任捷

摘要 本文從變電站站用變壓器的負(fù)荷計(jì)算以及容量選擇、變壓器類型與阻抗選擇等方面，對(duì)其在變電站設(shè)計(jì)中的選擇應(yīng)用進(jìn)行分析，以為實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】變電站 站用 變壓器 容量計(jì)算

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及電力能源需求的不斷提升，現(xiàn)階段的變電站設(shè)計(jì)中，電力負(fù)荷不斷增加，變電站運(yùn)行環(huán)境也日益復(fù)雜，變電站站用變壓器作為變電站運(yùn)行的重要電力設(shè)備，對(duì)其正常變電運(yùn)行有著非常重要的作用和影響。因此，進(jìn)行變電站站用變壓器選擇及容量計(jì)算研究，對(duì)于確保變電站站用變壓器合理選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)用，確保變電站工作運(yùn)行穩(wěn)定等，都有著十分重要的作用和意義影響。

1 變電站站用變壓器的負(fù)荷計(jì)算

一般情況下，在變電站站用變壓器選擇應(yīng)用中，根據(jù)變電站運(yùn)行情況對(duì)變壓器的負(fù)荷大小進(jìn)行計(jì)算確定與選擇應(yīng)用，是其設(shè)計(jì)以及變壓器選擇的重要環(huán)節(jié)。值得注意的是，在進(jìn)行變電站站用變壓器負(fù)荷計(jì)算與選擇應(yīng)用中，對(duì)于變電站運(yùn)行中連續(xù)運(yùn)行和經(jīng)常性短期運(yùn)行的電力設(shè)備與負(fù)荷情況都應(yīng)在變壓器負(fù)荷計(jì)算中體現(xiàn)，此外，對(duì)于不經(jīng)常性短期運(yùn)行或者是偶爾、不經(jīng)常性斷斷續(xù)續(xù)運(yùn)行的設(shè)備及其電力負(fù)荷情況，在計(jì)算中可以不進(jìn)行考慮。最后，在進(jìn)行變電站站用變壓器負(fù)荷計(jì)算與選擇應(yīng)用中，多通過(guò)將變電站電氣設(shè)備的負(fù)荷額定功率換算成變壓器的負(fù)荷額定功率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中對(duì)于變電站電機(jī)設(shè)備的負(fù)荷換算系數(shù)一般設(shè)置為0.85，但是，對(duì)變電站系統(tǒng)中電熱負(fù)荷以及照明設(shè)備負(fù)荷換算計(jì)算中以l作為換算計(jì)算系數(shù)進(jìn)行計(jì)算應(yīng)用

根據(jù)上述對(duì)變電站站用變壓器負(fù)荷計(jì)算的有關(guān)情況分析，在實(shí)際計(jì)算與選擇設(shè)計(jì)中，需要針對(duì)變電站電氣設(shè)備負(fù)荷情況進(jìn)行有效分類后，以實(shí)現(xiàn)具體負(fù)荷大小的換算分析，從而避免計(jì)算結(jié)果與實(shí)際負(fù)荷之間的誤差發(fā)生，影響變電站站用變壓器負(fù)荷選擇。此外，在進(jìn)行變電器站用變壓器負(fù)荷計(jì)算過(guò)程中，對(duì)于不同類型的電氣設(shè)備及線路負(fù)荷進(jìn)行劃分中，需要注意連續(xù)性負(fù)荷要求在單次連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為2h以上，而短時(shí)負(fù)荷則以單次連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在10min以上、2h以內(nèi)，斷續(xù)型負(fù)荷則表示每次帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)至空載或停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行反復(fù)周期性工作運(yùn)行中，其單個(gè)周期的時(shí)間要在10min以內(nèi);而經(jīng)常性運(yùn)轉(zhuǎn)使用的負(fù)荷多是指每天都需要使用的情況，不經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)使用負(fù)荷，則是指正常情況下不運(yùn)行，只有在檢修或者是事故等特定情況下才運(yùn)轉(zhuǎn)使用的負(fù)荷情況。

2 變電站站用變壓器的容量選擇與計(jì)算

一般情況下，在進(jìn)行變電站站用變壓器容量選擇與計(jì)算分析中，通過(guò)對(duì)變電站各種電力設(shè)備的容量以及負(fù)荷情況進(jìn)行計(jì)算確定情況下，其中，不包含消防負(fù)荷，對(duì)容量及負(fù)荷補(bǔ)償后的視在容量，就是進(jìn)行變電站站用變壓器容量選擇與設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。如式（1），即為變電站站用變壓器容量選擇與計(jì)算公式，該公式中，S為變電站站用變壓器的容量范圍，一般使用kVA表示;而K1表示的是變電站站用變壓器的動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般情況下，系數(shù)值多設(shè)置為0.85;此外，P1、P2、P3分別表示的是變電站站用電力設(shè)備的動(dòng)力、電熱以及照明系統(tǒng)負(fù)荷的和值，單位使用kW進(jìn)行表示。

S>K1.P1+P2+P3 （1）

3 變電站站用變壓器型式及阻抗分析

在變電站工作運(yùn)行中，站用變壓器的選擇與設(shè)置應(yīng)用，其主要目的是確保變電站連接電網(wǎng)中各個(gè)站用變壓器及備用變壓器的輸出電壓保持一致，從而為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作運(yùn)行提供保障。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)變電站站用變壓器類型，主要以D，yn以及Y，yn聯(lián)接型式為主，并且第一種連接型式的變壓器零序阻抗要比第二種聯(lián)接型式的零序阻抗值減少很多，并且其變壓器零序阻抗值與正序阻抗值基本相等，其中變壓器工作運(yùn)行中的單相短路電流會(huì)呈現(xiàn)增加變化，與三相短路電流之間的差異明顯減小。這就意味著在采用第一種聯(lián)接型式的站用變壓器系統(tǒng)中，單相短路故障問(wèn)題下系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作靈敏度大大提升，同時(shí)在系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備以及電路饋線線路截面選擇配合上具有較大的便利性，此外，也能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)結(jié)構(gòu)及形式的簡(jiǎn)化設(shè)置與應(yīng)用，不需要進(jìn)行單相短路保護(hù)的單獨(dú)設(shè)置與應(yīng)用，在進(jìn)行電力系統(tǒng)高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)以及低壓側(cè)單相短路保護(hù)中，都具有較為突出的功能優(yōu)勢(shì)。

值得注意的是，在上述兩種變電站站用變壓器聯(lián)接型式中，D，yn型聯(lián)接變壓器設(shè)備，其內(nèi)部的三角形繞組設(shè)置，在給變壓器連接線路中的三次諧波電流或者是零序電流創(chuàng)造了電流通路同時(shí)，也使其線路中的相電壓更加趨近正弦波電壓變化形式，對(duì)于線路電壓波形質(zhì)量改善具有較為突出的作用和效果。此外，在這種聯(lián)接型式的變壓器設(shè)備中，如果變壓器聯(lián)接線路的低壓側(cè)出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡情況時(shí)，變壓器設(shè)備中關(guān)于低壓側(cè)中性點(diǎn)的浮動(dòng)位移不會(huì)發(fā)生變化，從而對(duì)電網(wǎng)供電運(yùn)行的穩(wěn)定性具有較大的保障作用，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中，變電站站用變壓器多以D，yn型聯(lián)接變壓器選擇應(yīng)用為主。此外，針對(duì)D，yn型聯(lián)接變壓器在變電站工作運(yùn)行中所產(chǎn)生的阻抗計(jì)算，一般是根據(jù)變電站系統(tǒng)中低壓電器在短路故障下電流承載能力進(jìn)行計(jì)算確定，根據(jù)這一情況，在變電站站用變壓器阻抗選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)用中，一般多以標(biāo)準(zhǔn)阻抗設(shè)計(jì)的普通變壓器作為變電站站用變壓器設(shè)備進(jìn)行選擇應(yīng)用。

以某220kv變電站站用變壓器為例，該變壓器為干式變壓器，采用強(qiáng)迫空氣冷卻方式，設(shè)置帶防護(hù)外殼。在確定其技術(shù)參數(shù)，包括變壓器工作運(yùn)行的使用頻率以及空載電流、絕緣等級(jí)、耐壓強(qiáng)度、連接方式、運(yùn)行環(huán)境等情況下，根據(jù)變電站各負(fù)荷綜合情況，就可以對(duì)其變壓器的容量進(jìn)行計(jì)算確定，并在變電站設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，對(duì)變電站站用變壓器選擇及容量計(jì)算進(jìn)行研究，對(duì)其在實(shí)際設(shè)計(jì)中的選擇應(yīng)用，具有一定的參考價(jià)值及作用意義，從而能夠促進(jìn)變電站設(shè)備的合理選擇與設(shè)置應(yīng)用，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定與可靠運(yùn)行。

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