某高級中學教學樓變電所擴大變壓器選擇設計

唐憬仕

[摘要]電是一個廣義的范疇，伴隨負荷的不同，對電的要求也會隨之改變。10kV的變電所應用較為廣泛，其涉及工業、農業等諸多領域，所以說對10kV變電所的設計具有十分重要的意義。

[關鍵詞]干式變壓器；主變壓器；變電所

一、干式變壓器的結構

為了確保供電安全，迫切需要即可深入負c中心又無燃燒危險的變壓器，而當今，隨著社會進步，干式變壓器得到了廣泛的應用，根據國家標準《干式變壓器》定義，所謂干式變壓器，就是指鐵心和繞組不@入液體中的變壓器。

干式變壓器的結構與油@式變壓器的差別不大，采用b h取向電工鋼片，A和柱采用全斜接縫，心柱用鋼帶或白干型絕緣y帶綁扎，也有用y結+將鐵心？合，鐵心為防止因凝結而引起R Q，在鐵心表面Q有耐熱的防R覆蓋w或樹c，容量較大時，鐵B中要有氣道，氣道尺寸為15-20mm，而干式變壓器的繞組材料是B c或鋁c，有時也采用B線繞制，而低壓線9（1000V及以下），用B c（或鋁c）與預@環4樹c的絕緣材料緊密繞制，采用。繞OP b維加強樹c包封，經過工藝處理后，使高低壓線9各自成為一個堅固的整體，不但具有很強的承受短路能力，而且經過冷熱循環試驗，證明了線9具有耐潮、耐裂、阻燃和自（功能。

變壓器空載運行時需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統供給，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長期處于輕載運行，出現“大馬拉小車”現象，使空載的損耗增加，功率因數降低，網絡損耗增加。若容量選的小，會使變壓器長期過負載，易損壞設備。

變壓器的最佳負載率在40%-70%之間，負載過高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負載T有增長，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以現有的負c為依據，按照5-10年的發展計劃來確定，按照某工學院綜合樓變電所的設計選用的變壓器容量為1000kVA。

二、主變壓器臺數和型號

（一）臺數

變壓器的臺數應根據負C的特點和經濟運行進行選擇，要由負C大小，對供電的可靠性和電能質量的要求來決定，并兼顧節約電能、降低運行造價、維護設備等因素，確定變壓器臺數應綜合考慮，進行認真的技術經濟比較。

按負C的等級和大小來說，對于帶一、二級負c的變電所，當一、二級負C較多時，應選兩臺或兩臺以上變壓器，如只有少量的一、二級負C并能從相鄰的變電所取得低壓備用電源，可以只采用一臺變壓器。

（二）型號

主變壓器的型號選擇主要考慮以下因素：1）.變電所的所址選擇；2）.建筑物的防火等級；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用電設備對供電的要求；5）.當地供電部門對變電所的管理體制等。設置在一類高、低壓主體建筑中的變壓器，應選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類高、低壓主體建筑也宜如此，否則應采取相應的防火措施。

三、變電所電氣主接線

電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的

電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統。用規定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。電氣主接線是變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的首要環節。對電氣主接線的基本要求概括地說應包括電力系統整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性。

f_一）電氣主接線的基本要求

1.可靠性

所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可

靠性的客觀標準是運行實踐。經過長期運行實踐的考驗，對變電所采用的主接線經過優選，現今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性不僅要考慮一次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。

2.靈活性

主接線的靈活性有以下幾方面要求；

（1）調度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負c，能夠滿足系統在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調度要求。

（21檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。

f3）擴建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改建量最小。

3.經濟性

經濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。

（二）電氣主接線的原則

1.考慮變電所在電力系統中的地位和作用

變電所在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是8紐變電所、地區變電所、終端變電所、企業變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經濟性的要求也不同。

2.考慮近期和遠期的發展規模

變電所主接線設計應根據5-10年電力系統發展規劃進行。應根據負C的大小和分布、負C增長速度以及地區網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數和出線回數。

3.考慮負C的重要性分級和出線回數多少對主接線的影響

對一級負c，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負c不間斷供電；對二級負c，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負c供電。三級負C一般只需一個電源供電。

4.考慮主變臺數對主接線的影響

變電所主變的容量和臺數，對變電所主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。endprint

5.考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響

發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應負c突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無而有所不問。例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。

（三）電氣主接線設計程序

1、電氣主接線的設計程序

電氣主接線的設計伴隨著變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經可行性研究階段、初步設計階段、技術設計階段和施工設計階段等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和步驟相同。

（1塒原始資料進行分析，具體內容如下：

本工程情況。主要包括：變電所類型；設計規劃容量；變壓器容量及臺數；運行方式等。電力系統情況。電力系統近期及遠景發展規劃（5一10年）；變電所在電力系統中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠景規劃與電力系統連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。負C情況。負C的性質及地理位置、電壓等級、出線回路數及輸送容量等。電力負C在原始資料中雖已提供，但設計時應該認真地辯證地分析。因為負C的發展和增長速度受政治、經濟、工業水平和自然條件等方面影響。如果設計時，只依據負c計劃數字，而投產時實際負C小了，就等于積壓資金，否則電量供應不足，就會影響其他工業的發展。

環境條件。當地的氣溫、D度、覆E、污o、風向、水文、地質、海拔、地=等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應子以重視。對重型設備的運輸條件也應充分考慮。

設備制造情況。為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設計的先進性、經濟性和可行性。

（2）擬定主接線方案。根據設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定若干個主接線方案。因為對電源和出線回路數、電壓等級、變壓器臺數、容量以及母線結構等考慮的不同，會出現多種接線方案（近期和遠期）。應依據對主接線的基本要求，從技術上論證各方案的優缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個技術上相當，又都能滿足任務書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得技術合理、經濟可行的主接線方案。

（3）主接線經濟比較。

（4）短路電流計算。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。

（5）電器設備的選擇。

（6）繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。

（7）工程概算。包括：主要設備器材費；安裝工程費；其他費用。

2、主接線設計

主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。

變電所電氣主接線的基本環節是電源（變壓器）、母線和出線（饋線）。各個變電所的出線回路數和電源數不同，且每路饋線所傳輸的功率也不一樣。在進出線數較多時（一般超過4回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環節，可使接線簡單清晰，運行方便有利于安裝和擴建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設備增多。無匯流母線的接線使用開關電器較少，占地面積小，但只適用于進出線回路少，不再擴建和發展的變電所。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母線接線。設計中僅以單母線接線為例。

四、結論

在設計中電氣主接線根據原始資料及實際工程應用，分析并選定兩種接線方式，通過實地考察和供電情況分析，最終選定的接線方式為：高壓側采用單母線接線，低壓側采用單母線分段接線，在本變電所的設計中還對變壓器選擇、短路電流的計算及設備選擇進行了設計。endprint