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1、某降压变电所 35KV 变压器设计、选型摘 要： 变压器是电力系统在实际运用中的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的 安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。 本文根据所学电气工程及其自动化专业知识，结合拟建某5000T/D水泥生产线工程 实际情况，对其35KV降压变电所主变压器进行初步设计，并结合当地条件、业主的 经济状况、工程实际需要及其可发展性，从供电方式、变压器型号数量等方面，通 过方案比选及设计计算及合理配置，确保所设计的变压器具备运行可靠，操作方便 资金投入合理并具备可发展性，可供类似工程主变压器设计、选型参考借鉴。 关键词 35kV 变压器 设计
2、 选型一、工程概况及原始资料（一） 10kV负荷情况本设计中10kV负荷情况如表1所示表 1：10kV 负荷分布情况负荷编号负荷名称容量KWKdcos tan 备注1#原料调配系统10000.70.750.702#烘干破碎系统20000.850.850.623#生料制备系统16000.750.80.704#熟料烧成系统18000.80.80.755#原煤输送系统8000.70.750.706#水泥粉磨系统20000.80.850.757#水泥包装系统8000.750.750.628#热水锅炉系统4000.70.850.8二）系统情况1、待设计变压器所在变电所通过一条架空线路由正西方向10km处
3、的一座11OkV 变电所A送电，回路最大传输功率不大于15MW，A变电所系统容量为3000MW。 西北方向30km处一座35kV变电所B通过一条架空出线与待设计变电所联系, 平时本所与B变电所有少量功率交换。本所投运后功率因数要求到达0.9,且 为了便于管理，方便维护，变电站的无功补偿装置连在变电站的10kV母线上。2、10kV侧负荷同时率：0.85； 10kV侧最小负荷是最大负荷的45%；3、10kV侧最大负荷利用小时数数max =4800H；待设计变电所年负荷增长率为5%。 三）电力系统接线图待设计变电所进线如图1所示：A变电所B变电所10km30kmc待设计变电所主变压器图 1 变电所进
4、线示意图二、负荷统计和无功补偿的计算（一）负荷分析1、用的负荷的分类：根据用电的重要性和突然中断供电造成的损失程度可以将 负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷三类：2、用电负荷分类的主要目的是确定供电工程设计和建设的标准，保证建成投入 运行工程供电的可靠性，能满足生产或社会安定的需要。对于一级负荷的用 电设备，应有两个及以上的独立电源供电，并辅之一其他必要的非电保安设 施。二级负荷应由两回线供电，但当两回线路有困难时（如边远地区），允许 有一回专用架空线路供电。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电 可用单回线路供电。本次设计的变压器所带的负荷均为三级负荷，因此可以 用单回线路供电。（二）
5、负荷计算：10KV 侧负荷计算如下：EP=E （Kdi*Pni）=1*0.7+2*0.85+1.6*0.75+1.8*0.8+0.8*0.7+2*0.8+0.8*0.75+0.4*0.7=8.08MWEQ=E （Pi*tani）=1*0.7*0.7+2*0.85*0.62+1.6*0.75*0.70+1.8*0.8*0.75 +0.8*0.7*0.7+2*0.8*0.75+0.8*0.75*0.62+0.4*0.7*0.8=5.65MVar工 S = *辽p）2 + （工q）2 =J8.082 + 5.652 =9 86mva功率因数 cos申=8.08/9.86=0.82三)无功补偿为了便于
6、管理，方便维护，变电站的无功补偿装置一般连在变电站的 10kV 母线上，因此本设计无功补偿装置设置于 10KV 侧1、无功补偿的计算补偿前cos申=0.82，求补偿后达到0.9,设需要补偿XMva的无功，因此可以如下计算：工P 8.08“贝9 cos 申=0.92 乙 S78.082 +(5.65 - X)2解得 X=1.74MVar2、无功补偿装置分类及选择(1) 无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。(2) 同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网
7、电压，并可以强励补偿容性 无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以 便平滑调节电压和提高系统稳定性。(3) 静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的 容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并 兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。其运行维 护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此 在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采 用。(4) 电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装
8、，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装 置，并且采用集中补偿的方式。3、并联电容器装置的分组原贝及分组方式选择(1) 分组原贝：A、对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。B、配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负 荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。C、终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能
9、随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器 时引起的电压波动不应超过 2.5%。（2）分组方式 并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总 断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中 等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求， 而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容 量分组方式。4、并联电容器装置的接线（1）并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种，本设计采用星形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布 置清晰。（2）并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，
10、为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方 式。（3）选用BFM115003型号的高压并联电容器4台。额定电压1 lkV。额定容 量 500kVar。（四）补偿后的总负荷计算10KV侧补偿前EP=8.08MW，EQ=5.65MVar，补偿电容器总容量2MVar，则补偿后10KV侧总负荷为：S1二詁8.08 2 （5.65 -2）2 8.87MVA三、主变压器的选择（一）主变台数的确定 1、为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变 当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装 2
11、4 台主变。2、本次设计的变电所没有一级负荷，所以采用两台主变。三）主变容量的确定主变容量的确定应根据电力系统 510 年发展规划进行。当变电所装设两 台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少 能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的 6075%。由负荷计算得知 10kV 侧的补偿后的负荷总量为 8.87MVA。考虑 = 5%的年负荷增长率，5年规划年限内计算负荷可表示为：i（l + i） n 1丄（1 + 3）n c 1（1 + i）31 + i式中S1第一年的负荷；3 年负荷增长率；n规划年数；i年利率。带入 i=0.1, n=5，3 =5%，S 1=8.87MVA
12、 得Sc =13.36MVA。再考虑同时系数时，可按下式算：工 S = K S0c式中 K0 负荷同时系数KY S带入 Ko=O.85 得 S =11.36MVA。对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定：S =0.7 YS =0.7*11.36=7.95MVAe总安装容量为 2*（0.7 YS ）=1.4YS=15.9MVA如此当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为 40%，则可保证 98% 的负荷供电。所以应选容量为 8000kVA 的变压器 2 台。四）主变形式的选择1、主变一般采用三相变压器，因此本设计采用三相变压器。2、此次设计的变电所只有35kV和10kV两个电压
13、等级，所以采用双绕组变压器。3、我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其 中性点多通过消弧线圈接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。 因此本设计35kV侧采用Y连接，10kV侧采用接线。根据上述的讨论选用35kV铝线双绕组电力变压器，该变压器的型号为S11 8000/35.具体技术数据如下表：表 2 变压器技术参数型号S118000/35 Yd11额定容量(kVA)8000额定电压(kV)高压35低压10.5损耗(KW)空载7.2短路38.48短路阻抗(%)7.5空载电流(%)0.42参考文献1、汪雄海供配电技术教程浙江大学电气工程学院 20122、王锡凡，电力工程基础西安交通大学出版社， 1998.13、最新35KV及66KV变电站典型设计方案推广应用手册中国电力音像电子出版社,2007.34、熊信银，发电厂电气部分(第三版)，中国电力出版社，2004.85、陈建忠，35kV变电站电气主接线的设计选择，农村电气化，20086、张一尘，高电压技术，中国电力出版社，2003.47、王守相，王成山.现代配电系统分析，高等教育出版社， 2007.108、张保会，尹项根.电力系统继电保护，中国电力出版社， 2005.59、沈培坤，刘顺喜，防雷与接地装置，化学工业出版社， 2006.2
某降压变电所35KV变压器设计、选型
