3 主变压器容量、台数和型式的选择

在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

3.1 变压器选择的规定

为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变。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。根据《电力系统设计技术规程》SKJ161—85有关规定：凡有两台及以上主变的变电所，其中一台事故停运后，其余主变容量应保证供应该所全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。

根据《供配电设计手册》P50页规定，选择主变压器台数时应考虑下列原则： （1）应满足供电的可靠性要求。对供有在量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。

（2）对季节负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可采用两台变压器。

（3）对于集中负荷较大的情况，虽为三级负荷，也应采用两台及以上的变压器。

（4）在确定变电所主变压器参数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。

综上所述，本变电所设计的主变压器台数应装设两台。

3.2 主变压器容量和台数的选择

首先应确定变电所的总装设容量。变电所总装设容量的确定根据《电力工程电气设计手册》P214页规定：一般按变电所建成后5～10年的远期规划负荷选择。其容量的大小应为低压侧母线的计算负荷的总和，可按下式确定：

Sca?P2?Q2 （3-1）

式中 P--系统总的有功功率；

Q--系统总的无功功率。

其中，在总负荷的计算中要先计算线路上的功率损耗，再加上出线负荷，之后乘以同时系数，得出总负荷。

- 7 -

线路上的功率损耗可根据《供用电工程》P41页，公式2-41及式2-42求出，其计算公式如下：

P2?Q2?3?PL?R?10 （3-2） 2UP2?Q2?QL?X?10?3 （3-3） 2U式中 △P--有功功率损耗（KW）；

△Q--无功功率损耗(kvar)；

P--负荷有功功率（KW）； Q--负荷无功功率(kvar)； U--线路额定电压（kV）； R．X--线路电阻、电抗（Ω）。

根据上述公式计算出??P、??Q。

P?KP(?P???P) （3-4） Q?Kq(?Q???Q) （3-5）

式中 Kp--最大负荷时有功负荷的同时系数；

Kq--最大负荷时无功负荷的同时系数。 每台变压器的容量S的确定：

根据《电力系统设计技术规程》SDJ161-85有关规定：当变电所有两台主变压器时，一台故障或检修时，其另一台主变压器应保证供应全部负荷的70%。

即： SN?70%?Sca

3.3 变压器型式的选择

（1）根据《电力工程电气设计手册》P216页规定：当不受运输条件限制时，在330KV有以下的发电厂和变电所均采用三相变压器。由于本次设计中电压等级为60KV/10KV，且变电所处于交通方便之地，故选用三相变压器。

根据《电力工程电气设计手册》P217页规定35KV以上的绕组采用Y接线。35KV以下的变压器绕组采用△接线，所以本次设计采用的变压器联结组别为Ynd—11型。选择两台SF9—12500/60型有载调压变压器。主变压器主要参数见下表：

- 8 -

表3-1 SF9—12500/60型有载调压变压器参数 电压组合 额定型号 容量(KVA) 高压(KV) 分接范围 低压(KV) 空空载损耗负载损耗载电流阻抗电压长 宽 高 尺寸(mm) 轨距(mm) 联接组别 （W） （W） (%) (%) SF9-12500/60 12500 60 +8×1.25% 10 YN，d11 16800 59850 1.0 9 5400 3730 4720 1475

（2）SF9—12500/60其型号含义说明如下： S--三相电力变压器； F--冷却方式风冷式； 9--设计序号；

60--高压绕组电压等级（KV）； 12500--额定容量（KVA）。

- 9 -

4 补偿电容器的选择

系统无功平衡是一个重要的问题,为维持电压水平就必须为负荷点提供一定的无功功率,如果负荷侧的功率因数过低,会造成诸多不利影响:

(1)引起线路电流增大，使线路中功率、电压、电能损失增加。

(2)由于电流增大，从而使系统中设备的容量增大，这样会增加总投资。 为此，当系统功率因数过低的时候，应增设无功补偿设备来提高功率因数，根据《全国供电规则》规定“对于新建及扩建的电力用户其功率因数一律不应低于0.9,这与本次设计任务要求相一致，即变电所的功率因数在0.9以上。 在电力系统中除了发电机能发出无功功率外，还有同步调相机、静电电容器和静止补偿器三种无功补偿装置。其中调相机、静止补偿器主要用于枢纽变电所中。而静电电容器由于其质量轻、安装方便、投资少、故障少、损耗少、易维护等诸多优点，主要将其安装在中、小型变电所。所以本次设计采用静电电容器作为无功补偿装置。

并联电容器使系统总电流相量I与电压相量U的角度φ减小，因为容性电流ic与感性电流分量il恰好相反，从而抵消一部分感性电流。串联电容器的容抗可以补偿一部分系统电抗，从串联电容补偿的电压损耗计算公式来看，只有负荷蓄在数低，导线为较粗的架空线，采用串联补偿才合适。因此本次设计采用并联方式。

并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功，以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电网电压，在本次变电所中可直接连接在低压侧的母线上。

根据《并联电容器装置设计技术规定》第15页第2.2.1条规定“设计安装的10KV电容器应采用星形接线为宜。”三角形接线的主要问题是电容器发生故障时故障电流大，较星形接线发生相间短路的可能性较大。所以本次设计采用星形接线方式，被选择电容器的额定电压应为10KV。综合上述分析，选用BWF113?200?1W电容器。

- 10 -