第四章 第三节 主变的选择

1、主变压器：在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器；联络变压器：用于两种电压(diny)等级之间交换功率的变压器；厂（所）用变压器或称自用变压器：只供本厂（所）用电的变压器。第三节：发电厂和变电所主变压器的选择(xunz)共二十七页共二十七页一：主变压器台数、容量(rngling)的选择原则二：主变压器形式(xngsh)的选择共二十七页一：主变压器台数、容量的选择(xunz)原则变压器台数、容量的确定原则(yunz) 主变压器的台数、容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规、输送功率大小、馈线回路数、电压等级

2、以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。共二十七页1.关于主变压器台数选择问题 发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量(rngling)以及和系统的联系有密切关系。 通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于 2台；对弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为610kV的变电所或与系统联系只是备用性质时，可只装1台主变压器；共二十七页2.关于主变压器容量的选择问题如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会

3、满足不了变电所负荷(fh)的需要，这在技术上是不合理的。 共二十七页 1单元接线的主变压器容量的确定原则 单元接线时变压器容量应按发电机的额定( dng)容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。 2具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则 连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量，应考虑以下因素： 1）当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统； 因为每千瓦的发电设备投资远大于

4、每千瓦变电设备的投资。为此，在选择发电厂主变压器时，应遵循以下基本(jbn)原则：共二十七页 2）当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。此时，应适当考虑发电机电压母线上负荷可能的增加以及变压器的允许过负荷能力； 3）若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行(ynxng)时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的70以上； 4）对水电比重较大的系统，由于经济运行之要求，应充分利用水能。在丰水期，有时可能停用火电厂的部分或全部机组，以节省燃料。此时，火电厂主变压

5、器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。共二十七页 3连接两种升高电压母线的联络变压器容量的确定原则 1）联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功(yu n)功率和无功功率交换。 2）联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。共二十七页 4变电所主变压器容量确定原则 变电所主变压器容量，一般应按510年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网(dinwng)结构等综合考虑确定其容

6、量。对重要变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I类及类负荷的供电；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70 80。共二十七页变压器是一种静止电器，运行实践证明它的工作是比较可靠的。一般寿命为20年，事故率较小。通常设计时，不必考虑另设专用备用变压器。但大容量单相变压器组是否需要设置备用相，应根据电力系统要求，经过经济技术比较后确定。按照以上原则确定变压器容量后，最终(zu zhn)应选用靠近的国家系列标准规格。共二十七页二、主变压器型式(xn sh)选择原则1.相数选择2.绕组数选择3.绕组连接方式(fngsh)

7、4.调压方式的选择5.变压器的冷却方式共二十七页选择主变压器型式时，应考虑以下(yxi)问题在 33 0 kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。但是(dnsh)由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其需要考察其运输可能性，从制造厂到发电厂（或变电所）之间，变压器尺寸是否超过运输途中隧洞、涵洞、桥洞的允许通过限额； 1相数的确定共二十七页变压器重量是否超过运输途中车辆、船舶、码头、桥梁等运输工具或设施的允许承载能力。若受到限制时，则宜选用两台小容量(rngling)的三相变压

8、器取代一台大容量(rngling)三相变压器，或者选用单相变压器组。对500kV及以上电力系统中的主变压器相数的选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考虑负荷和系统情况、保证供电可靠性，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下来确定选用单相变压器还是三相变压器共二十七页2.绕组数选择国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式变压器。发电厂如以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用：二台双绕组变压器或三绕组变压器，亦可选用自耦变压器。一般(ybn)当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器；共二十七页因为

9、一台三绕组变压器的价格及所使用的控制电器和辅助设备，与相应的两台双绕组变压器相比都较少。但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15及以上，否则绕组未能充分利用，反而不如选用(xunyng)两台双绕组变压器合理。 对于最大机组为 200M W以上的发电厂，由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高。所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装置断路器和隔离开关。共二十七页况且，三绕组变压器由于制造上的原因，中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧的调压和负荷分配。为此，一般以采

10、用双绕组变压器加联络变压器更为合理。其联络变压器宜选用三绕组变压器，低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功补偿装置。当采用扩大单元接线时，应优先(yuxin)选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。在110kV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先选用自耦变压器，它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电流的效果较差，变比不宜过大。共二十七页3绕组接线(ji xin)组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不能并列(bngli)运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“ D”两种。因此，变压器三相绕组的连接

11、方式应根据具体工程来确定。我国110kV及以上电压，变压器三相绕组都采用“Y。”连接； 35 kV采用“ Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地； 35 kV以下高压电压，变压器三相绕组都采用“D”连接。共二十七页在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响(yngxing)等因素，根据以上绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般都选用YN，dll常规接线。近年来，国内外亦有采用全星形接线组别的变压器。所谓“全星形”变压器，一般是指其接线组别为： YN， yno， yo（YN， yno ， yno ）或YN， yo（YN， yno ）的三绕组变压器或自耦变压器

12、。共二十七页它不仅与 35 kV电网并列时，由于相位一致比较方便，而且零序阻抗较大，有利于限制短路电流(dinli)。同时，也便于在中性点处连接消弧线圈。但是，由于全星形变压器三次谐波无通路，因此，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。共二十七页4调压方式(fngsh)的确定为了保证发电厂或变电所的供电质量，电压必须维持在允许范围内。通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组(roz)匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在上2。25以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达

13、30，其结构较复杂，价格较贵，只在以下情况下才予以选用：共二十七页1）接于出力变化大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器副边电压维持在一定水平时； 2）接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器。为保证供电质量(zhling)，要求母线电压恒定时；3）发电机经常在低功率因数下运行时。共二十七页5冷却(lngqu)方式的选择电力变压器的冷却方式，随其型式和容量不同而异，一般(ybn)有以下几种类型。（ 1）自然风冷却一般适于7500kVA以下小容量变压器。为使热量散发到空气中，装有片状或管形辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积（ 2）强迫空气冷却又简称风冷式。容量大于

14、10000kVA的变压器，在绝缘允许的油箱尺寸下，即使有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。在辐射器管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器，使油迅速冷却，加速热量散出。风扇的启停可以自动控制，亦可人工操作。共二十七页（3）强迫油循环水冷却单纯的加强表面(biomin)冷却可以降低油温，但当油温降到一定程度时，油的粘度增加，以致使油的流速降低，对大容量变压器已达不到预期冷却效果，故采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量带走。在水源充足的条件下，采用这种冷却方式极为有利，散热效率高，节省材料，减小变压器本体尺寸。但要一套水冷却系统和有关附件，且对冷却器的密封性能要求较高

15、。即使只有极微量的水渗入油中，也会严重地影响油的绝缘性能，故油压应高于水压（11.5）x105Pa，以免水渗入油中。共二十七页（4）强迫油循环风冷却其原理同于强迫油循环水冷却。（5）强迫油循环导向冷却近年来大型变压器都采用这种冷却方式。 它是利用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油道中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走，而变压器上层热油用潜油泵抽出，经过(jnggu)水冷却器或风冷却器冷却后，再由潜油泵注入变压器油箱底部，构成变压器的油循环。（6）水内冷变压器变压器绕组用空心导体制成。在运行中，将纳水注入空心绕组中，借助水的不断循环，将变压器中热量带走。但水系统比较复杂，且变压器价格较高。共二十七页共二十七页内容摘要主变压器：在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器。若受到限制时，则宜选用两台