某高级中学教学楼变电所扩大变压器选择设计

唐憬仕

[摘要]电是一个广义的范畴，伴随负荷的不同，对电的要求也会随之改变。10kV的变电所应用较为广泛，其涉及工业、农业等诸多领域，所以说对10kV变电所的设计具有十分重要的意义。

[关键词]干式变压器；主变压器；变电所

一、干式变压器的结构

为了确保供电安全，迫切需要即可深入负c中心又无燃烧危险的变压器，而当今，随着社会进步，干式变压器得到了广泛的应用，根据国家标准《干式变压器》定义，所谓干式变压器，就是指铁心和绕组不@入液体中的变压器。

干式变压器的结构与油@式变压器的差别不大，采用b h取向电工钢片，A和柱采用全斜接缝，心柱用钢带或白干型绝缘y带绑扎，也有用y结+将铁心？合，铁心为防止因凝结而引起R Q，在铁心表面Q有耐热的防R覆盖w或树c，容量较大时，铁B中要有气道，气道尺寸为15-20mm，而干式变压器的绕组材料是B c或铝c，有时也采用B线绕制，而低压线9（1000V及以下），用B c（或铝c）与预@环4树c的绝缘材料紧密绕制，采用。绕OP b维加强树c包封，经过工艺处理后，使高低压线9各自成为一个坚固的整体，不但具有很强的承受短路能力，而且经过冷热循环试验，证明了线9具有耐潮、耐裂、阻燃和自（功能。

变压器空载运行时需用较大的无功功率，这些无功功率需由供电系统供给，变压器容量如选的过大，不但增加投资，而且使变压器长期处于轻载运行，出现“大马拉小车”现象，使空载的损耗增加，功率因数降低，网络损耗增加。若容量选的小，会使变压器长期过负载，易损坏设备。

变压器的最佳负载率在40%-70%之间，负载过高，损耗明显增加，另一方面，由于变压器容量裕度小，负载T有增长，便需要增容，更换大容量的变压器，势必增加投资，且影响供电。总之选择变压器的容量，要以现有的负c为依据，按照5-10年的发展计划来确定，按照某工学院综合楼变电所的设计选用的变压器容量为1000kVA。

二、主变压器台数和型号

（一）台数

变压器的台数应根据负C的特点和经济运行进行选择，要由负C大小，对供电的可靠性和电能质量的要求来决定，并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素，确定变压器台数应综合考虑，进行认真的技术经济比较。

按负C的等级和大小来说，对于带一、二级负c的变电所，当一、二级负C较多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少量的一、二级负C并能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。

（二）型号

主变压器的型号选择主要考虑以下因素：1）.变电所的所址选择；2）.建筑物的防火等级；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用电设备对供电的要求；5）.当地供电部门对变电所的管理体制等。设置在一类高、低压主体建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器；二类高、低压主体建筑也宜如此，否则应采取相应的防火措施。

三、变电所电气主接线

电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的

电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括地说应包括电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性。

f_一）电气主接线的基本要求

1.可靠性

所謂可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可

靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对变电所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。

2.灵活性

主接线的灵活性有以下几方面要求；

（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负c，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。

（21检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用户的供电。

f3）扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改建量最小。

3.经济性

经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。

（二）电气主接线的原则

1.考虑变电所在电力系统中的地位和作用

变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是8纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

2.考虑近期和远期的发展规模

变电所主接线设计应根据5-10年电力系统发展规划进行。应根据负C的大小和分布、负C增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。

3.考虑负C的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响

对一级负c，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负c不间断供电；对二级负c，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负c供电。三级负C一般只需一个电源供电。

4.考虑主变台数对主接线的影响

变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。endprint

5.考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电、适应负c突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不问。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

（三）电气主接线设计程序

1、电气主接线的设计程序

电气主接线的设计伴随着变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。

（1埘原始资料进行分析，具体内容如下：

本工程情况。主要包括：变电所类型；设计规划容量；变壓器容量及台数；运行方式等。电力系统情况。电力系统近期及远景发展规划（5一10年）；变电所在电力系统中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和远景规划与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。负C情况。负C的性质及地理位置、电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负C在原始资料中虽已提供，但设计时应该认真地辩证地分析。因为负C的发展和增长速度受政治、经济、工业水平和自然条件等方面影响。如果设计时，只依据负c计划数字，而投产时实际负C小了，就等于积压资金，否则电量供应不足，就会影响其他工业的发展。

环境条件。当地的气温、D度、覆E、污o、风向、水文、地质、海拔、地=等因素对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。特别是我国土地辽阔，各地气象、地理条件相差甚大，应子以重视。对重型设备的运输条件也应充分考虑。

设备制造情况。为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。

（2）拟定主接线方案。根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定若干个主接线方案。因为对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑的不同，会出现多种接线方案（近期和远期）。应依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰一些明显不合理的方案，最终保留2—3个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得技术合理、经济可行的主接线方案。

（3）主接线经济比较。

（4）短路电流计算。对拟定的电气主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。

（5）电器设备的选择。

（6）绘制电气主接线图及其他必要的图纸。

（7）工程概算。包括：主要设备器材费；安装工程费；其他费用。

2、主接线设计

主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种形式，分为两大类：有汇流母线的接线形式、无汇流母线的接线形式。

变电所电气主接线的基本环节是电源（变压器）、母线和出线（馈线）。各个变电所的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样。在进出线数较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的变电所。有汇流母线的接线形式主要有：单母线接线和双母线接线。设计中仅以单母线接线为例。

四、结论

在设计中电气主接线根据原始资料及实际工程应用，分析并选定两种接线方式，通过实地考察和供电情况分析，最终选定的接线方式为：高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段接线，在本变电所的设计中还对变压器选择、短路电流的计算及设备选择进行了设计。endprint