60kV智能降壓變電所主變壓器和功率因數(shù)的補(bǔ)償以及電容器的選擇案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2453760kV智能降壓變電所主變壓器和功率因數(shù)的補(bǔ)償以及電容器的選擇案例 1132171研究課題 195542主變壓器的選擇 1185802.1主變臺(tái)數(shù)以及容量的確定 130591變壓器選型的確定 2234472.2功率因數(shù)的補(bǔ)償以及電容器的選擇 3276343主接線形式的選擇及說(shuō)明 559963.1接線的設(shè)計(jì)原則 520633.2主接線的設(shè)計(jì)要求 57383.3主接線的選擇 61研究課題60kV智能降壓變電所電氣設(shè)計(jì)2主變壓器的選擇2.1主變臺(tái)數(shù)以及容量的確定正確合理地設(shè)計(jì)選擇主交流變壓器的接線臺(tái)數(shù)、容量和接線類型等這是我國(guó)電力系統(tǒng)長(zhǎng)期規(guī)劃和具體進(jìn)行變電站使用主變壓接線系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)其:（1）主變壓器臺(tái)數(shù)選擇根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，與電力系統(tǒng)連接的變壓器一般不超過(guò)兩組。當(dāng)只有一個(gè)電源活變電所的負(fù)荷另有備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)變壓器。本次設(shè)計(jì)變電所有2回進(jìn)線且低壓側(cè)無(wú)備用電源，為保證變壓器及用電設(shè)備的不間斷供電，裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。（2）主變壓器的容量選擇主變壓器的容量選擇就根據(jù)電力系統(tǒng)5~10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。變壓器容量選擇必須力求使其切合實(shí)際需要。為此，必須盡力能把5~10年符合規(guī)劃做得正確，這是最根本的。變壓器選型的確定序號(hào)用戶名稱最大負(fù)荷功率因數(shù)回路數(shù)長(zhǎng)度出線方式Tmax1化工廠60000.8528架空線60002建材廠50000.8629架空線50003機(jī)械廠40000.89112架空線50004拖拉機(jī)廠60000.8826架空線50005杜澤變電所18000.87210架空線45006汪家變電所60000.83210架空線45007沙嶺變電所60000.82210架空線45008南關(guān)變電所50000.87210架空線4500所以選擇SF7-40000/63表2.1SF7-40000/63主要參數(shù)表SF7-40000/63參數(shù)額定容量（kVA）16000高壓額定容量（kV）63±2×2.5%低壓額定容量（kV）11/10.5空載耗損（kW）23.5短路損耗（kW）81.7空載電流（%）0.9阻抗電壓（%）連接組別9.0YNd11本次設(shè)計(jì)按70%總負(fù)荷設(shè)計(jì)容量。根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定變壓器型號(hào)為SF7-40000/63主要參數(shù)見(jiàn)表2.1。2.2功率因數(shù)的補(bǔ)償以及電容器的選擇2.2.1提高功率因數(shù)的意義在許多工業(yè)電力企業(yè)的架空電力系統(tǒng)用戶，絕大部分架空用電線路設(shè)備都需要具有較大電感性，需要從工業(yè)電力系統(tǒng)內(nèi)部吸取無(wú)功功率，架空輸電線路的最大功率損失因數(shù)均通常小于1，特別是在使用空載線路情況下，功率損失因數(shù)通常會(huì)更低。用電電力設(shè)備系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)因數(shù)逐漸降低之后，由于系統(tǒng)有功和無(wú)功率因數(shù)需要量始終保持固定不變，于是無(wú)功功率因數(shù)需要量逐漸增加，這將給我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展帶來(lái)許多不良的經(jīng)濟(jì)后果。功率損失因數(shù)過(guò)低，將來(lái)會(huì)使輸電線路的允許電壓功率損失因數(shù)增大，結(jié)果線路負(fù)荷端的輸出電壓就要上或下甚至要上會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于線路允許電壓偏移的閾值，從而嚴(yán)重的會(huì)影響異步高壓電動(dòng)機(jī)及其他電力用電電氣設(shè)備的正常工作運(yùn)行.所以必須在一個(gè)低壓側(cè)線上裝設(shè)一個(gè)并聯(lián)高壓補(bǔ)償線路電容器用以防止補(bǔ)償線路無(wú)功，提高線路功率損失因數(shù)。2.2.2電容器組基本要求并聯(lián)交流補(bǔ)償組的電容器每一組的總供電容量參數(shù)應(yīng)能夠滿足所有必需的無(wú)功功率交流補(bǔ)償要求值，其中交流串聯(lián)補(bǔ)償組的參數(shù)容量應(yīng)根據(jù)交流電力網(wǎng)和直流電容器的額定交流電壓情況確定。串聯(lián)交流補(bǔ)償器和電容器各分組的臺(tái)數(shù)容量選擇應(yīng)必須滿足補(bǔ)償電容度的規(guī)定要求，其中交流并聯(lián)補(bǔ)償臺(tái)數(shù)容量應(yīng)按供電線路正常最大交流負(fù)荷補(bǔ)償電流進(jìn)行選擇。2.2.3變壓器的無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算變壓器消耗的計(jì)算：有功損耗無(wú)功荷載消耗：需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功載荷功率為:選用類型BFM11-200-3W，選擇200kvar的電容器進(jìn)行如下計(jì)算補(bǔ)償電容器的數(shù)量為：則為了滿足功率因數(shù)的需要，共選取3臺(tái)。QUOTE實(shí)際補(bǔ)償?shù)碾娙萜髋_(tái)數(shù)QUOTE每臺(tái)電容器容=600kvarQUOTE補(bǔ)償后的功率因數(shù)QUOTE再補(bǔ)償后高壓側(cè)的功率因數(shù)：功率因數(shù)，補(bǔ)償完成，即合格。選補(bǔ)償電容器為BFM11-200-3W型，數(shù)量為3臺(tái)。補(bǔ)償電容器BFM11-200-3W型，參數(shù)見(jiàn)表2.2。表2.2補(bǔ)償電容器BFM11-200-3W型參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）額定容量（kVar）標(biāo)準(zhǔn)電容（μf）相數(shù)BFM11-200-3W112005.2633主接線形式的選擇及說(shuō)明3.1接線的設(shè)計(jì)原則變電所與與使用工業(yè)電氣設(shè)備間的主要連接線技術(shù)管理主要是根據(jù)有關(guān)工業(yè)動(dòng)力電能直線連接輸送和工業(yè)電力資源分配的有關(guān)技術(shù)管理要求或是用來(lái)明確表示主要的與使用工業(yè)電氣設(shè)備之間的使用電氣設(shè)備連接以及管理服務(wù)關(guān)系，以及本管理單位所屬變電所與其他工業(yè)電力系統(tǒng)的主要使用電氣設(shè)備之間連接以及管理服務(wù)關(guān)系。采用何種電線傳輸方式的電線連接電氣系統(tǒng)是其主要的接線，對(duì)如何保證燃?xì)怆娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定安全性和正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全電力系統(tǒng)調(diào)度的安全工作性和靈活性等均面響應(yīng)都對(duì)其有著重要的實(shí)際應(yīng)用影響。主接線的方式確定對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)及燃?xì)獍l(fā)電廠、變電所本身正常運(yùn)行的工作可靠性、靈活性和使用經(jīng)濟(jì)性密切直接相關(guān)，并對(duì)動(dòng)力電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)選擇和接線布置、繼電保護(hù)和電流控制裝置方式等都應(yīng)具有較大的實(shí)際影響。因此，必須正確處理好各兩個(gè)方面的相互關(guān)系，綜合考慮分析各種有關(guān)直接影響它的因素，經(jīng)過(guò)各種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的比較，合理研究確定水電主接線設(shè)計(jì)方案。3.2主接線的設(shè)計(jì)要求我國(guó)《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJZ-79規(guī)定，變電站的主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運(yùn)行可靠簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求?？煽啃裕海?）斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；線路斷路器或母線故障時(shí)以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)的回路和停運(yùn)的回路數(shù)、的時(shí)間長(zhǎng)短以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。（2）變電站全部停運(yùn)的可能性；（3）應(yīng)滿足可靠性準(zhǔn)則的要求。靈活性：滿足調(diào)度靈活，操作方便的基本要求，既能靈活的投、切變壓器或線路調(diào)配電源和負(fù)荷，又能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，不致過(guò)多的影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；（1）在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。經(jīng)濟(jì)性：（1）投資省；（2）占地面積少；（3）電能損耗小但要保證電能質(zhì)量。3.3主接線的選擇3.3.1接線方式的初步確定本設(shè)計(jì)為60kV無(wú)人值守降壓變電所，根據(jù)本變電所所處系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求可選擇的接線方式初步確定為橋式接線或單母線接線。橋式依照互相之間連接的橋型主橋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支撐位置不同而又可以將其區(qū)分分別為連接橋型橋式內(nèi)橋和連接橋式橋型外橋。當(dāng)用戶使用小型輸電內(nèi)橋切換存在線路中的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，故障經(jīng)常發(fā)生時(shí)的機(jī)率相對(duì)降低較多而使用輸電切換變壓器又小而用戶不需經(jīng)常接線進(jìn)行內(nèi)橋切換時(shí)，采用小型化的內(nèi)橋切換電路進(jìn)行接線較合適。當(dāng)外橋交流高壓輸電控制系統(tǒng)切換線路較短，變壓器切換線路較短隨時(shí)對(duì)使用者在經(jīng)濟(jì)能力條件下的要求大而又必需經(jīng)常進(jìn)行外橋交流切換時(shí)，采用小型高速外橋交流切換線路接線較合適。單隔離備用配電母線母板隔離接線的主要技術(shù)特點(diǎn)也是說(shuō)就是整個(gè)備用母線隔離配電裝置只有一組隔離備用配電母線，所有一組備用母線電源和所有主線路輸出的接線都在同一條另一組備用母線上，其主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)也就是簡(jiǎn)單、清晰、采用過(guò)的配電設(shè)備少、操作方便、便于后期更新和可擴(kuò)建。3.3.2接線方案的比較60kV側(cè)單母分段接線與單母線分段帶旁路母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表3.1。表3.160kV側(cè)兩種接線優(yōu)缺點(diǎn)接線方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單母線分段接線單母線分段按可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個(gè)回路，使重要負(fù)荷有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，可保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線上所有回路都要在檢修期間長(zhǎng)時(shí)間停電。單母線分段帶旁路母線接線單母線分段帶旁路母線的接線比單母線分段接線的供電可靠性高。所用斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量增多造成設(shè)備投資和占地面積的增大。3.3.3主接線方案的最終確定從可靠性來(lái)看，單母分段帶旁路接線