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1、第 3 章 变压器台数及容量的确定3.1 变压器台数的确定下述情况可考虑选两台或两台以上主变压器：1. 一、二级负荷数量较大，对可靠性要求较高时；2. 工厂有大型冲击负荷(如大型高压电动机，电弧炉等)，为减少对其它负 荷影响有必要单独设置变压器时；3. 工厂负荷极不均衡，选两台主变压器可以大量降低电能损耗，使设置两台 变压器增多的设备投资，可在35年内由节约的电能电费中收回时；4. 原设一台主变压器的变电所，由于负荷增容但又不能更换大容量变压器 时；5. 分期建设的大型企业，为节省初期投资，提高变压器运行效率，可分期投 入 23 台主变压器来代替一台大型变压器。由于总降压变电所的变压器对投资影
2、响很大，变压器台数多，使开关电器 及辅助材料消耗增多，并使接线复杂，增加运行维护工作量。因此，总降压变电 所一般装设 12 台主变压器。当选用一台变压器时，其容量应较全厂总视在计 算负荷留 15%裕量，以提高运行效率。当装设两台主变压器时，其容量应满足一 台变压器停止工作时，另一台仍能保证对一、二级负荷供电。由于本厂二级负荷比较多，为提高供电可靠性，选择二台变压器对工厂供电。3.2 主变压器容量的确定3.2.1 变电所主变压器容量的选择1. 只装一台主变压器的变电所主变压器容量S应满足全部用电设备总计算负荷S的需要，即N .T30S S(3-7)N .T302. 装有两台变压器的变电所每台变压
3、器的容量S应同时满足以下两个条件：N.T1) 任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S的大约60%70%的需要，即30S = (0.6 0.7)S(3-8)N .T302) 任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即S S(3-9)N.T30(1+11)3根据本厂实际情况，选择本厂主变压器的的容量由于本厂采用的是两台变压器供电，所以所选变压器的容量必须满足(3-8)、(3-9)两式的要求。因为本厂没有一级负荷，所以有S SN .T30(11)已知：P = 10.10 +12 + 20.95 + 20.95 + 33.8 + 3.0 + 3.0 + 2.2530(11)+3.5
4、+ 20.0+ 78.75 +89.6+72.0+12 +15 +16.8 +16.5=430.2Q= 17.47 + 20.76 + 36.24 + 36.24 + 58.47 + 5.19 + 5.19 + 2.8030(11)+6.06 +80.33 + 91.39 +54 + 6.1 +11.25 +12.6 +16.83=460.92所以：S=J P 2+ Q 2(1 ) 30( 11 )30( 11 )30( 11 )=；430.22 + 460.922 = 630.49k varS S =630.49KVAN .T30(11)(2) S 二 0.7S 二 0.7X1071.98二
5、 750.39kvarN .T30S 取 800KVAN.T根据户外变压器的实际容量(出力)：S =(1-lv) S ，而户内变压T100N .T器环境温度比户外变压器环境温度要高出大约8C,因此户内变压器的实际容量q _ 20(出力)较之上式还要减小8%,所以有S二(0.92-一)S , 9 =33.5C,T100 NT av若选容量为 800kVA 的变压器,则：9 - 20S 二(0.92 -f)S =(0.92 - 0.135) x 800 二 628 KVAT100 NT可见显然小于 750.39 的要求,所以我们选择 1000kVA 及其以上容量的变压 器。3.2.2 对变压器容量
6、的选取进行经济比较：1）、对于经济比较的相关内容 工厂供电设计不仅要满足生产工艺提出的各项具体要求,保证安全可靠地提 供电能,而且力求经济合理,投资少,运行费用低。这就需要对几个切实可行的 设计方案进行技术和经济的比较，选择一个技术上最佳和经济合理的方案。 技术经济比较，一般包括技术指标、经济计算和有色金属消耗量三方面。1. 技术指标的主要内容1. 供电的可靠性与运行的灵活性；2. 电能质量；3. 运行管理、维护检修条件；4. 交通运输及施工条件；5. 有无发展条件；6. 其他方面的有利及不利条件。2. 经济计算 经济计算包括基本建设投资和年运行费用两大项：（1）基建投资Z 基建投资一般采用供
7、配电系统中各主要设备从订货到安装完成所需的全部工程 费用的综合投资指标表示。 综合投资，包括设备本体价值、辅助设备及配件、 材料费、设备的实验调整费用。土建及安装费用，也包括设备的运杂费。各类设 备的中华投资指标见表 2-4 至 2-17。Z 二 Z + Z（3-7）bl式中 Z 变电所综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置等综合投资 b（万元）Z 线路综合投资（万元）l（2）年运行费 FA年运行费是指设备投入运行后维持正常运行每年所付出的费用，一般包括以下 四项：1）设备的折旧费用 Fz， 供电系统的各种设备在运行期间将逐年陈旧、老化，因此，每一个设备过了 一定的使用年限，就需要更换性的设
8、备，更新设备的费用，要靠工厂在原设备使 用年限内逐年积累。对每一设备每年所必须提存的资金称为折旧费，折旧费一般 按设备投资的一个百分点提取。这个百分比称为折旧率 C 。电力工程各类装置1 的折旧率见表 2-18（第 23 页）折旧费按下式计算：F 二ZxC （万元/年）（3-8）Z12 ）设备维护管理费 Fw 为使供电系统保持良好的性能和正常运行，必须对各项设备经常进行维护检 修和管理，为此需配备各种维修管理人员。设备维修管理所需的设备及交通工具 等所需的费用统称为设备的维修管理费，一般也按设备投资的百分数计算，这个 百分比称为维修管理费率C2。C2值维修管理费按下式计算：F 二ZxC 万元/
9、年（3-9）W23）年电能损耗费FA 包括各变压器年电能损耗费和线路年损耗费，按下式计算：F =0 （LAW +ZA W ） x10-4 万元 / 年（3-10）A b x式中 0 每度电价（元/度），按当地电业局规定定价计算LAW 全厂供电配电系统变压器全年电能损耗总和（千瓦-小时） bLAW 全厂 1 千伏以上配电线路全年电能损耗总和（千瓦-小时） x3-11)AW =APt + AP （k）21 千瓦小时 b o d se式中 AP 变压器空载有功损耗 千瓦 oAP 变压器短路有功损耗 千瓦 dAW =APt千瓦小时xxt 变压器全年内投入运行小时数，可取8760小时 s 变压器计算负荷
10、 千伏安jss 变压器额定容量 千伏安eAP 三相线路中有功功率损耗 千瓦 xt 最大负荷年损耗小时数，可按工厂最大负荷利用小时数 Tmax 及功率因数cos申求得表（3-1）表3-1最大负荷利用小时数Tmax与损耗小时数T的关系表、cos申0.80.850.90.951.02000 f-15001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150200018001600400027502600240022002000450031503000290027002500500036003500340032
11、0030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048504）年基本电价费FJ 工厂大多数皆按大宗工业用电计算电费，为二部电价制。年基本电价费是 根据与供电部门鉴定的计费办法协议收取，用下式计算：F =12 x基本电价x总降压变电所主变压器总容量（或有电负荷 设备 J容量；或最大需用负荷）x 10-4 （万元/年）（3-12）整个供电系统的年运行费F为F 二 F + F + F + F（3-13）Z W A J3. 经济比较与方案确定 总降压变电所由于电气主结线方案不同相应的电气设备规格型号也不同
12、， 所以其基建投资和年运行费用也有差别。对于配电系统，由于总降压变电所位置 不同或配电线路的路径和结构不同，可以提出很多种设计方案，对于这多种方案 可以先进行简单的技术经济分析，淘汰一些明显不合理或技术经济指标不够理想 的方案，选择2-3个较佳方案进行详细的技术经济比较，最后确定一个技术经济 都较好的方案。方案的经济计算相同部分有时可不计算。在算出基建投资 Z 和年运行费 F 以后，如有两个方案在技术上相当，则一般 应优先采用投资和年运行费均较小的方案。若两个方案中第一方案基建投资高而年运行费低；第二方案投资低而运行费 高，则需用抵偿年限 T 来决定，抵偿年限表示多投资的费用需几年方能从节约的
13、 运行费中收回。Z - ZT =（3-14）F - F21式中 Z 、Z 第一、二方案的基建投资12F、F 第一、二方案的年运行费12算得的抵偿年限 T 与国家根据国民经济发展、资金合理运用而统一规定的标准抵偿年限T比较。如TT，则采用基建投资小的方法；如TVT，则采用投B B B资大而年运行费小的方案。如无法取得T的确切资料时，可暂按5年考虑。B 如果技术上相当的方案数目超过两项时，为了便于比较，常采用计算费用最 小的方法。ZF =+F（3-15）js TB式中 F 计算费用js将各个方案的 F 算出后，取其中 F 最小的方案即为经济想最佳的方案。js js2）、对本厂实际情况的进行技术经济
14、比较 工厂供电设计不仅要满足生产工艺提出的各项具体要求，保证安全可靠地 供电，而且力求经济合理，投资少，运行费用低。这就要求对几个切实可行的方 案进行经济和技术的比较。选择在技术和经济上最合理的方案。经济技术比较，一般包括技术指标、经济计算和有色金属消耗量，在本设 计中，最终确定的是变压器容量，其他技术指标与有色金属消耗量相同，所以我 们要比较的是经济计算。在经济比较中，我们考虑的是变压器，对于两者区别如下表：产品型号S -M-1000/1011S -M-1250/1011空载损耗（W）12401460负载损耗（W）915010870空载电流（）0.050.05短路阻抗（）4.54.5参考价格（万元）9.4110.85以下是两者的经济比较：方案I：采用S -M三相油浸式1000K VA的变压器，单价9.41万元11方案II：采用S -M三相油浸式1250KVA的变压器，单价10.85万元111. 基本投资Z 二 Z + Zbl 线路综合投资 Z 相同，不作比较l 设备投资 Zb方案I：二台1000KVA的变压器，2X9.41 = 18.82万元 方案II：二台1250KVA的变压器，2x 10.85 = 21
