情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。3.主變?nèi)萘康倪x擇（1） 為了正確的選出變壓器的額定容量，要繪制變電所的年及日負(fù)荷曲線(xiàn)，并從該曲線(xiàn)得出變電所的年及日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。（2） 主變壓器的容量確定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，因此，為了確定合理的變壓器容量，必須盡可能把510年負(fù)荷發(fā)展規(guī)劃做得正確，這是最根本的。（3） 變壓器的最大負(fù)荷按下式確定為 (1-1)式中：PM變電所的最大負(fù)荷；K0負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；P按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。（4） 對(duì)兩臺(tái)變壓器的變電所，變壓器的額定容量可按下式確定為 (1-2)即按70%的全部負(fù)荷選擇，因此變電所的總安裝容量為 (1-3)當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)70%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證98%負(fù)荷供電。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)以及以上主變壓器時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任意一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量至少能保證所供的一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的60%75%。通常一次變電所采用75%，二次變電所采用60%。若取Se=0.6PM，則當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)60%的負(fù)荷供電，考慮變壓器的過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證對(duì)84%負(fù)荷的供電。由于一般變電所中，大約有25%的非重要負(fù)荷，在事故狀態(tài)下可以切除，因此，采用Se=0.6PM，對(duì)變電所保證重要負(fù)荷來(lái)說(shuō)是可行的。1.5三相三繞組電力變壓器的繞組順序按阻抗電壓uk%的第一種組合方式一般應(yīng)該認(rèn)為是升壓變壓器的的一種繞組排列方式：即由內(nèi)向外的順序?yàn)椋褐袎豪@組低壓繞組高壓繞組。此種方式中壓繞組阻抗最大。按阻抗電壓uk%的第二種組合方式一般應(yīng)該認(rèn)為是降壓變壓器的的一種繞組排列方式，即由內(nèi)向外的順序?yàn)椋旱蛪豪@組中壓繞組高壓繞組此種方式低壓繞組的阻抗最大。排列方式的原則是為了絕緣結(jié)構(gòu)的合理，一般的是將低壓、中壓繞組排在最里面，高壓繞組必須在最外面。在三繞組升壓變壓器中，低壓繞組是一次側(cè)，高、中壓繞組是二次側(cè)，低壓繞組排列在高、中壓繞組的中間位置，即從鐵心柱往外排列的繞組，依次為中壓繞組、低壓繞組和高壓繞組。在三繞組降壓變壓器中，高壓繞組是一次側(cè)，中、低壓繞組均為二次側(cè)，中壓繞組排列在高、低壓繞組的中間位置，即從鐵心柱往外排列的繞組，依次為低壓繞組、中壓繞組和高壓繞組。三繞組變壓器繞組排列(a)升壓變壓器 (b)降壓變壓器圖1-1三繞組升壓變壓器和降壓變壓器的繞組排列為了敘述方便起見(jiàn)，我們把高、中、低壓繞組分別編號(hào)為1、2、3。高、中壓繞組間的電抗用x12表示，中、低壓繞組間的電抗用x23表示，高、低壓間的電抗則用x13表示，而各繞組的等值電抗則分別用x1、x2和x3來(lái)表示。在三繞組升壓變壓器中，x12最大，x13次之，x23最小。而在三繞組降壓變壓器中，x13最大，x12次之，x23最小【7】。1.6主變壓器的選定1.6.1主變壓器容量的確定通過(guò)對(duì)原始資料的分析，根據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。分析原始資料 P=100000KW。由規(guī)程得S=(P/cos)70%82.36MVA （1-4）根據(jù)查電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程1得：cos一般取0.85。若選兩臺(tái)容量為90000kVA的變壓器，當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，仍能保證70%的重要負(fù)荷供電。1.6.2主變壓器型號(hào)的確定查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分3確定兩臺(tái)主變壓器為額定容量：90000/90000/45000KVA，容量為90000kVA三繞組有載調(diào)壓變壓器；其型號(hào)為SFPSZ10-90000/220。所以一次性選擇兩臺(tái)SFPSZ10-90000/220型變壓器為主變。正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)變壓器全部投入。當(dāng)其中一臺(tái)停運(yùn)檢修時(shí)，考慮變壓器的過(guò)負(fù)荷能力，另一臺(tái)完全能達(dá)到保證全部負(fù)荷供電的70%。1.6.3主變壓器的技術(shù)參數(shù)查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分3，選定變壓器的容量為90000VA。由于降壓變壓器有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以這里選擇三繞組變壓器，查大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)選定主變型號(hào)為：SFPSZ10-90000/220。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：90000（KVA）額定電壓：高壓22081.25% ；中壓110；低壓35（KV）連接組標(biāo)號(hào)：Yn/yn0/d11空載損耗：70(KW)短路阻抗（%）：高-中H.V.-M.V.12-14；高-低H.V.-L.V.22-24；中-低M.V.-L.V.7-9空載電流（%）：0.22第2章 變壓器損耗變壓器損耗是現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域的概念，是指空載損耗P。和短路損耗PK之和。2.1變壓器損耗2.1.1雜散損耗是指發(fā)生在引線(xiàn)和外殼以及其他結(jié)構(gòu)性的金屬零件上的損耗，雜散損耗與負(fù)荷有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，變壓器的空載損耗和短路損耗占到變壓器損耗的絕大部分，所以我們?cè)谟?jì)算變壓器損耗時(shí)，只考慮這兩部分。以上幾個(gè)概念的單位都為千瓦(KW).2.1.2變壓器損耗的特征PO空載損耗，主要是鐵損，包括磁滯損耗和渦流損耗；磁滯損耗與頻率成正比；與最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比。渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼片的厚度三者的積成正比。PC負(fù)載損耗，主要是負(fù)載電流通過(guò)繞組時(shí)在電阻上的損耗，一般稱(chēng)銅損。其大小隨負(fù)載電流而變化，與負(fù)載電流的平方成正比；（并用標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)圈溫度換算值來(lái)表示）。負(fù)載損耗還受變壓器溫度的影響，同時(shí)負(fù)載電流引起的漏磁通會(huì)在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，并在繞組外的金屬部分產(chǎn)生雜散損耗。變壓器的全損耗：P=Pc+Po (2-1)=PZ/（PZ+P） (2-2)其中：PZ為變壓器二次側(cè)輸出功率；為變壓器效率,以百分比表示。2.2變損電量的計(jì)算變壓器的損失電量有鐵損和銅損兩部分組成。鐵損與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，銅損與負(fù)荷大小有關(guān)。因此，應(yīng)分別計(jì)算損失電量。2.2.1鐵損電量的計(jì)算不同型號(hào)和容量的鐵損電量，計(jì)算公式是：鐵損電量(千瓦時(shí))=空載損耗(千瓦)供電時(shí)間(小時(shí)) (2-3)配變的空載損耗（鐵損），由附表查得，供電時(shí)間為變壓器的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，按以下原則確定：（1）對(duì)連續(xù)供電的用戶(hù)，全月按720小時(shí)計(jì)算。（2）由于電網(wǎng)原因間斷供電或限電拉路，按變電站向用戶(hù)實(shí)際供電小時(shí)數(shù)計(jì)算，不得以難計(jì)算為由，仍按全月運(yùn)行計(jì)算，變壓器停電后，自墜熔絲管交供電站的時(shí)間，在計(jì)算鐵損時(shí)應(yīng)予扣除。（3）變壓器低壓側(cè)裝有積時(shí)鐘的用戶(hù)，按積時(shí)鐘累計(jì)的供電時(shí)間計(jì)算。2.2.2銅損電量的計(jì)算當(dāng)負(fù)載率為40%及以下時(shí)，按全月用電量(以電能表讀數(shù))的2%計(jì)收，計(jì)算公式:銅損電量(千瓦時(shí))=月用電量(千瓦時(shí))2% (2-4)因?yàn)殂~損與負(fù)荷電流(電量大)小有關(guān)，當(dāng)配變的月平均負(fù)載率超過(guò)40%時(shí)，銅損電量應(yīng)按月用電量的3%計(jì)收。負(fù)載率為40%時(shí)的月用電量，由附表查的。負(fù)載率的計(jì)算公式為：負(fù)載率=抄見(jiàn)電量/S*T*cos (2-5)式中：S配變的額定容量（千伏安）；T全月日歷時(shí)間、取720小時(shí)；cos功率因數(shù)，取0.80。電力變壓器的變損可分為銅損和鐵損。銅損一般在0.5%。鐵損一般在57。干式變壓器的變損比油侵式要小。合計(jì)變損：0.5+6=6.5 (2-6)計(jì)算方法：1000KVA6.5%=65KVA (2-7)65KVA24小時(shí)365天569400（度） (2-8)2.3變壓器空載損耗空載損耗指變壓器二次側(cè)開(kāi)路，一次側(cè)加額率與額定電壓的正弦波電壓時(shí)變壓器所吸取的功率。一般只注意額定頻率與額定電壓，有時(shí)對(duì)分接電壓與電壓波形、測(cè)量系統(tǒng)的精度、測(cè)試儀表與測(cè)試設(shè)備卻不予注意。對(duì)損耗的計(jì)算值、標(biāo)準(zhǔn)值、實(shí)測(cè)值、保證值又混淆了?？蛰d損耗又叫變壓器的鐵損，是指發(fā)生于變壓器鐵芯疊片內(nèi)，周期性變化的磁力線(xiàn)通過(guò)材料時(shí)，由材料的磁滯和渦流產(chǎn)生的，其大小與運(yùn)行電壓和分接頭電壓有關(guān)。空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開(kāi)路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí)，所消耗的有功功率稱(chēng)空載損耗。算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)單位損耗鐵心重量 (2-9)如將電壓加在一次側(cè)，且有分接時(shí)，如變壓器是恒磁通調(diào)壓，所加電壓應(yīng)是相應(yīng)接電源的分接位置的分接電壓。如是變磁通調(diào)壓，因每個(gè)分接位置時(shí)空載損耗都不相同，必須根據(jù)技術(shù)條件要求，選取正確的分接位置，施加規(guī)定的額定電壓，因?yàn)樵谧兇磐ㄕ{(diào)壓時(shí)，一次側(cè)始終加一個(gè)電壓于各個(gè)分接位置。一般要求施加電壓的波形必須為近似正弦波形。所以，一是用諧波分析儀測(cè)電壓波形中所含諧波分量，二是用簡(jiǎn)便辦法，用平均值電壓表，但刻度為有效值的電壓表測(cè)電壓，并與有效值電壓表讀數(shù)對(duì)比，二者差別大于3%時(shí)，說(shuō)明電壓波形不是正弦波，測(cè)出的空載損耗，根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)是無(wú)效了。對(duì)測(cè)量系統(tǒng)而言，必須選合適的測(cè)試線(xiàn)路，選合適的測(cè)試設(shè)備與儀表。因?yàn)閷?dǎo)磁材料的發(fā)展，每公斤損耗的瓦數(shù)在大幅度下降，制造廠(chǎng)都選用優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁晶粒取向硅鋼片或甚至選用非晶合金作為導(dǎo)磁材料，結(jié)構(gòu)上又發(fā)展了諸如階梯接縫與全斜無(wú)孔，工藝上采用不疊上鐵軛工藝，制造廠(chǎng)都在發(fā)展低損耗變壓器，尤其空載損耗已在大幅度地下降。因此對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提出新的要求。容量不變，空載損耗下降是意味著空載時(shí)變壓器功率因數(shù)的下降，功率因數(shù)小就要求制造廠(chǎng)改變和改造測(cè)量系統(tǒng)。宜用三瓦特表法測(cè)，選用 0.05-0.1級(jí)互感器，選用犄低功率因數(shù)的瓦特表，只有這樣，才能保證測(cè)量精度。在功率因數(shù)為0.01時(shí)，互感器的相位差為1分時(shí)會(huì)引起功率誤差2.9%。所以，在實(shí)際測(cè)量時(shí)還要正確選擇電流互感器與電壓互感器的電流比與電壓比。實(shí)際電流遠(yuǎn)小于電流互感器所接的電流時(shí)，電流互感器的相位差與電流誤差越大，這會(huì)導(dǎo)致實(shí)測(cè)結(jié)果有較大的誤差，所以，變壓器吸取的電流應(yīng)接近于電流互感器的額定電流。另外，在設(shè)計(jì)中根據(jù)規(guī)定程序，參照所選用硅鋼片的單位損耗與工藝系數(shù)所算得的空載損耗，一般叫計(jì)算值。這個(gè)值要與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值或與合同中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值或保證值對(duì)比。計(jì)算值必須小于標(biāo)準(zhǔn)值或保證值，不能在計(jì)算上吃寬裕度，尤其批量生的變壓器。另外計(jì)算值只對(duì)設(shè)計(jì)員或設(shè)計(jì)科內(nèi)有效，沒(méi)有法律效應(yīng)，不能用計(jì)算值來(lái)判斷產(chǎn)品的損耗水平。而標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值或合同上規(guī)定的保證值是法律效應(yīng)的。超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值加允許偏差，或者叫保證值(保證值等于標(biāo)準(zhǔn)值加允許偏差)的產(chǎn)品即為不合格產(chǎn)品。如有損耗評(píng)價(jià)制度時(shí)，一般在合同上會(huì)指出，尤其出口產(chǎn)品，超過(guò)規(guī)定損耗值要罰款，空載損耗的罰款最高。這就是法律效應(yīng)，并與經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤。對(duì)實(shí)測(cè)值的概念也要正確理解，不是伏特表的讀數(shù)(或叫功率轉(zhuǎn)換器的讀數(shù))，而是實(shí)測(cè)值要換算到額定條件，并要有足夠的精度。對(duì)空載損耗的實(shí)測(cè)值而言，主要是電源的電壓波形要正弦波，平均值電壓表讀數(shù)與有效值電壓讀數(shù)之差小于3%。42.4變壓器負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時(shí)所消耗的有功功率稱(chēng)為負(fù)載損耗。算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗 (2-10)附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線(xiàn)的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線(xiàn)損耗 (2-11)阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱(chēng)阻抗電壓UZ。通常uZ以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(UZ/U1N)*100% 匝電勢(shì)：u=4.44*f*B*ATV (2-12)其中：B鐵心中的磁密，T AT鐵心有效截面積，平方米 可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式：當(dāng)f=50Hz時(shí)：u=B*At/450*105V （2-11）當(dāng)f=60Hz時(shí)：u=B*At/375*105V （2-12）如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計(jì)算變壓器的空載損耗組成?？蛰d損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級(jí)線(xiàn)圈電阻上的損耗，前者稱(chēng)為鐵損后者稱(chēng)為銅損。由于空載電流很小，后者可以略去不計(jì)，因此，空載損耗基本上就是鐵損。鐵損又叫空載損耗,就是其固定損耗,實(shí)是鐵芯所產(chǎn)生的損耗(也稱(chēng)鐵芯損耗）,而銅損也叫負(fù)荷損耗。在變壓器鐵損中包含著磁滯損耗和渦流損耗。變壓器損耗計(jì)算公式：（1）有功損耗：PPKT2PK (2-13)（2）無(wú)功損耗：QQKT2QK (2-14)（3）綜合功率損耗：P=PKQQ (2-15)QOIOSN，QKUKSN (2-16)式中：QO空載無(wú)功損耗（KVAR）PO空載損耗（KW）PK額定負(fù)載損耗（KW）SN變壓器額定容量（KVA）IO變壓器空載電流百分比。UK短路電壓百分比平均負(fù)載系數(shù)KT負(fù)載波動(dòng)損耗系數(shù)QK額定負(fù)載漏磁功率（KVAR）KQ無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量（KW/KVAR）上式計(jì)算時(shí)各參數(shù)的選擇條件：取KT=1.05；對(duì)城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的6kV10kV降壓變壓器取系統(tǒng)最小負(fù)荷時(shí)，其無(wú)功當(dāng)量KQ=0.1KW/KVAR；變壓器平均負(fù)載系數(shù)，對(duì)于農(nóng)用變壓器可取=20%；對(duì)于工業(yè)企業(yè)，實(shí)行三班制，可取=75%；變壓器運(yùn)行小時(shí)數(shù)T=8760h，最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)：t=5500h。根據(jù)變壓器的理論分析，假定初級(jí)感應(yīng)電勢(shì)為E1(伏)，則：E1=KfBm （2-17）K為比例常數(shù)，由初級(jí)匝數(shù)及鐵芯截面積而定。由于初級(jí)漏阻抗壓降很小，若忽略不計(jì)，E1=U1 （2-18）可見(jiàn)，變壓器空載損耗鐵損與外施電壓有很大關(guān)系如果電壓V為一定值，則變壓器空載損耗鐵損不變，(因?yàn)閒不變)，又因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)U1=U1n，故空載損耗又稱(chēng)不變損耗。如果電壓波動(dòng)，則空載損耗即變化。變壓器的鐵損與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)6。第3章 變壓器的參數(shù)計(jì)算變壓器的技術(shù)參數(shù)實(shí)際上是對(duì)變壓器的一種技術(shù)要求，變壓器的類(lèi)型不同，其技術(shù)參數(shù)也不一樣。主要包括額定電壓、額定容量和額定頻率等。已知所選變壓器容量比為90/90/45MVA，額定電壓為220/110/35(KV)的三繞組變壓器。根據(jù)查變壓器型號(hào)得知實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):US(1-2)(%)=14，US(2-3)(%)=7.3，US(3-1)(%)=23，IO(%)=0.22,Po=70.0KW，PS(1-2)=575KW，PS(2-3)=135KW，PS(1-3)=432KW。下面所計(jì)算的是歸算到220KV側(cè)的變壓器參數(shù)。公式查電力系統(tǒng)分析5得。3.1電阻的計(jì)算(1) 各繞組電阻先折算短路損耗：PS(1-2)=PS(1-2)(SN/S2N)2=575(90/90)2=575(KW) (3-1)PS(2-3)=PS(2-3)(SN/S3N)2=135(90/60)2=370(KW) (3-2)PS(1-3)=PS(1-3)(SN/S3N)2=432(90/60)2=864(KW) (3-3)(2) 各繞組的短路損耗分別為：PS1=1/2(PS(1-2)+PS(1-3)PS(2-3)）=1/2(575844370)=1049(KW）(3-4)PS2=1/2(PS(1-2)+PS(2-3)PS(1-3)=1/2(575370864)=81(KW） (3-5)PS3=1/2(PS(2-3)+PS(1-3)PS(1-2)=1/2(864370575)=659(KW） (3-6)(3) 各繞組的電阻分別為：R1=PS1UN2/SN2