发电厂和变电站主变压器的选择与设计.docx

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发电厂和变电所主变压器的选择

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，称为主变压器。只供本厂（所）用电的变压器称为厂（所）用变压器或称自用变压器。

一、主变压器容量、台数的确定原则

（一）发电厂主变压器容量、台数的确定

主变压器容量、台数直接影响主接线的的形式和配电装置的结构。它的确定应综合各种因素进行分析，做出合理的选择。

具有发电机电压母线接线的主变压器容量、台数的确定

当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。

当接在发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，主变压器应能从系统中倒送功率，以保证发电机电压母线上最大负荷的需要。

根据系统经济运行的要求而限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。

发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对装设两台或以上主变压器的发电厂，当其中容量最大的一台因故退出运行时，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。

单元接线的主变压器容量的确定

单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应等于按上述（1）或（2）算出的两台发电机容量之和。

（二）变电所主变压器容量、台数的确定

主变压器容量的确定

变压器容量和它所在电网功能相适应，一般情况下单位容量（MVA）费用、系统短路容量、运输条件等都是影响选择变压器容量时的因素。具体选择时，可遵循以下原则。

主变压器容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20

年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

根据负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量。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Ⅱ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保证全部负荷的70～80%。

主变压器台数的确定

对城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可考虑装设3台主变压器。

对不重要的较低电压等级的变电所，可以只装设一台主变压器。二、变压器型式的选择原则

相数的确定

电力变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器两类，三相变压器与同容量的单相变压器组相比较，价格低、占地面积小，而且运行损耗减少12～15％。因此，在330kV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。

绕组数的确定

变压器按其绕组数可分为双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式。当发电厂只升高一级电压时或35kV及以下电压的变电所，可选用双绕组普通式变压器。

当发电厂有两级升高电压时，常使用三绕组变压器作为联络变压器，其主要作用是实现高、中压的联络。其低压绕组接成三角形抵消三次谐波分量。

110kV及以上电压等级的变电所中，也经常使用三绕组变压器作联络变压器。当中压为中性点不直接接地电网时，只能选用普通三绕组变压器。

自耦变压器特点是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系，其绕组布置如图8-17、8-18所示。因此，当自耦变压器用来联系两种电压的网络时，一部分传输功率可以利用电磁联系，另一部分可利用电的联系。电磁传输功率的大小决定变压器的尺寸、重量、铁芯截面和损耗，所以与同容量、同电压等级的普通变压器比较，自耦变压器的经济效益非常显著。但是，由于自耦变压器在高压电网和中压电网之间有电气连接，故具备了过电压从一个电压等级的电网转移到另一个电压等级电网的可能性。例如，高压侧电网发生过电压时，它可通过串联绕组进入公共绕组，使其绝缘受到危害。如果在中压电网出现过电压时，它同样进入串联绕组，可能产生很高的感应过电压。为了防止高压侧电网发生单相接地时，在中压绕组其它两相出现过电压，要求自耦变压器的中性点必须直接接地。

调压方式的确定

为了保证供电质量可通过切换变压器的分接头开关，改变变压器高压绕组的匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电压切换，称为无激磁调压，调整范围通常在

±2×2.5％以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30％，其结构复杂，价格较贵。

发电厂在以下情况时，宜选用有载调压变压器：

当潮流方向不固定，且要求变压器副边电压维持在一定水平时；

具有可逆工作特点的联络变压器，要求母线电压恒定时；

发电机经常在低功率因数下运行时。

变电所在以下情况时，宜选用有载调压变压器：

（1）地方变电所、工厂、企业的自用变电所经常出现日负荷变化幅度很大的情况时，又要求满足电能质量