110KV變電所防雷接地系統(tǒng)的負(fù)荷計算和功率補(bǔ)償分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20336110KV變電所防雷接地系統(tǒng)的負(fù)荷計算和功率補(bǔ)償分析案例 178231.1負(fù)荷計算 1126031.2無功功率補(bǔ)償設(shè)計 344311.3主變壓器的選擇 31.1負(fù)荷計算負(fù)荷計算的結(jié)果關(guān)系到待建供配電系統(tǒng)的規(guī)模，進(jìn)而影響電氣設(shè)備的規(guī)格。如果負(fù)荷計算結(jié)果偏高，會增大投資成本，造成資源浪費(fèi)。如果負(fù)荷計算結(jié)果偏低，就無法滿足待建供配電系統(tǒng)的正常使用，一些電力負(fù)荷就無法最大限度保證電力供應(yīng)。如果長時間強(qiáng)行供電，可能使供配電系統(tǒng)里的高壓電氣一次設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，容易引起設(shè)備故障，久而久之有引發(fā)電力事故的可能。后期的解決辦法只能要進(jìn)一步改造，如采取增設(shè)變壓器等措施，同樣增大投資成本。因此，可以說負(fù)荷計算在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，具有舉足輕重的基礎(chǔ)性地位。電力設(shè)計必須要做好負(fù)荷統(tǒng)計和計算工作，采取科學(xué)的計算方法，盡可能得使其結(jié)果反映待建供配電系統(tǒng)運(yùn)行的客觀準(zhǔn)確性。由于并不是所有的電力負(fù)荷都時時刻刻在工作狀態(tài)下，負(fù)荷在故障、檢修等情況下，會中斷電力需求。為了準(zhǔn)確計算負(fù)荷的大小，引入了需要系數(shù)的概念。在許多變電站工程設(shè)計中，負(fù)荷計算方法通常采用需要系數(shù)法進(jìn)行計算。需要系數(shù)法也被證明是行之有效的負(fù)荷計算方法。由于并不是所有的電力負(fù)荷都時時刻刻在工作狀態(tài)下，負(fù)荷在故障、檢修等情況下，會中斷電力需求。為了準(zhǔn)確計算負(fù)荷的大小，引入了需要系數(shù)的概念。在許多供配電工程設(shè)計中，負(fù)荷計算方法通常采用需要系數(shù)法進(jìn)行計算。需要系數(shù)法也被證明是行之有效的負(fù)荷計算方法。在實際工程中，我們通常很容易得到工程的安裝容量PNi，然后去查詢對應(yīng)使用條件下的同時系數(shù)Kd1和負(fù)荷實際運(yùn)行時的功率因數(shù)cosθi，就可以根據(jù)功率三角形的公式算出來各個負(fù)荷的有功計算功率，無功計算功率，視在荷荷,進(jìn)而還可以算出各個負(fù)荷的計算電流，為后續(xù)電氣設(shè)備選擇額電電流提供選擇依據(jù)，具體計算公式，如下所述。=（2.1）=（2.1）=（2.1）以35kV負(fù)荷1為例進(jìn)行負(fù)荷計算：==1×8000=8000.00KW（2.1）==8000.00×0.484=3,874.58Kvar（2.1）==8,888.89KV·A（2.1）表2.135kV負(fù)荷計算結(jié)果名稱Pmax(KW)cosφ線長回路數(shù)供電方式無功功率視在功率tanφ(km)kvarkVA負(fù)荷180000.9161架空線路3,874.588,888.890.48負(fù)荷270000.9171架空線路3,390.257,777.780.48負(fù)荷360000.9291架空線路2,905.936,666.670.48負(fù)荷460000.822.51架空線路4,500.007,500.000.75合計2295012,470.1526,119.10表2.210kV負(fù)荷計算結(jié)果名稱Pmax(KW)cosφ線長回路數(shù)供電方式無功功率視在功率tanφ(km)kvarkVA負(fù)荷120000.8552電纜1,239.492,352.940.62負(fù)荷230000.85152電纜1,859.233,529.410.62負(fù)荷320000.8212電纜1,500.002,500.000.75負(fù)荷420000.8152電纜1,500.002,500.000.75負(fù)荷520000.8582電纜1,239.492,352.940.62負(fù)荷620000.8122電纜1,500.002,500.000.75負(fù)荷720000.8102電纜1,500.002,500.000.75負(fù)荷810000.85102電纜619.741,176.470.62合計144009,862.1617,453.43=（2.1）（2.1）（2.1）10KV側(cè)負(fù)荷同時率為0.9，35kV側(cè)負(fù)荷同時率為0.85，35kV負(fù)荷同時率為0.8?？偟淖畲缶C合計算負(fù)荷：=29880kW（2.1）=17865.85kvar（2.1）=34813.83kVA（2.1）1.2無功功率補(bǔ)償設(shè)計供電公司通常要求負(fù)荷用戶功率因數(shù)不得低于0.9，因此本次設(shè)計對10kV側(cè)負(fù)荷按功率因數(shù)為0.9，選擇和校驗無功補(bǔ)償設(shè)備容量。由上節(jié)負(fù)荷計算結(jié)果可知，本次負(fù)荷的自然功率因數(shù)為：=0.83（2.1）根據(jù)三角函數(shù)換算關(guān)系可求得功率因數(shù)角正切值為：=0.685（2.1）補(bǔ)償后功率因數(shù)為0.9，可由此求得補(bǔ)償后功率因數(shù)角的正切值：=0.484（2.1）根據(jù)下列公式可求得無功功率補(bǔ)償容量：（2.1）即無功功率補(bǔ)償容量至少要大于2892.56Kvar，一般在10kV高壓側(cè)安裝無功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行居中補(bǔ)償。根據(jù)上述條件，對比市面上無功功率補(bǔ)償設(shè)備廠家，最終選擇兩組TBB10-1500的高壓并聯(lián)電容器成套裝置。高壓并聯(lián)電容器成套裝置工作后，本次供配電設(shè)計最終的視在功率可由以下公式求得（2.1）按下面公式，對補(bǔ)償后的功率因數(shù)進(jìn)行校驗，得（2.1）功率因數(shù)大于0.9，無功功率補(bǔ)償校驗通過。1.3主變壓器的選擇主變壓器數(shù)量在實際運(yùn)行中，通常選擇有一臺、兩臺、三臺，對于每個數(shù)量，都有一定的選擇原則。對于供電可靠性要求不高、供電負(fù)荷容量不大，通常為小于1250KVA的場合可以選擇單臺變壓器。相反，對于不能隨便停電，供電負(fù)荷容量又比較大的場合，應(yīng)選擇兩臺變壓器或者三臺變壓器。選擇變壓器數(shù)量為兩臺或者三臺的目的在于這些變壓器之前相互配合，在極端的情況下，仍然可以保證不停電的概率很大。在電力系統(tǒng)實際運(yùn)行中，一臺變壓器檢修同時另一臺變壓器恰好故障，或者兩臺同時故障的概率很低，對于有些尤其重要的場合，就是為了方便這種事故出現(xiàn)的可能，才配備三臺變壓器。但是如果安裝三臺變壓器，供電可靠性確實可以大幅度提升，但是投資成本也提高了很多，經(jīng)濟(jì)性太差，因此本次設(shè)計不考慮三臺主變壓器，最終選擇為兩臺主變壓器。（1）主變壓器相數(shù)的選擇110kV變壓器一般都是選擇三相變壓器，電壓等級較高的變壓器才考慮單相變壓器。而且單相變壓器體積大，配電裝置和繼電保護(hù)設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，后期檢修維護(hù)復(fù)雜，倒閘操作工作量較大。因此，主變壓器相數(shù)選擇為三相變壓器。（2）主變壓器調(diào)壓方式的選擇有載調(diào)壓在變電站需要調(diào)壓時容易及時穩(wěn)定住電壓，降低了電壓波動帶來的危險。因此，選擇有載調(diào)壓變壓器。（3）連接組別的選擇電力設(shè)計中Y-△連接方式，通常采用中性點接地方式，即N線和地線接在一起，這種連接方式輕易不會出現(xiàn)異常電壓，還可以消除三次諧波，由于這些優(yōu)點，在電力設(shè)計中廣泛采用。因此，本次設(shè)計選擇變壓器繞組連接方式選用Y-Y-△方式。（4）容量比的選擇本次設(shè)計有三個電壓等級，高壓側(cè)負(fù)荷容量與中壓側(cè)、低壓側(cè)負(fù)荷容量相同，因此容量比為100/100/100。主變冷卻方式的選擇表2.3主變壓器冷卻方式使用條件主變冷卻方式容量大小電壓等級強(qiáng)迫油循環(huán)水冷60MVA以上220kV及以上強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷75MVA以上120MVA以上110kV220kV330kV500kV油浸自冷31.5MVA以上50MVA以下35kV以下110kV強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷50MVA～90MVA220kV強(qiáng)迫油循環(huán)水冷60MVA以上220kV以下油浸風(fēng)冷卻方式12.5MVA～63MVA75MVA以下40MVA及以下35kV～110kV110kV220kV常見的主變壓器冷卻方式使用條件和要求見表2.3，參照表中的選擇原則，本次設(shè)計的容量較小，選擇自然風(fēng)冷卻方式。變壓器容量按以下原則選擇本次設(shè)計，主變壓器容量按最大計算負(fù)荷的70%選擇，得（2.1）綜上所述，主變壓器選擇型號為SSZ1