新鼎水泥總降壓站主變壓器容量的設計

摘 要：主變壓器容量設計是總降壓站設計的關鍵部分之一，它的過大或過小，都對變壓器的運行造成重要的影響，該文通過一個實例，具體的闡述了在變壓器容量設計中應該考慮的幾個問題。

關鍵詞：全廠負荷研究 負荷計算 主變壓器臺數

中圖分類號：TM421文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0090-01

主變壓器容量的設計，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量、負荷計算和運行方式等條件綜合考慮確定，其容量可按投入運行后5～10年的預期負荷選擇，至少留有15%～25%的余量。對于新鼎水泥總降壓站主變壓器容量的設計，具體的說，有以下幾個步驟。

1 全廠用電負荷的研究

總降壓站是給全廠所有負荷供電的，本項目的具體用電負荷如下。

石灰石破碎機主電機（功率800 kW，需要系數0.6）；輔料破碎機主電機（功率355 kW，需要系數0.6）；立磨主電機（功率3550 kW，需要系數0.9）；原料磨風機（功率2800 kW需要系數0.75）；高溫風機（功率2000 kW需要系數0.75）；后排風機（功率900 kW需要系數0.75）；窯頭余風風機（功率710 kW需要系數0.75）；篦冷機風機（功率220kW需要系數0.75）；煤磨主電機（功率450kW需要系數0.9）；煤磨排風機（功率450kW需要系數0.75）；變壓器（容量7350 kVA需要系數0.8）；預留生產線（功率5000 kW需要系數0.65）。

2 主變壓器有功功率、無功功率、視在功率的計算

主變壓器的設計包括進線電壓等級、出線電壓等級、變壓器容量等一些參數的設計，在這些參數設計中，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算如下：根據需要系數法，總降壓站的有功功率計算如下。

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）

在無功功率計算中，要考慮無功補償，無功補償分集中和分散進行的，所以，在無功功率計算中，要考慮以下幾個方面對無功功率的影響：

（1）在變壓器低壓側進行電容補償

根據表1，由變壓器產生的無功功率Qc1=200+304+380+380+20=1284 kvar

（2）高壓變頻器自身的補償

由于高壓變頻器控制柜自身帶有電容補償，所以其功率因素都能達到0.98～0.99，所以，其無功功率可不考慮。具體的設備有高溫風機主電機，后排風機主電機，窯頭余風風機主電機，篦冷機冷卻風機主電機。

（3）進相機對高壓電機的補償

進相機補償是針對繞行電機進行的補償，它不僅能提高電機的功率因素，還能降低電機定子側電流，用它進行補償的電機，不考慮無功功率。具體的設備有石灰石破碎機主電機、立磨主電機、原料磨風機。

（4）預留負荷的補償

石灰石生產線、礦渣粉磨生產線是預留生產線，其電容補償無法準確統計，所以，在總降壓站設計中，預留一部分無功功率給這2條生產線用。

（5）總降壓站需考慮的無功功率

對總降壓站來說，上面都是就地補償，還有幾個高壓電機需要集中補償，具體的如表2。

根據表2由高壓電機產生的無功功率Qc2=218+252+225=695 kvar。

所以，根據需要系數法，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 主變壓器臺數的設計

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

（1）總降壓站的電源進線引自托克遜縣開發區變電所，該變電所為本項目只提供一路電源，所以沒有設2個變壓器的必要。

（2）該生產區設有柴油發電機組1臺，容量為2000 kW，已足夠為全廠二級負荷配電，除其之外，全廠都為三級負荷。

（3）該生產線位于托克遜縣開發區，同時，在該廠周圍，已建成2條同樣規模的生產線，考慮到當地的水泥消耗量有限，所以，該生產線不可能全天24 h生產，所以，不需要用2臺變壓器保證生產線的供電。

4 結語

綜合以上分析，結合技術分析對比及經濟可靠性分析對比，本所最后采用SZ11-25000/35型三相雙繞組有載調壓變壓器，其容量以及技術參數如下：

主變容量：25000 kVA

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

臺數：1臺

附件：有載分接開關 配套電動機構 配套智能控制器 配套油位指示

本文主要通過需要系數法確定出全廠的有功功率、無功功率、視在功率，同時，根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件確定了變壓器的臺數；最后根據這兩個方面，最終確定了新鼎水泥總降壓站變壓器的容量。