毕业论文(某小区供配电设计)(4)

2019-06-11 17:07

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同步调相机是空载运行的同步电机,它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功,装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率,这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢,近来已逐渐退出电网运行。

2、并联电容器:

并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源,由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压,相反于电感中的滞后,由此可视为向电网发送无功功率。

并联电容器本身功耗很小,装设灵活,节省投资;由它向系统提供无功可以改善功率因数,减少由发电机提供的无功功率。

3、静止无功补偿器:

静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成,由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速,而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节,以满足动态无功补偿的需要,同时还能做到分相补偿,对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性,但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波,为此需加装专门的滤波器。

4、静止无功发生器:

静止无功发生器的主体是一个电压源型逆变器,由可关断晶闸管适当的通断,将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压,再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压,就可以灵活地改变其运行工况,使其处于容性、感性或零负荷状态。

与静止无功补偿器相比,静止无功发生器响应速度更快,谐波电流更少,而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的无功。 3.2.2无功补偿装置的安装方法

无功补偿装置的安装一般采用的方法有三种: 1.低压个别补偿:

低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

2.低压集中补偿:

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低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。

3.高压集中补偿:

高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6~10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端,用户本身又有一定的高压负荷时,可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切,从而合理地提高了用户的功率因数,避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护,补偿效益高。

3.3无功补偿初步计算

根据第二章总结得出:

补偿前负荷总和为7468.68kW,有功功率为3688.1kW,无功功率为2692.93kvar,视在计算负荷为4616.91kVA。 根据计算公式:cosф=Pc/Sc 得出总功率因数大概为0.799

根据计算公式:Qn.c=Pc(tanф-tanф`) 可以得出初步计算无功补偿容量大概为1206.01kvar

补偿后的目标功率因数一般取0.92,以使变压器高压侧的功率因数达到0.9。

初步计算如下表所示

有功计算负荷排Pc/kW

无功补偿前 无功补偿后

3688.1 3688.1

无功计算负荷Qc/kvar 2692.93 1486.92

视在计算负荷Sc/kVA 4758.16 3976.56

功 率 因 数 cosф 0.799 0.927

综上可总结出无功补偿后视在计算负荷为3976.56kVA,推算出无功补偿后的功率因数为0.927,满足补偿后目标功率因数0.92。

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3.4变压器的选择

3.4.1电力变压器的类型选择

电力变压器类型选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及

冷却方式、联结组别等,并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。 变压器按相数分,有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。 变压器按调压方式分,有无载调压(又称无励磁调压)和有载调压两种。10KV配电变压器一般采用无载调压方式;35KV总降压变电所的主变压器在电压偏差不能满足要求时应采用有载调压方式。

变压器按绕组形式分,有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。

变压器按绝缘及冷却方式分,有油浸式、干式和充气式(SF6)等。油浸式变压器冷却方式有自冷式、风冷式、水冷式和强迫油循环冷却式等。干式变压器冷却方式有自冷式和风冷式两种,采用风冷可提高干式变压器的过载能力。多层或高层建筑内变电所,考虑到防火要求,应采用干式变压器。当干式变压器与高低压配电装置设在同一房间内时,还应具有不低于IP2X的防护外壳。 10KV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大,具有利于故障切除、承受单项不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点,从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。对于多雷地区及土壤电阻率较高的山区,考虑到防雷要求的提高,宜选用联结组别为Yzn11的防雷变压器。

3.4.2电力变压器的台数和容量选择

35KV主变压器台数和容量选择

1、变压器的台数和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量、运行方式和企业发展等因数综合考虑确定。

一般采用三相变压器,其容量可按投入运行后5~10年的预期负荷选择,至少留有15%~25%的裕量。

2、有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器。当在技术经济上比较理想时,可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时,可装设一台主变压器。

3、装有两台及以上主变压器的变电所中,当断开一台时,其余主变压器的容量应保证用户的一、二级负荷,且不应小于60%的全部负荷。

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4、具有三种电压的变电所中,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上时,主变压器宜采用三绕组变压器。

5、变压器过载能力应满足运行要求。 6、变电所两台或多台主变压器应经济运行。

10(6)KV配电变压器台数和容量的选择

1、变压器台数应根据负荷特点和经济运行选择,当符合下列条件之一时,宜装设两台及以上变压器:

(1)有大量一级或二级负荷; (2)季节性负荷变化较大; (3)集中负荷较大。

2、装有两台及以上变压器的变电所,当其中任何一台变压器断开时,其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电,并宜满足工厂主要生产用电。

3、变压器容量应根据计算负荷选择。对昼夜或季节性波动较大的负荷,供电变压器经技术经济比较,可采用容量不一致的变压器。

4、在一般情况下,动力和照明宜共用变压器,属下列情况之一时,可设专用变压器;

(1)照明负荷较大,或动力和照明共用变压器由于负荷变化引起的电压闪变或电压升高,严重影响照明质量及灯泡寿命时,可设照明专用变压器。

(2)单台单相负荷很大时,可设单相变压器。

(3)冲击性负荷(试验设备、电焊机群及大型电焊设备等)较大,严重影响电能质量时,可设专用变压器。

(4)在IT系统的低压电网中,照明负荷应设专用变压器。

(5)当季节性的负荷容量较大时(如大型民用建筑中的空调冷冻机等负荷),可设专用变压器。

(6)在民用建筑中出于某些特殊设备的功能需要(如容量较大的X射线机等),宜设专用变压器。 3.4.3电力变压器的过负荷能力

1、正常过负荷

电力变压器在运行中,其负荷总是变化的,不均匀的。就一昼夜来说,大部分时间的负荷都低于最大负荷,而变压器容量又是按最大负荷选择的,因此,从维持变压器使用年限不变条件来考虑,变压器在必要时完全可以过负荷运行。 2、事故过负荷

电力变压器在事故情况下(例如并列运行的两台变压器因故障切除一台时),

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允许短时间较大幅度地过负荷运行,而不论故障前负荷情况如何,但运行时间不得超过规定的时间。

3.5变压器的选择

3.5.1配电房方案选择

本设计中无功补偿后的视在计算负荷为3976.56kVA,考虑到节能和留有余

量,变压器的负载率一般取70%~85%,本设计中拟取负载率80%,则变压器的总容量大概应为4970.7kVA。 可有两个方案:

1、 在小区负荷中心的空地或建筑中建立专门的配电房,将所有变压器统一放置在配电房中,集中变配电。

2、在小区中设置多个箱式变电站,分区供配电。

由于本设计中的小区负荷面积比较大,采用小区配电房进行统一变配电将会造成较大的线路损耗,且这样会增加比较高昂的线材预算,而且在空地上建立专门的配电房还需国土部门审核才能建立;在已规划建筑内建立配电房,固定的空间使变压设备之间符合安全电气间隔比较难。

所以本设计拟采取使用五个内含变压器容量为1000kVA的箱式变电站或八台内含变压器容量为630kVA的箱式变电站。 3.5.2箱式变电站

箱式变电站是一种将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置,按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备,即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起,安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内,机电一体化,全封闭运行,特别适用于城网建设与改造,是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。

另箱式变电站(简称箱变)是一种把高压开关设备配电变压器,低压开关设备,电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。它适用于额定电压10/0.4kV三相交流系统中,作为线路和分配电能之用。适用于工厂、矿山、油田、港口、机场、城市公共建筑、居民小区、高速公路、地下设施等场所。 根据产品结构不同及采用元器件的不同,分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。

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