變壓器容量的選擇與計算

1、精品文檔 變壓器容量的選擇與計算 電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)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(jīng)濟(jì)有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺數(shù) 和容量，是主接線設(shè)計中一個主要問題。 一、臺數(shù)選擇 變壓器的臺數(shù)一般根據(jù)負(fù)荷等級、 用電容量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等條件綜 合考慮確定。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器： 1. 有大量一級或二級負(fù)荷 在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時， 多臺變 壓器可保證一、二級負(fù)荷的供電可靠性。當(dāng)僅有少量二級負(fù)荷時，也 可裝設(shè)一臺變壓器， 但變電所低壓側(cè)必須有足夠容量的聯(lián)絡(luò)電源作為 備用。 2. 季

2、節(jié)性負(fù)荷變化較大 根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小， 相應(yīng)投入變壓器 的臺數(shù)，可做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)約電能。 3. 集中負(fù)荷容量較大 雖為三級負(fù)荷， 但一臺變壓器供電容量不 夠，這時也應(yīng)裝設(shè)兩臺及以上變壓器。 當(dāng)備用電源容量受到限制時， 宜將重要負(fù)荷集中并且與非重要負(fù) 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(jù)它所帶設(shè)備的計算負(fù)荷， 還有所帶負(fù) 荷的種類和特點(diǎn)來確定。 首先要準(zhǔn)確求計算負(fù)荷， 計算負(fù)荷是供電設(shè) 備計算的基本依據(jù)。 確定計算負(fù)荷目前最常用的一種方法是需要系數(shù) 法，按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的基本公式為: 有功計算負(fù)荷（kw）R二巳=忑已

3、無功計算負(fù)荷（kvar） 視在計算負(fù)荷（kvA） Q = PCtan Sc 巳 cos 計算電流（A） Ic S c J3U n 式中Un用電設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓（kV）； Kd需要系數(shù)； Pe設(shè)備額定功率； K藝q無功功率同期系數(shù)； K藝p有功功率同期系數(shù)； tan 設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。 例如：某380V線路上，接有水泵電動機(jī)5臺，共200kW另有通風(fēng) 機(jī)5臺共55kW確定線路上總的計算負(fù)荷的步驟為 （1）水泵電動機(jī)組需要系數(shù) 心=0.70.8（取Kd =0.8） , cos 0.8 , tan =0.75，因此 Pc= KdjPe： =0.8 x 200kw =160kw Qc=Pc

4、tan 巴=160kw 漢 0.75 =120k var (2)通風(fēng)機(jī)組需要系數(shù)Kd =0.70.8(取 Kd =0.8) , cos =0.8 , tan ： =0.75，因此匕 巳.2 = Kd.2Fe.2 =0.8 SSkw = 44kw Q.2 =巳.2 tan2 = 44kw 沃 0.75 = 33k var 6歡迎下載 考慮各組用電設(shè)備的同時系數(shù)，取有功負(fù)荷的為K“=0.95，無 功負(fù)荷的為K_=0.97，總計算負(fù)荷為 R =K.(Kd+Kd 2巳2)=0.95x(160+44)kw = 193.8kw Qc =齊(0打 +Qc.2)=0.97x(120+ 33) = 148.41

5、k var Sc 二巳2 . Qc2 二 193.82一148.412kvA 二 244kvA ISc244kvA = 370.7 A 頂 N Vx0.38kv 計算出設(shè)備的負(fù)荷后，就可選擇變壓器了。變壓器的容量Sn.t首 先應(yīng)保證在計算負(fù)荷Sc下變壓器長期可靠運(yùn)行。 對僅有一臺變壓器運(yùn)行的變電所，變壓器容量應(yīng)滿足下列條件 Sn.t - Sc 考慮到節(jié)能和留有余量，變壓器的負(fù)荷率一般取70%85% 對兩臺變壓器運(yùn)行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容 量應(yīng)同時滿足以下兩個條件： 滿足總計算負(fù)荷70%勺需要，即Sn.t : 0.7Sc ； 滿足全部一、二級負(fù)荷Sc（.）的需要，即Sn.t -

6、 Sc（- ）。 條件是考慮到兩臺變壓器運(yùn)行時，每臺變壓器各承受總計算負(fù) 荷的50%負(fù)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(fù)荷時，只過載 40%可繼續(xù)運(yùn)行一段時間。 在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級負(fù)荷。條件是考慮 在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負(fù)荷的供電。 當(dāng)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：Sn.t1 Sn.t2 Sc 且 Sn.ti - Sc(-) Sn.t2 一 Sc(-) 另外，變壓器的容量應(yīng)滿足大型電動機(jī)及其他沖擊負(fù)荷的起動要 求，并滿足今后5-10年負(fù)荷增長的需要。 再回到上例中，綜合計算結(jié)果

7、為： 組別 額定 功率 需要 系數(shù) 功率 因數(shù) 功率因 數(shù)正切 有功 功率 無功 功率 視在 功率 有功功率 同期系數(shù) (0.80.9) 無功功率 同期系數(shù) (0.930.97) 用電設(shè)備 Pe(kW) Kd cos $ tg $ Pjs(kW) Qjs(kvar) Sjs(kV.A) Kp Kq1 水泵電動機(jī) 200 0.8 0.8 0.75 160 120 200 通風(fēng)機(jī) 55 0.8 0.8 0.75 44 33 55 合計 255 204 153 255 同時系數(shù) 0.794 0.766 193.8 148.4 244.1 0.95 0.97 按照變壓器的負(fù)荷率一般取 70%85%這里

8、取70%進(jìn)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(bǔ)償裝置，可使供電系統(tǒng)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(bǔ)償 裝置時，功率因數(shù)為0.794，達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，造成電能浪費(fèi)，假設(shè) 要使功率因數(shù)提高到0.95，無功補(bǔ)償容量QN.c應(yīng)為： Qn.c = Qc -QC = Pc(tan -tan) =244tan(arccos0.794)-tan(arccos0.95)l =84.7 kvar 所以經(jīng)補(bǔ)償后的結(jié)果為： 組別 額定 需要 功率 功率因 有功 無功 視在 有功功率 無功功率 功率

9、 系數(shù) 因數(shù) 數(shù)正切 功率 功率 功率 同期系數(shù) 同期系數(shù) (0.80.9) (0.930.97) 用電設(shè)備 Pe(kW) Kd cos $ tg $ Pjs(kW) Qjs(kvar) Sjs(kV.A) Kp Kq 水泵電動機(jī) 200 0.8 0.8 0.75 160 120 200 通風(fēng)機(jī) 55 0.8 0.8 0.75 44 33 55 合計 255 204 153 255 同時系數(shù) 0.794 0.766 193.8 148.4 244.1 0.95 0.97 電容補(bǔ)償 84.71 補(bǔ)償后 0.95 0.33 193.8 63.7 204 這時可以算出有補(bǔ)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(bǔ)償提高功率因數(shù)，可以減少投資和節(jié)約有色金屬，對整個 供電系統(tǒng)大有好處。 綜上所述，電力變壓器的選擇取決于計算負(fù)荷， 而計算負(fù)荷又與 系統(tǒng)中的負(fù)荷大小和負(fù)荷特性以及系統(tǒng)中的功率補(bǔ)償裝置有關(guān)。了解 了