10KV變電所-變壓器及其選擇（電氣工程）

變壓器電力變壓器是用來升高或降低交流電壓的設(shè)備。變電所中的變壓器，是用來把三相高壓電源降低為三相低壓電源的設(shè)備。按用途分類：升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器、廠用變壓器。按結(jié)構(gòu)分類：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器。按冷卻方式分類：油浸式變壓器、干式變壓器。按容量大小分類：小型變壓器（630KVA及以下）、中型變壓器（800~6300KVA及以下）、大型變壓器（8000~63000KVA及以下）和特大型變壓器（90000KVA及以上）。一、電力變壓器的種類2油浸式電力變壓器油枕、油表高壓套管低壓套管鐵芯線圈放油閥門接地端子3高壓接線端低壓接線端風(fēng)機(jī)繞組干式變壓器4近年來，D,yn11聯(lián)結(jié)的配電變壓器由于性能優(yōu)越，得到了廣泛應(yīng)用。Dyn11：D表示一次繞組為三角型接線，y表示二次繞組為星型接線，n表示引出中性線，11表示二次側(cè)繞組的相角滯后一次繞組330度。二、電力變壓器的聯(lián)結(jié)組5用時(shí)鐘的表示方法，假設(shè)一次側(cè)繞組為中心12點(diǎn)時(shí)刻，那么二次側(cè)繞組就在11點(diǎn)位置，夾角為330度說明：把UA半徑順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到UAB6S9－800/10三相、油浸式、自然冷卻、無載調(diào)壓、銅繞組電力變壓器，設(shè)計(jì)序號(hào)為9，額定容量為800kVA，高壓繞組額定電壓為10kV。三、電力變壓器的型號(hào)7SCB10－1000／10Ｓ表示三相變壓器，Ｃ表示變壓器的繞組為樹脂澆注成形固體。Ｂ表示箔式繞組，10為設(shè)計(jì)序號(hào)。1000表示變壓器的額定容量為1000KVA，/10表示一次側(cè)額定電壓為10KV。隨著解說突出顯示相應(yīng)部分8按腳本進(jìn)行視頻剪輯四、變壓器室9高壓母線10油枕11低壓母線12變壓器13141516變壓器繞組高壓母線低壓母線溫度、濕度顯示171.變壓器型號(hào)的選擇2.變壓器臺(tái)數(shù)的選擇3.變壓器容量的選擇SNT≥SC/β額定容量計(jì)算負(fù)荷暫載率五、變壓器的選擇18干式變壓器2021電力變壓器全型號(hào)的表示和含義如下：例如，S9－800/10為三相、油浸式、自然冷卻、無載調(diào)壓、銅繞組電力變壓器，設(shè)計(jì)序號(hào)為9，額定容量為800kV·A，高壓繞組額定電壓為10kV。變壓器的選擇233.3.2電力變壓器的實(shí)際容量電力變壓器的額定容量SNT是指在規(guī)定的環(huán)境溫度（20℃）條件下，戶外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限（一般規(guī)定為20年）內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率（單位為kV·A）。當(dāng)使用條件發(fā)生變化時(shí)，其實(shí)際容量可按下述公式計(jì)算：戶外變壓器，其實(shí)際容量為：

ST=[1-(θav-20)/100]SNT戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量為:

ST=[0.92-(θav-20)/100]SNT24一、變壓器型號(hào)的選擇

1.一般場所應(yīng)推廣采用低損耗電力變壓器,如Ｓ９、Ｓ11等型號(hào)。2.在電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大不能滿足用戶電壓質(zhì)量要求時(shí)，根據(jù)需要和可能可選用有載調(diào)壓變壓器。3.周圍環(huán)境惡劣，有防塵、防腐要求時(shí)，宜選用全密閉變壓器。4.高層建筑、地下建筑等防火要求高的場所，宜選用干式變壓器。3.3.4電力變壓器型號(hào)的選擇253.3.4電力變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇二、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)遵守下列原則：1.對(duì)接有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，可保證一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。2.對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷的變電所，如果低壓側(cè)有與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，也可采用一臺(tái)變壓器。3.對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的變電所，可采用兩臺(tái)變壓器，實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。4.對(duì)負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，以降低單臺(tái)變壓器容量。265.除上述情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。另外，在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮未來5～10年負(fù)荷的增長。三、變壓器容量的選擇選擇變電所主變壓器容量時(shí)應(yīng)遵守下列原則：1.僅裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器的額定容量SNT應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總視在計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即SNT≥S30。2.裝有兩臺(tái)主變壓器且為暗備用的變電所。所謂暗備用，是指兩臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行，互為備用的運(yùn)行方式。此時(shí)，每臺(tái)主變壓器容量SNT應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：27①任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，可承擔(dān)60%～70%的總視在計(jì)算負(fù)荷S30，即SNT=（0.6～0.7）S30②任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，可承擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷S30(Ⅰ+Ⅱ),即SNT=S30(Ⅰ+Ⅱ)。3.裝有兩臺(tái)主變壓器且為明備用的變電所所謂明備用，是指兩臺(tái)主變壓器一臺(tái)運(yùn)行、另一臺(tái)備用的運(yùn)行方式。此時(shí)每臺(tái)主變壓器容量SNT的選擇方法與僅裝一臺(tái)主變壓器變電所的方法相同。【例3.1】某10/0.4kV變電所，總視在計(jì)算負(fù)荷為1200kV·A，其中一、二級(jí)負(fù)荷750kV·A，試選擇其主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。28【解】①根據(jù)變電所一、二級(jí)負(fù)荷容量的情況，確定選兩臺(tái)主變壓器。②按兩臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行、互為備用的運(yùn)行方式（暗備用）來選擇每臺(tái)主變?nèi)萘?。SNT=（0.6～0.7）S30=（0.6～0.7）×1200=720～840（kV·A）SNT=S30(Ⅰ+Ⅱ)=750（kV·A）綜合上述情況，同時(shí)滿足以上兩式，可選擇兩臺(tái)低損耗電力變壓器（如S9－800/10型）并列運(yùn)行。干式變壓器30干式變壓器廣泛用于局部照明、高層建筑、機(jī)場，碼頭CNC機(jī)械設(shè)備等場所，簡單的說干式變壓器就是指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器。冷卻方式分為自然空氣冷卻（AN）和強(qiáng)迫空氣冷卻（AF）。自然空冷時(shí)，變壓器可在額定容量下長期連續(xù)運(yùn)行。強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)，變壓器輸出容量可提高50%。適用于斷續(xù)過負(fù)荷運(yùn)行，或應(yīng)急事故過負(fù)荷運(yùn)行；由于過負(fù)荷時(shí)負(fù)載損耗和阻抗電壓增幅較大，處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，故不應(yīng)使其處于長時(shí)間連續(xù)過負(fù)荷運(yùn)行。1.干式變壓器312.干式變壓器外形323.電力變壓器全型號(hào)的表示和含義例如，S9－800/10為三相、油浸式、自然冷卻、無載調(diào)壓、銅繞組電力變壓器，設(shè)計(jì)序號(hào)為9，額定容量為800kV·A，高壓繞組額定電壓為10kV。聯(lián)結(jié)組34近年來，D,yn11聯(lián)接的配電變壓器已開始得到了推廣應(yīng)用。Dyn11：D表示一次繞組為三角型接線，y表示二次測繞組星型接線，n表示引出中性線，11表示二次測繞組的相角滯后一次繞組330度，用時(shí)鐘的表示方法，假設(shè)一次測繞組為中心12點(diǎn)時(shí)刻，那么二測繞組就在11點(diǎn)位置，夾角為330度。35與Y,yn0聯(lián)接的變壓器相比，D，yn11聯(lián)接的變壓器有以下特點(diǎn)：（1）D,yn11聯(lián)接變壓器的3n次（n為正整數(shù)）諧波勵(lì)磁電流僅在其三角形接線的一次繞組內(nèi)（高壓側(cè)）形成環(huán)流，不至注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之Y，yn0聯(lián)接的變壓器更有利于抑制高次諧波電流。（2）

D，yn11聯(lián)接變壓器的零序阻抗較Y，yn0聯(lián)接變壓器的小得多，故低壓側(cè)單相接地短路電流比Y，yn0聯(lián)接變壓器大得多，因而有利于低壓側(cè)單相接地短路故障的保護(hù)和切除。（3）

D，yn11聯(lián)接變壓器承受不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)大于Y，yn0聯(lián)接變壓器。Y，yn0聯(lián)接變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%，嚴(yán)重制約接用單相負(fù)荷的容量，而D，yn11聯(lián)接變壓器低壓側(cè)的中性線電流允許達(dá)到相電流的75%以上，因此，對(duì)負(fù)荷不平衡的供電系統(tǒng)來說，優(yōu)先選用D,yn11聯(lián)接的變壓器。36（4）

D,yn11聯(lián)接變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度是按線電壓來設(shè)計(jì)的，這是因?yàn)槠湟淮蝹?cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，其他兩相電壓將升高為線電壓，而Y，yn0聯(lián)接變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度是按相電壓來設(shè)計(jì)的，因此，D，yn11聯(lián)接變壓器的制造成本高于Y，yn0聯(lián)接變壓器。油浸式變壓器38雙繞組三相電力變壓器：按調(diào)壓方式可分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩大類；按繞組絕緣及冷卻方式可分為油浸式、干式和充氣式（SF6）等，其中油浸式變壓器又可分為油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等。3.3.1電力變壓器概述3