電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用,對(duì)變電所主接線的形式及其可靠與經(jīng)濟(jì)有著重要影響。所以,正確合理地選擇變壓器的類型、臺(tái)數(shù)和容量,是主接線設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問題。
一、變壓器有哪些規(guī)格型號(hào)?變壓器容量有哪些?
變壓器的規(guī)格型號(hào):
①按電壓等級(jí)分:1000KV,750KV,500KV,330KV,220KV,110KV,66KV,35KV,20KV,10KV,6KV等。
②按絕緣散熱介質(zhì)分:干式變壓器,油浸式變壓器,其中干式變壓器又分為:SCB環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器和SGB10非包封H級(jí)絕緣干式變壓器。
③按鐵芯結(jié)構(gòu)材質(zhì)分:硅鋼疊片變壓器,硅鋼卷鐵芯變壓器,非晶合金鐵芯變壓器。
④按設(shè)計(jì)節(jié)能序列分:SJ,S7,S9,S11,S13,S15。
⑤按相數(shù)分:單相變壓器,三相變壓器。
⑥按容量來說我國現(xiàn)在變壓器的額定容量是按照R10優(yōu)先系數(shù),即按10的開10次方的倍數(shù)來計(jì)算,50KVA,80KVA,100KVA,125KVA,160KVA,200KVA,250KVA,315KVA,400KVA,500KVA,630KVA,800KVA,1000KVA,1250KVA,1600KVA,2000KVA,2500KVA,3150KVA,4000KVA,5000KVA等。
二、變壓器主要參數(shù)及意義
主要技術(shù)數(shù)據(jù)一般都都標(biāo)注在變壓器的銘牌上。
主要包括:額定容量、額定電壓及其分接、額定頻率、繞組聯(lián)結(jié)組以及額定性能數(shù)據(jù)(阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負(fù)載損耗總重。
A、額定容量(kVA):額定電壓.額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能輸送的容量。
B、額定電壓(kV):變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓.為適應(yīng)電網(wǎng)電壓變化的需要,變壓器高壓側(cè)都有分接抽頭,通過調(diào)整高壓繞組匝數(shù)來調(diào)節(jié)低壓側(cè)輸出電壓.
C、額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流.
D、空載損耗(kW): 當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加在一個(gè)繞組的端子上,其余繞組開路時(shí)所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關(guān).
E、空載電流(%): 當(dāng)變壓器在額定電壓下二次側(cè)空載時(shí),一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示.
F、負(fù)載損耗(kW): 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時(shí)變壓器所消耗的功率.
G、阻抗電壓(%):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當(dāng)二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次側(cè)所施加的電壓.一般以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示.
H、相數(shù)和頻率:三相開頭以S表示,單相開頭以D表示。中國國家標(biāo)準(zhǔn)頻率f為50Hz。國外有60Hz的國家(如美國)。
I、溫升與冷卻:變壓器繞組或上層油溫與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差,稱為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K、油面溫升為55K。冷卻方式也有多種:油浸自冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷,水冷,管式、片式等。
J、絕緣水平:有絕緣等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。絕緣水平的表示方法舉例如下:高壓額定電壓為35kV級(jí),低壓額定電壓為10kV級(jí)的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35,其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV,工頻耐受電壓為85kV,低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV,工頻耐受電壓為35kV.
三、如何選擇變壓器?
選用配電變壓器時(shí),如果把容量選擇過大,就會(huì)形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。不僅增加了設(shè)備投資,而且還會(huì)使變壓器長期處于空載狀態(tài),使無功損失增加。如果變壓器容量選擇過小,將會(huì)使變壓器長期處與過負(fù)荷狀態(tài)。易燒毀變壓器。依據(jù)“小容量,密布點(diǎn)”的原則,配電變壓器應(yīng)盡量位于負(fù)荷中心,供電半徑不超過0.5千米。
配電變壓器的負(fù)載率在0.5~0.6之間效率最高,此時(shí)變壓器的容量稱為經(jīng)濟(jì)容量。如果負(fù)載比較穩(wěn)定,連續(xù)生產(chǎn)的情況可按經(jīng)濟(jì)容量選擇變壓器容量。對(duì)于僅向排灌等動(dòng)力負(fù)載供電的專用變壓器,一般可按異步電動(dòng)機(jī)銘牌功率的1.2倍選用變壓器的容量。一般電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流是額定電流的4~7倍,變壓器應(yīng)能承受住這種沖擊,直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)中最大的一臺(tái)的容量,一般不應(yīng)超過變壓器容量的30%左右。
應(yīng)當(dāng)指出的是:排灌專用變壓器一般不應(yīng)接入其他負(fù)荷,以便在非排灌期及時(shí)停運(yùn),減少電能損失。對(duì)于供電照明、農(nóng)副業(yè)產(chǎn)品加工等綜合用電變壓器容量的選擇,要考慮用電設(shè)備的同時(shí)功率,可按實(shí)際可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷的1.25倍選用變壓器的容量。根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)用戶分散、負(fù)荷密度小、負(fù)荷季節(jié)性和間隙性強(qiáng)等特點(diǎn),可采用調(diào)容量變壓器。調(diào)容量變壓器是一種可以根據(jù)負(fù)荷大小進(jìn)行無負(fù)荷調(diào)整容量的變壓器,它適宜于負(fù)荷季節(jié)性變化明顯的地點(diǎn)使用。
對(duì)于變電所或用電負(fù)荷較大的工礦企業(yè),一般采用母子變壓器供電方式,其中一臺(tái)(母變壓器)按最大負(fù)荷配置,另一臺(tái)(子變壓器)按低負(fù)荷狀態(tài)選擇,就可以大大提高配電變壓器利用率,降低配電變壓器的空載損耗。針對(duì)農(nóng)村中某些配變一年中除了少量高峰用電負(fù)荷外,長時(shí)間處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)實(shí)際情況,對(duì)有條件的用戶,也可采用母子變或變壓器并列運(yùn)行的供電方式。在負(fù)荷變化較大時(shí),根據(jù)電能損耗最低的原則,投入不同容量的變壓器。
變壓器的容量是個(gè)功率單位(視在功率),用AV(伏安)或KVA(千伏安)表示。它是交流電壓和交流電流有效值的乘積,計(jì)算公式S=UI。變壓器額定容量的大小會(huì)在其的銘牌上標(biāo)明。選擇變壓器需要清楚使用多大容量的變壓器,這個(gè)通常根據(jù)實(shí)際用電系統(tǒng)的負(fù)荷大小來考慮。一個(gè)供電系統(tǒng),經(jīng)過計(jì)算后,按計(jì)算負(fù)荷S選擇變壓器的容量。對(duì)于臨時(shí)用電(建筑工地上)且平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器,負(fù)荷率一般取85%左右。
四、變壓器銘牌上會(huì)標(biāo)識(shí)容量:
變壓器容量為計(jì)算負(fù)荷量的1.15倍左右。對(duì)于永久性供電系統(tǒng),變壓器的負(fù)荷率一般取60%~70%為宜。但變壓器的額定容量按一定等級(jí)制造的,因此選用時(shí),選容量相近,大于計(jì)算的等級(jí)規(guī)格。
例如:某建筑工地用電計(jì)算負(fù)荷為86.06kVA。則變壓器計(jì)算容量為100kVA,按容量等級(jí)可選擇100kAV的變壓器。順便指出:單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1000kVA。負(fù)荷較大時(shí),可選用幾臺(tái)變壓器并聯(lián)供電。而并聯(lián)運(yùn)行應(yīng)滿足變壓比相等,連接組別相同,短路電壓相同等條件;其次注意負(fù)載分配的問題,一般最大容量與最小容量之比不超過3:1。
五、計(jì)算負(fù)載的每相最大功率:
將A相、B相、C相每相負(fù)載功率獨(dú)立相加,如A相負(fù)載總功率10kW,B相負(fù)載總功率9kW,C相負(fù)載總功率11kW,取最大值11kW。(注:單相每臺(tái)設(shè)備的功率按照銘牌上面的最大值計(jì)算,三相設(shè)備功率除以3,等于這臺(tái)設(shè)備的每相功率。)
例如:C相負(fù)載總功率=(電腦300W X 10臺(tái))+(空調(diào)2kW X 4臺(tái))=11kW
六、計(jì)算三相總功率:
11kW X 3相=33kW(變壓器三相總功率)三相總功率/0.8,這是最重要的步驟,目前市場上銷售的變壓器90%以上功率因素只有0.8,所以需要除以0.8的功率因素。33kW/0.8=41.25kW(變壓器總功率)變壓器總功率/0.85,根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊》,變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇,對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器,負(fù)荷率一般取85%左右。41.25kW/0.85=48.529kW(需要購買的變壓器功率),那么在購買時(shí)選擇50KVA的變壓器就可以了。
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