供电系统中的变电站

一变和二变变电站的应用领域

通常，使用一台和两台变电站的供电系统……使用三台变电站会导致额外的资本成本，并增加每年的运营成本。变电站改扩建时很少采用三座变电站作为强制性解决方案，电力和照明负荷采用单独的供电系统，为急剧交变负荷供电。

带有一台 6-10 / 0.4 kV 变压器的变电站用于为允许中断电源不超过 1 天的负载供电，这是维修或更换损坏元件所必需的（能源消费者的供应） III 类），以及为 II 类能源消费者供电，但须通过次级电压跳线或在存在变压器库存储备的情况下减少电源。

具有一台变压器的变电站也很有用，因为如果企业的运行伴随着低负载时期，那么由于变电站之间存在跳线，可能会关闭部分次级电压变压器，从而创造经济上有利的变压器运行模式。

变压器的经济运行模式被理解为确保变压器中功率损耗最小的模式。在这种情况下，选择最佳工作变压器数量的问题就解决了。

这样的变电站在将 6-10 kV 的电压最大汇聚到能源消费者方面可能是经济的，由于电能转换的分散，将网络的长度减少到 1 kV。在这种情况下，问题的解决有利于使用两个单变压器而不是一个双变压器变电站。

带有两个变压器的变电站主要用于 I 类和 II 类用电器。在这种情况下，选择变压器的功率，以便当其中一个停止工作时，具有允许过载的另一个变压器将承担所有消费者的负载（在这种情况下，可以暂时关闭类别的电力消费者三).在存在不均衡的每日或每年负载计划的情况下，无论用户类别如何，此类变电站也是可取的。在这些情况下，改变变压器的连接功率是有利的，例如，在存在季节性负载的情况下，一个或两个班次以明显不同的班次负载运行。

电源 一个居民点、一个城市的一个小区、一个车间、一组车间或整个企业都可以由一个或多个变电站供电。建造一台或两台变压器变电站的可能性是通过对供电系统的几种选择进行技术和经济比较而确定的...供电系统。比较的选项应确保所需的电源可靠性水平。

在工业企业供电系统中，最常用的变压器单位容量为：630、1000、1600kV×A，在城市电网中为400、630kV×A。设计和运行实践表明：需要使用相同功率的相同类型的变压器，因为它们的多样性给维护带来了不便并产生了额外的维修费用。

变电站变压器的功率选择

一般来说，电力变压器的选择是根据以下基本输入数据做出的：供电设施的估计负荷、最大负荷持续时间、负荷增加率、电力成本、变压器的承载能力及其经济负荷。

选择变压器单位功率的主要标准变电站 与变压器数量的选择一样，是在对选项进行技术和经济比较的基础上获得的最低成本降低。

可根据具体设计负荷密度（kV×A/m2）和现场满载设计负荷（kV×A）来近似选择变压器的单位功率。

特定负载密度可达0.2kV×A/m2，总负载可达3000kV×A，推荐使用400台变压器； 630； 1000 kVA，次级电压为 0.4 / 0.23 kV。在特定密度和总负荷高于规定值时，容量为 1600 和 2500 kVA 的变压器更经济。

然而，由于电气设备尤其是 TP 价格的快速变化，这些建议没有得到充分证实。

在设计实践中，变电站的变压器往往是根据设施的设计负荷和变压器经济负荷的推荐系数Kze=СР/Сн.т.，按照表中数据进行选型。

车间TP用变压器推荐负荷系数

变压器负载系数 变电站类型和负载性质 0.65 ... 0.7 具有 I 类主要负载的两个变压器变电站 0.7 ... 0.8 存在相互冗余的具有 II 类主要负载的单变压器变电站在次级电压为 0.9 … 0.95 的其他变电站跳线中 负载为 III 类或主要负载为 II 类的变电站，可以使用备用变压器

选择变压器的功率时，重要的是要正确考虑其负载能力。

在变压器的负载能力下，从变压器绝缘热磨损的计算中可以了解一组允许的负载、系统和紧急过载。如果不考虑变压器的承载能力，那么在选择时就可以无理高估其额定功率，这在经济上是不切实际的。

在大多数变电站中，变压器上的负载会变化并长期保持在标称值以下。大部分变压器的选择都考虑了应急后模式，因此它们通常会长时间保持欠载状态。此外，电源变压器设计为在 + 40°C 的允许环境温度下工作。实际上，它们在正常条件下在高达 20 ... 30°C 的环境温度下工作。因此，电源变压器在某个时刻考虑到上述情况，可以过载，而不会损坏既定的使用寿命（20 ... 25 年）。

基于对变压器不同运行模式的研究，制定了 GOST 14209-85，它规定了容量高达 100 mV × A 的通用电力油变压器的允许系统负载和紧急过载，包括冷却类型 M、D , DC 和 C ，考虑到介质的温度。

要根据 GOST 14209-85 确定系统负载和紧急过载，还需要了解过载前的初始负载和过载持续时间。这些数据是根据实际初始负载曲线（视在功率或电流）转换为矩形两级或多级曲线中的热当量确定的。

由于需要有一个真实的原始负荷曲线，可以对现有变电站进行允许负荷和过载的计算，以检查现有负荷计划的可接受性，以及确定每日计划的可能选项过载模式前一时刻和过载模式中负载因子的最大值。

在变电站设计阶段，可以使用典型的负载曲线，或者根据 GOST 14209-85 中也提出的建议，根据紧急过载情况选择变压器功率。

那么，对于可能出现变压器应急过载的变电站（双变、单变二次侧有后备连接），若已知现场计算负荷Sp和允许应急过载系数Kz.av，则变压器的额定功率确定为

应用科学大学= Sp / Kz.av

还应注意，仅当变压器冷却系统处于良好工作状态且完全启动时，才允许给变压器加载超过其额定功率的负载。

至于典型的图形，它们目前是为有限数量的负载节点设计的。

由于变压器的数量和功率的选择，尤其是用户变电站 6-10 / 0.4-0.23 kV，通常主要由经济因素决定，因此必须考虑电力网络中无功功率的补偿用户。

通过补偿高达 1 kV 的网络中的无功功率，可以减少 10 / 0.4 变电站的数量，即它们的额定功率。这对于工业用户尤其重要，在高达 1 kV 的网络中，这些用户必须补偿重要的无功负载值。工业企业电网中现有的无功功率补偿设计方法包括选择补偿装置的容量，同时选择变电站的变压器数量及其容量。

因此，考虑到上述直接经济计算的复杂性，鉴于变电站建设成本和电力成本指标的快速变化，在新建和改造现有用户变电站的设计中 6-10 / 0, 4 -0.23 kV、电源变压器功率选择可按如下方式进行：

— 在工业网络中：

a) 根据设计负荷的比密度和设施的满设计负荷的建议选择变压器的单位功率；

b) 变电站变压器的数量和额定功率必须按照设计指南选择 无功补偿 在工业企业的电气网络中；

c) 变压器功率的选择必须考虑到推荐的负载系数和变压器允许的紧急过载；

d) 在存在典型负载表的情况下，必须根据 GOST 14209-85 进行选择，同时考虑到网络中高达 1 kV 的无功功率补偿；

— 在城市电网中：

a) 在可用的变电站典型负载曲线的情况下，应根据 GOST 14209-85 选择变压器功率；

b) 了解变电站的负荷类型，在没有其典型时间表的情况下，建议根据方法说明进行选择。

一个例子。厂房变电站变压器台数和容量的选择按如下初始数据：Пр=250kW，Qp=270kvar；根据电源的可靠性程度划分的车间电器接收器类别 — 3.

回答。车间设计能力齐全。

从 设计力 (377kV×A)供电可靠性要求等级(第三类用电用户)可取单输变电站，变压器功率Snt=400kV×A。

变压器的负载系数为

符合相关要求。