学院本科毕业设计（论文） 负荷计算和无功功率计算
Q?(1)?(241.9?96)kvar?28.6kvar?174.5kvar
S(1)?460.952?174.52KV?A?492.9KV?A I(1)?492.9KV?A3?10KV?28.5A
补偿后的功率因数为：cos??460.95?0.94 满足（大于0.90）的要求。 492.92.5年耗电量的估算
年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：
年有功电能消耗量： WP????P(1)T? 式（2.5） 年无功电能耗电量： Wq????Q(1)T? 式（2.6）
结合本厂的情况，年负荷利用小时数
T?为4800h，因为年平均有功负荷系数
??0.94，年平均无功负荷系数??0.35。由此可得本住宅：
年有功耗电量： WP??0.94?492.9KW?4800h?2.3?106KW?h； 年无功耗电量： Wq??0.35?174.5kvar?4800h?0.3?106KW?h。
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学院本科毕业设计（论文） 变压器容量和台数的选择
3 变压器容量和台数的选择
3.1概述
在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。
根据国际《JGJ/T16-92》：“用电设备容量在 250KW或需要变压器容量在 160KVA 以上者应以高压方式供电”的要求，可知凡是有一定建筑规模的工程都 将使用电力变压器，但对于如何选择变压器容量的问题上对有些设计者来说还存 在误区。 认为变压器有功负荷能力、容量应按照计算负荷负载或接近蛮负载选择。 其实这是一种错觉，误认为“满负荷”可以做到物尽其用，节省投资，殊不知虽 然变压器是一种效率高在 95%以上的电气设备。但只有当变压器的负荷在 0.5-0.6 时才可能实现，这也是从发挥变压器最高效率的角度出发来选择变压器容量的首要条件和依据。当然最后确定变压器容量时还要综合考虑其他一些因素，例如环境温度的影响，降低温度可以提高变压器的输出功率和减少变压器的损耗，又如变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因数。
3.2变电所主变压器容量选择
主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑 远期10～20年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。
当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷
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能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220KV母线的负荷不需要跟主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220KV侧引进。
3.3主变压器相数的选择
当不受运输条件限制时，在330KV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。
单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。
3.4绕组数的选择
在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。
一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。
在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。 自耦变压器，它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。
由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。自耦变压器，高中压侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性，故不选择自耦变压器。
分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也
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不相等，损耗也就增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。
普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。
3.5主变调压方式的选择
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，220KV及以上网络电压应符合以下标准：
①枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的1～1.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。
②电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%～100%。
调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。
由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。
3.6连接组别的选择
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。 全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，并且全星形接法，零序电流没有通路，相当于和外电路断开，即零序阻抗相当于无穷大，对限制单相及两相接地短路都有利，同时便于接消弧线圈限制短路电流。但是三次谐波无通路，将引起正弦波的电压畸变，对通讯造成干扰，也影响保护整定的准确度和灵敏度。如果影响较大，还必须综合考虑系统发展才能选用。我国规定110KV以上的电压等级的变压器绕组常选用中性点直接地系统，而且要考虑到三次谐波的影响，会使电流、电压畸变。采用△接法可以消除三次谐波的影响。
所以应选择Yo/△接线方式。故本次设计的变电所，选用主变压器的接线组别为：DYn11接线。
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3.7容量比的选择
由原始资料可知，110KV中压侧为主要受功率绕组，而10KV侧主要用于所用电以及无功补偿装置，所以容量比选择为：100/100/50。
3.8主变压器冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。
自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。
强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择强迫油循环风冷却。
3.9方案的确定
总上所述每台变压器的容量SN?T应同时满足以下两个条件： 1）任一台变压器单独运行时，宜满足：
SN?T?(0.6~0.7)?S30
2）任一台变压器单独运行时，应满足：SN?T?S30(1?10)。
考虑到本住宅的实际情况取SN?T=1000kV?A 。故选择两台主变压器。 考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。型号：SC3-1000/10 ，其主要技术指如下表所示： 变压器 型号 额定 容量 /kV?A 1000 额定 电压 /kV 高压 低压 SC3-1000/10
联 结 损耗/kW 组型 号 空载 负载 Dyn11 2.45 7.45 空载 电流 I0% 1.3 短路 阻抗 UK% 6 10.5 0.4 11