供電系統中的變電站

一變和二變變電站的應用領域

通常，使用一台和兩台變電站的供電系統……使用三台變電站會導致額外的資本成本，並增加每年的運營成本。三座變電站在變電站改擴建過程中很少作為強制性解決方案，電力和照明負荷採用單獨的供電系統，在為急劇交變負荷供電時。

帶有一台 6-10 / 0.4 kV 變壓器的變電站用於為允許中斷電源不超過 1 天的負載供電，這是維修或更換損壞元件所必需的（能源消費者的供應） III 類），以及為 II 類能源消費者供電，但須通過次級電壓跳線或在存在變壓器庫存儲備的情況下減少電源。

具有一台變壓器的變電站也很有用，因為如果企業的運行伴隨著低負載時期，那麼由於變電站之間存在跳線，可能會關閉部分次級電壓變壓器，從而創造經濟上有利的變壓器運行模式。

變壓器的經濟運行模式被理解為確保變壓器中功率損耗最小的模式。在這種情況下，選擇最佳工作變壓器數量的問題就解決了。

這樣的變電站在將 6-10 kV 的電壓最大匯聚到能源消費者方面可能是經濟的，由於電能轉換的分散，將網絡的長度減少到 1 kV。在這種情況下，問題的解決有利於使用兩個單變壓器而不是一個雙變壓器變電站。

帶有兩個變壓器的變電站主要用於 I 類和 II 類用電器。在這種情況下，選擇變壓器的功率，以便當其中一個停止工作時，具有允許過載的另一個變壓器將承擔所有消費者的負載（在這種情況下，可以暫時關閉類別的電力消費者三).在存在不均衡的每日或每年負載計劃的情況下，無論用戶類別如何，此類變電站也是可取的。在這些情況下，改變變壓器的連接功率是有利的，例如，在存在季節性負載的情況下，一個或兩個班次以明顯不同的班次負載運行。

電源 一個居民點、一個城市的一個小區、一個車間、一組車間或整個企業都可以由一個或多個變電站供電。建造一台或兩台變壓器變電站的可能性是通過對供電系統的幾種選擇進行技術和經濟比較而確定的...供電系統。比較的選項應確保所需的電源可靠性水平。

在工業企業供電系統中，最常用的變壓器單位容量為：630、1000、1600kV×A，在城市電網中為400、630kV×A。設計和運行實踐表明：需要使用相同功率的相同類型的變壓器，因為它們的多樣性給維護帶來了不便並產生了額外的維修費用。

變電站變壓器的功率選擇

一般來說，電力變壓器的選擇是根據以下基本輸入數據做出的：供電設施的估計負荷、最大負荷持續時間、負荷增加率、電力成本、變壓器的承載能力及其經濟負荷。

選擇變壓器單位功率的主要標準變電站 與變壓器數量的選擇一樣，是在對各種選項進行技術和經濟比較的基礎上獲得的最低成本降低。

變壓器單位功率的選取可根據具體設計負荷密度（kV×A/m2）和現場滿載設計負荷（kV×A）來近似選擇。

特定負載密度可達0.2kV×A/m2，總負載可達3000kV×A，推薦使用400台變壓器； 630； 1000 kVA，次級電壓為 0.4 / 0.23 kV。在特定密度和總負荷高於規定值時，容量為 1600 和 2500 kVA 的變壓器更經濟。

然而，由於電氣設備尤其是 TP 價格的快速變化，這些建議沒有得到充分證實。

在設計實踐中，變電站的變壓器往往是根據設施的設計負荷和變壓器經濟負荷的推薦係數Kze=СР/Сн.т.，按照表中數據進行選型。

車間TP用變壓器推薦負荷係數

變壓器負載係數 變電站類型和負載性質 0.65 ... 0.7 兩個變壓器變電站，主要負載為 I 類 0.7 ... 0.8 單個變壓器變電站，主要負載為 II 類，存在相互冗餘在次級電壓為 0.9 … 0.95 的其他變電站跳線中 負載為 III 類或主要負載為 II 類的變電站，可以使用備用變壓器

選擇變壓器的功率時，重要的是要正確考慮其負載能力。

在變壓器的負載能力下，從變壓器絕緣熱磨損的計算中可以了解一組允許的負載、系統和緊急過載。如果不考慮變壓器的承載能力，那麼在選擇時就可以無理高估其額定功率，這在經濟上是不切實際的。

在大多數變電站中，變壓器上的負載會變化並長期保持在標稱值以下。大部分變壓器的選擇都考慮了應急後模式，因此它們通常會長時間保持欠載狀態。此外，電源變壓器設計為在 + 40°C 的允許環境溫度下工作。實際上，它們在正常條件下在高達 20 ... 30°C 的環境溫度下工作。因此，電源變壓器在某個時刻考慮到上述情況，可以超載，而不會損壞既定的使用壽命（20 ... 25 年）。

基於對變壓器不同運行模式的研究，制定了 GOST 14209-85，它規定了容量高達 100 mV × A 的通用電力油變壓器的允許系統負載和緊急過載，包括冷卻類型 M、D , DC 和 C ，考慮到介質的溫度。

要根據 GOST 14209-85 確定係統負載和緊急過載，還需要了解過載前的初始負載和過載持續時間。這些數據是根據實際初始負載曲線（視在功率或電流）轉換為矩形兩級或多級曲線中的熱當量確定的。

由於需要有一個真實的原始負荷曲線，可以對現有變電站進行允許負荷和過載的計算，以檢查現有負荷計劃的可接受性，以及確定每日計劃的可能選項過載模式前一時刻和過載模式中負載因子的最大值。

在變電站設計階段，可以使用典型的負載曲線，或者根據 GOST 14209-85 中也提出的建議，根據緊急過載情況選擇變壓器功率。

那麼，對於可能出現變壓器應急過載的變電站（雙變、單變二次側有後備連接），若已知現場計算負荷Sp和允許應急過載係數Kz.av，則變壓器的額定功率確定為

應用科學大學= Sp / Kz.av

還應注意的是，只有在變壓器冷卻系統處於良好工作狀態且完全啟動時，才允許給變壓器加載超過其額定功率的負載。

至於典型的圖形，它們目前是為有限數量的負載節點設計的。

由於變壓器的數量和功率的選擇，尤其是用戶變電站 6-10 / 0.4-0.23 kV，通常主要由經濟因素決定，因此必須考慮電力網絡中無功功率的補償用戶。

通過補償高達 1 kV 的網絡中的無功功率，可以減少 10 / 0.4 變電站的數量，即它們的額定功率。這對於工業用戶尤其重要，在高達 1 kV 的網絡中，這些用戶必須補償重要的無功負載值。工業企業電網中現有的無功功率補償設計方法包括選擇補償裝置的容量，同時選擇變電站的變壓器數量及其容量。

因此，考慮到上述直接經濟計算的複雜性，鑑於變電站建設成本和電力成本指標的快速變化，在新建和改造現有用戶變電站的設計中 6-10 / 0, 4 -0.23 kV、電源變壓器功率選擇可按如下方式進行：

— 在工業網絡中：

a) 根據設計負荷的比密度和設施的滿設計負荷的建議選擇變壓器的單位功率；

b)變電站變壓器的數量和額定功率必須按照設計指南選擇 無功補償 在工業企業的電氣網絡中；

c) 變壓器功率的選擇必須考慮到推薦的負載係數和變壓器允許的緊急過載；

d) 在存在典型負載表的情況下，必鬚根據 GOST 14209-85 進行選擇，同時考慮到網絡中高達 1 kV 的無功功率補償；

— 在城市電網中：

a) 在可用的變電站典型負載曲線的情況下，應根據 GOST 14209-85 選擇變壓器功率；

b) 了解變電站的負荷類型，在沒有其典型時間表的情況下，建議根據方法說明進行選擇。

一個例子。廠房變電站變壓器台數和容量的選擇按如下初始數據：Пр=250kW，Qp=270kvar；根據電源的可靠性程度劃分的車間電器接收器類別 — 3.

回答。車間的全部設計能力。

從 設計力 (377kV×A)供電可靠性要求等級(第三類用電用戶)可取單輸變電站，變壓器功率Snt=400kV×A。

變壓器的負載係數為

符合相關要求。