新鼎水泥總降壓站主變壓器容量的設(shè)計(jì)

摘 要：主變壓器容量設(shè)計(jì)是總降壓站設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分之一，它的過大或過小，都對(duì)變壓器的運(yùn)行造成重要的影響，該文通過一個(gè)實(shí)例，具體的闡述了在變壓器容量設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的幾個(gè)問題。

關(guān)鍵詞：全廠負(fù)荷研究 負(fù)荷計(jì)算 主變壓器臺(tái)數(shù)

中圖分類號(hào)：TM421文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（b）-0090-01

主變壓器容量的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、負(fù)荷計(jì)算和運(yùn)行方式等條件綜合考慮確定，其容量可按投入運(yùn)行后5～10年的預(yù)期負(fù)荷選擇，至少留有15%～25%的余量。對(duì)于新鼎水泥總降壓站主變壓器容量的設(shè)計(jì)，具體的說，有以下幾個(gè)步驟。

1 全廠用電負(fù)荷的研究

總降壓站是給全廠所有負(fù)荷供電的，本項(xiàng)目的具體用電負(fù)荷如下。

石灰石破碎機(jī)主電機(jī)（功率800 kW，需要系數(shù)0.6）；輔料破碎機(jī)主電機(jī)（功率355 kW，需要系數(shù)0.6）；立磨主電機(jī)（功率3550 kW，需要系數(shù)0.9）；原料磨風(fēng)機(jī)（功率2800 kW需要系數(shù)0.75）；高溫風(fēng)機(jī)（功率2000 kW需要系數(shù)0.75）；后排風(fēng)機(jī)（功率900 kW需要系數(shù)0.75）；窯頭余風(fēng)風(fēng)機(jī)（功率710 kW需要系數(shù)0.75）；篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)（功率220kW需要系數(shù)0.75）；煤磨主電機(jī)（功率450kW需要系數(shù)0.9）；煤磨排風(fēng)機(jī)（功率450kW需要系數(shù)0.75）；變壓器（容量7350 kVA需要系數(shù)0.8）；預(yù)留生產(chǎn)線（功率5000 kW需要系數(shù)0.65）。

2 主變壓器有功功率、無功功率、視在功率的計(jì)算

主變壓器的設(shè)計(jì)包括進(jìn)線電壓等級(jí)、出線電壓等級(jí)、變壓器容量等一些參數(shù)的設(shè)計(jì)，在這些參數(shù)設(shè)計(jì)中，最主要的的主變壓器容量的確定。要確定主變壓器容量，首先要確定有功功率和無功功率，本工程的的有功功率和無功功率計(jì)算如下：根據(jù)需要系數(shù)法，總降壓站的有功功率計(jì)算如下。

Pc=800x0.6+355x0.6+3550x0.9 +2800x0.75+2000x0.75+900x0.75+710x0.75+220x0.75+450x0.9+450x0.75+7350x0.8+500x0.8+4000x0.65=480+213+3195+2100+1500+675+532+165+405+338+5880+3250=18733（kW）

在無功功率計(jì)算中，要考慮無功補(bǔ)償，無功補(bǔ)償分集中和分散進(jìn)行的，所以，在無功功率計(jì)算中，要考慮以下幾個(gè)方面對(duì)無功功率的影響：

（1）在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行電容補(bǔ)償

根據(jù)表1，由變壓器產(chǎn)生的無功功率Qc1=200+304+380+380+20=1284 kvar

（2）高壓變頻器自身的補(bǔ)償

由于高壓變頻器控制柜自身帶有電容補(bǔ)償，所以其功率因素都能達(dá)到0.98～0.99，所以，其無功功率可不考慮。具體的設(shè)備有高溫風(fēng)機(jī)主電機(jī)，后排風(fēng)機(jī)主電機(jī)，窯頭余風(fēng)風(fēng)機(jī)主電機(jī)，篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)主電機(jī)。

（3）進(jìn)相機(jī)對(duì)高壓電機(jī)的補(bǔ)償

進(jìn)相機(jī)補(bǔ)償是針對(duì)繞行電機(jī)進(jìn)行的補(bǔ)償，它不僅能提高電機(jī)的功率因素，還能降低電機(jī)定子側(cè)電流，用它進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)，不考慮無功功率。具體的設(shè)備有石灰石破碎機(jī)主電機(jī)、立磨主電機(jī)、原料磨風(fēng)機(jī)。

（4）預(yù)留負(fù)荷的補(bǔ)償

石灰石生產(chǎn)線、礦渣粉磨生產(chǎn)線是預(yù)留生產(chǎn)線，其電容補(bǔ)償無法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，所以，在總降壓站設(shè)計(jì)中，預(yù)留一部分無功功率給這2條生產(chǎn)線用。

（5）總降壓站需考慮的無功功率

對(duì)總降壓站來說，上面都是就地補(bǔ)償，還有幾個(gè)高壓電機(jī)需要集中補(bǔ)償，具體的如表2。

根據(jù)表2由高壓電機(jī)產(chǎn)生的無功功率Qc2=218+252+225=695 kvar。

所以，根據(jù)需要系數(shù)法，總降壓站的有功功率Pc=18733 kW，無功功率Qc=Qc1+Qc2=1284 kvar+695 kvar=1979 kvarr。視在功率Sc=188372。

3 主變壓器臺(tái)數(shù)的設(shè)計(jì)

根據(jù)Sc為188372 kVA這一情況，可以選擇1臺(tái)25000l VA變壓器，也可以選擇2臺(tái)12500 kVA情況，但綜合考慮本項(xiàng)目的具體情況，決定選1臺(tái)容量為25000 kVA的變壓器，這些情況為如下。

（1）總降壓站的電源進(jìn)線引自托克遜縣開發(fā)區(qū)變電所，該變電所為本項(xiàng)目只提供一路電源，所以沒有設(shè)2個(gè)變壓器的必要。

（2）該生產(chǎn)區(qū)設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組1臺(tái)，容量為2000 kW，已足夠?yàn)槿珡S二級(jí)負(fù)荷配電，除其之外，全廠都為三級(jí)負(fù)荷。

（3）該生產(chǎn)線位于托克遜縣開發(fā)區(qū)，同時(shí)，在該廠周圍，已建成2條同樣規(guī)模的生產(chǎn)線，考慮到當(dāng)?shù)氐乃嘞牧坑邢?，所以，該生產(chǎn)線不可能全天24 h生產(chǎn)，所以，不需要用2臺(tái)變壓器保證生產(chǎn)線的供電。

4 結(jié)語

綜合以上分析，結(jié)合技術(shù)分析對(duì)比及經(jīng)濟(jì)可靠性分析對(duì)比，本所最后采用SZ11-25000/35型三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器，其容量以及技術(shù)參數(shù)如下：

主變?nèi)萘浚?5000 kVA

型號(hào)：SFZ11-25000/35 kV/ 10.5 kV 35±3×2.5%/10.5

臺(tái)數(shù)：1臺(tái)

附件：有載分接開關(guān) 配套電動(dòng)機(jī)構(gòu) 配套智能控制器 配套油位指示

本文主要通過需要系數(shù)法確定出全廠的有功功率、無功功率、視在功率，同時(shí)，根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件確定了變壓器的臺(tái)數(shù)；最后根據(jù)這兩個(gè)方面，最終確定了新鼎水泥總降壓站變壓器的容量。