第四章 第三節(jié) 主變的選擇

1、v主變壓器：主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器；v聯(lián)絡(luò)變壓器：聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器；v廠（所）用變壓器或稱自用變壓器廠（所）用變壓器或稱自用變壓器：只供本廠（所）用電的變壓器。第三節(jié)：發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇一：主變壓器臺(tái)數(shù)、容量的選擇原則一：主變壓器臺(tái)數(shù)、容量的選擇原則二：主變壓器形式的選擇二：主變壓器形式的選擇一：主變壓器臺(tái)數(shù)、容量的選擇原則一：主變壓器臺(tái)數(shù)、容量的選擇原則變壓器臺(tái)數(shù)、容量的確定原則 主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)、

2、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理綜合分析和合理選擇。1.關(guān)于主變壓器臺(tái)數(shù)選擇問題 發(fā)電廠或變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)、接線形式、傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切關(guān)系。 通常與系統(tǒng)具有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和樞紐變電所，在一種電壓等級(jí)下，主變壓器應(yīng)不少于 2臺(tái)；對(duì)弱聯(lián)系的中、小型電廠和低壓側(cè)電壓為610kV的變電所或與系統(tǒng)聯(lián)系只是備用性質(zhì)時(shí)，可只裝1臺(tái)主變壓器；2.關(guān)于主變壓器容量的選擇問題如果變壓器容量選得過大、臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功率的

3、輸出或者會(huì)滿足不了變電所負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的。 1單元接線的主變壓器容量的確定原則 單元接線時(shí)變壓器容量應(yīng)按來確定。采用擴(kuò)大單元接線時(shí)，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線的計(jì)算原則算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和來確定。 2具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器容量的確定原則 連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的容量，應(yīng)考慮以下因素： 1）當(dāng)后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)； 因?yàn)槊壳叩陌l(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦變電設(shè)備的投資。為此，在選擇發(fā)電廠主變壓器時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 2）當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的。此時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷可能的

4、增加以及變壓器的允許過負(fù)荷能力； 3）若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有兩臺(tái)或以上的主變壓器時(shí)，當(dāng)其中； 4）對(duì)水電比重較大的系統(tǒng)，由于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之要求，應(yīng)充分利用水能。在，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求。 3連接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器容量的確定原則 1）聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能。 2）聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負(fù)荷的要求；同時(shí)，也可在線路檢修或故障時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。 4變電所主變壓器容量確定原則 變電所主變壓器容量，一般應(yīng)。根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對(duì)；對(duì)。是一種靜止電器，運(yùn)行實(shí)踐證明它的工作是比較

5、可靠的。，事故率較小。通常設(shè)計(jì)時(shí)，不必考慮另設(shè)專用備用變壓器。但大容量單相變壓器組是否需要設(shè)置備用相，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)要求，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定。按照以上原則確定變壓器容量后，最終應(yīng)選用靠近的國(guó)家系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。 1.相數(shù)選擇 2.繞組數(shù)選擇 3.繞組連接方式 4.調(diào)壓方式的選擇 5.變壓器的冷卻方式選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)考慮以下問題。 單相變壓器組相對(duì)來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。 但是由于變壓器的制造條件和運(yùn)輸條件的限制，特別是大型變壓器，尤其需要考察其運(yùn)輸可能性，從制造廠到發(fā)電廠（或變電所）之間，變壓器尺寸是否超過運(yùn)輸途中隧洞、涵洞、橋洞的允

6、許通過限額； 1相數(shù)的確定 變壓器重量是否超過運(yùn)輸途中車輛、船舶、碼頭、橋梁等運(yùn)輸工具或設(shè)施的允許承載能力。若受到限制時(shí)，則宜選用兩臺(tái)小容量的三相變壓器取代一臺(tái)大容量三相變壓器，或者選用單相變壓器組。 對(duì)500kV及以上電力系統(tǒng)中的主變壓器相數(shù)的選擇，除按容量、制造水平、運(yùn)輸條件確定外，更重要的是考慮負(fù)荷和系統(tǒng)情況、保證供電可靠性，進(jìn)行綜合分析，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的條件下來確定選用2.繞組數(shù)選擇繞組數(shù)選擇 國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式變壓器。 發(fā)電廠如以兩種升高電壓級(jí)向用戶供電或與系統(tǒng)連接時(shí)，可以采用： 一般當(dāng)； 因?yàn)橐慌_(tái)三繞組

7、變壓器的價(jià)格及所使用的控制電器和輔助設(shè)備，與相應(yīng)的兩臺(tái)雙繞組變壓器相比都較少。但，否則繞組未能充分利用，反而不如選用兩臺(tái)雙繞組變壓器合理。 對(duì)于，由于機(jī)組容量大，額定電流及短路電流都甚大，發(fā)電機(jī)出口斷路器制造困難，價(jià)格昂貴，且對(duì)供電可靠性要求較高。 所以，一般，而封閉母線回路中一般不裝置斷路器和隔離開關(guān)。 況且，三繞組變壓器由于制造上的原因，中壓側(cè)不留分接頭，只作死抽頭，不利于高、中壓側(cè)的調(diào)壓和負(fù)荷分配。 為此，一般以采用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器更為合理。v其，低壓繞組可作為廠用備用電源或廠用啟動(dòng)電源，亦可連接無功補(bǔ)償裝置。 當(dāng)采用擴(kuò)大單元接線時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用，這樣，可以大大限制短路電流。v在1

8、10kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，凡需，它損耗小、體積小、效率高，但限制短路電流的效果較差，變比不宜過大。3繞組接線組別的確定繞組接線組別的確定 變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。 電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“ D”兩種。因此，變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。 我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“Y?！边B接； 35 kV采用“ Y”連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地； 35 kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”連接。 在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對(duì)電源的影響等因素，

9、根據(jù)以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般都選用YN，dll常規(guī)接線。 近年來，國(guó)內(nèi)外亦有采用全星形接線組別的變壓器。所謂“全星形”變壓器，一般是指其接線組別為： YN， yno， yo（YN， yno ， yno ）或YN， yo（YN， yno ）的三繞組變壓器或自耦變壓器。 它不僅與 35 kV電網(wǎng)并列時(shí)，由于相位一致比較方便，而且零序阻抗較大，有利于限制短路電流。同時(shí)，也便于在中性點(diǎn)處連接消弧線圈。 但是，由于全星形變壓器三次諧波無通路，因此，將引起正弦波電壓畸變，并對(duì)通信設(shè)備發(fā)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。4調(diào)壓方式的確定 為了保證發(fā)電廠或變電所的供電質(zhì)量

10、，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。 切換方式有兩種： 不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在上2。25以內(nèi)； 另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴，只在以下情況下才予以選用： 1）接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時(shí)； 2）接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器。為保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)； 3）發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)。5冷卻方式的選擇 電力變壓器的冷卻方式，隨其型式和容量不同而異，一般

11、有以下幾種類型。 （ 1）自然風(fēng)冷卻一般適于7500kVA以下小容量變壓器。為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管形輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積 （ 2）強(qiáng)迫空氣冷卻又簡(jiǎn)稱風(fēng)冷式。容量大于10000kVA的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使有輻射器的散熱裝置仍達(dá)不到要求時(shí)，常采用人工風(fēng)冷。在輻射器管間加裝數(shù)臺(tái)電動(dòng)風(fēng)扇，用風(fēng)吹冷卻器，使油迅速冷卻，加速熱量散出。風(fēng)扇的啟?？梢宰詣?dòng)控制，亦可人工操作。 （3）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻單純的加強(qiáng)表面冷卻可以降低油溫，但當(dāng)油溫降到一定程度時(shí)，油的粘度增加，以致使油的流速降低，對(duì)大容量變壓器已達(dá)不到預(yù)期冷卻效果，故采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，讓水對(duì)油管道進(jìn)行冷卻，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利，散熱效率高，節(jié)省材料，減小變壓器本體尺寸。但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件，且對(duì)冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會(huì)嚴(yán)重地影響油的絕緣性能，故油壓應(yīng)高于水壓（11.5）x105Pa，以免水滲入油中。 （4）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻其原理同于強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。 （5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。