主變壓器臺數(shù)與容量的確定【特制材料】

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1、5.9 主變壓器臺數(shù)與容量的確定1課程知識第三節(jié) 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇p發(fā)電廠、變電所用變壓器的分類發(fā)電廠、變電所用變壓器的分類主變壓器：主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送電能的變壓器統(tǒng)或用戶輸送電能的變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器：聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩個電壓等級之間交換電能的用于兩個電壓等級之間交換電能的變壓器變壓器廠廠(所所)用變壓器用變壓器：用于本廠：用于本廠(所所)用電的變壓器，用電的變壓器，也稱自用變也稱自用變2課程知識一、變壓器臺數(shù)的選擇一、變壓器臺數(shù)的選擇p發(fā)電廠變壓器臺數(shù)的選擇發(fā)電廠變壓器臺數(shù)的選擇為保證供電可靠性，接在發(fā)電機電壓母線

2、上的主變壓器一為保證供電可靠性，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺般不少于兩臺單元接線變壓器為一臺單元接線變壓器為一臺擴大單元接線時，兩臺發(fā)電機配一臺變壓器擴大單元接線時，兩臺發(fā)電機配一臺變壓器p變電所變壓器臺數(shù)的選擇變電所變壓器臺數(shù)的選擇變電所中變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器一般裝設(shè)兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或檢，以免一臺主變故障或檢修時中斷供電修時中斷供電大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺容量，可裝設(shè)大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺容量，可裝設(shè)24臺臺主變壓器主變壓器3課程知識二、變壓器容量的選擇二、變壓器容量的選擇p發(fā)電廠主變壓器容量的選擇發(fā)電廠主變壓器容量的選擇CASE1：單

3、元接線的主變?nèi)萘窟x擇：單元接線的主變?nèi)萘窟x擇容量應(yīng)與發(fā)電機容量配套，按發(fā)電機的額定容量扣除本機容量應(yīng)與發(fā)電機容量配套，按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷容量后，留組的廠用負荷容量后，留10%10%的裕度選擇的裕度選擇Np1.1(1)/cosNNSPK其中：其中：PN：發(fā)電機的額定功率發(fā)電機的額定功率cosN：額定功率因數(shù)：額定功率因數(shù)Kp：廠用電率廠用電率第三節(jié) 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇p發(fā)電廠主變壓器容量的選擇發(fā)電廠主變壓器容量的選擇CASE2：接于發(fā)電機電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇：接于發(fā)電機電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇按下述三種情況計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量按下述三種情況計算，根據(jù)

4、最大的計算結(jié)果選擇容量原則一：原則一：當發(fā)電機電壓母線上的負荷最小時，扣除廠負荷當發(fā)電機電壓母線上的負荷最小時，扣除廠負荷后，主變能將最大剩余功率送入電力系統(tǒng)。后，主變能將最大剩余功率送入電力系統(tǒng)。其中：其中：SNi：第第i臺發(fā)電機的額定視在功率臺發(fā)電機的額定視在功率Kpi：第第i臺發(fā)電機的廠用電率臺發(fā)電機的廠用電率Smin：發(fā)電機電壓母線上最小負荷的視在功率發(fā)電機電壓母線上最小負荷的視在功率n、m：發(fā)電機電壓母線上的主變壓器臺數(shù)和發(fā)電機臺數(shù)發(fā)電機電壓母線上的主變壓器臺數(shù)和發(fā)電機臺數(shù)Npmin1(1)/mNiiiSSKSnp發(fā)電廠主變壓器容量的選擇發(fā)電廠主變壓器容量的選擇CASE2：接于發(fā)電機

5、電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇：接于發(fā)電機電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇按下述三種情況計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量按下述三種情況計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量原則二：原則二：發(fā)電機電壓母線上的最大一臺發(fā)電機停機，主變發(fā)電機電壓母線上的最大一臺發(fā)電機停機，主變應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機電壓母線上的最大應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機電壓母線上的最大負荷和廠用電的需要，即負荷和廠用電的需要，即其中：其中：SNmax：最大一臺發(fā)電機的額定視在功率：最大一臺發(fā)電機的額定視在功率Smax：最大負荷的視在功率最大負荷的視在功率n、m：發(fā)電機電壓母線上的主變壓器臺數(shù)和發(fā)電機臺數(shù)發(fā)電機電壓母線上的主變壓器

6、臺數(shù)和發(fā)電機臺數(shù)maxNpNmax1(1)/mNiiiSSSKSnp發(fā)電廠主變壓器容量的選擇發(fā)電廠主變壓器容量的選擇CASE2：接于發(fā)電機電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇：接于發(fā)電機電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇按下述三種情況計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量按下述三種情況計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量原則三：原則三：若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺及以上主變時，其若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺及以上主變時，其中一臺容量最大的主變退出運行時，應(yīng)該能輸送母線最大中一臺容量最大的主變退出運行時，應(yīng)該能輸送母線最大剩余功率的剩余功率的70%70%以上，即以上，即 Npmax1(1)/(1)70%mNiiiSSKSnp發(fā)電廠

7、主變壓器容量的選擇發(fā)電廠主變壓器容量的選擇CASE3：聯(lián)絡(luò)變壓器的容量選擇：聯(lián)絡(luò)變壓器的容量選擇 一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺發(fā)電機的容一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺發(fā)電機的容量，以保證該發(fā)電機停運時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)量，以保證該發(fā)電機停運時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負荷的需要負荷的需要二、變壓器容量的選擇二、變壓器容量的選擇p變電所主變壓器容量的選擇變電所主變壓器容量的選擇CASE1：所選擇的所選擇的n n臺主變壓器的容量和，應(yīng)該大于等于變臺主變壓器的容量和，應(yīng)該大于等于變電所的最大綜合計算負荷，即電所的最大綜合計算負荷，即其中：其中：SN：變壓器額定容量變壓器額定

8、容量Smax：變電所變電所最大綜合計算負荷最大綜合計算負荷nSN Smax二、變壓器容量的選擇二、變壓器容量的選擇p變電所主變壓器容量的選擇變電所主變壓器容量的選擇CASE2：裝有兩臺及以上主變的變電所，當一臺主變停運裝有兩臺及以上主變的變電所，當一臺主變停運時，其余主變?nèi)萘恳话銘?yīng)滿足時，其余主變?nèi)萘恳话銘?yīng)滿足60%60%（220kV220kV及以上電壓等級及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足的變電所應(yīng)滿足70%70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部全部I I類負荷類負荷S SI I和大部分和大部分IIII類負荷類負荷S SIIII（220kV220kV及以上電

9、壓等及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部全部S SI I和和S SIIII）即）即 (n-1)SN(0.60.7)Smax(n-1)SN SI +SII p變電所主變壓器容量的選擇變電所主變壓器容量的選擇最大綜合計算負荷最大綜合計算負荷Smax的計算的計算%)1)(cos(1maxtmax niiiPKS其中：其中：Pimax：各出線的遠景最大負荷（由中長期負荷預(yù)測得到）各出線的遠景最大負荷（由中長期負荷預(yù)測得到）cosi ：各出線負荷功率因數(shù)各出線負荷功率因數(shù)Kt：同時系數(shù)，出線回路數(shù)越多其值越小，一般?。和瑫r系

10、數(shù)，出線回路數(shù)越多其值越小，一般取0.80.95%：線損率，取：線損率，取5%三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p主變壓器相數(shù)選擇主變壓器相數(shù)選擇三相一體變壓器：三相一體變壓器：造價低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，運輸困難造價低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，運輸困難三單相變壓器組：三單相變壓器組：投資多，占地大，運輸易，用于超高壓大投資多，占地大，運輸易，用于超高壓大容量容量p繞組數(shù)選擇繞組數(shù)選擇雙繞組：雙繞組：機組容量超過機組容量超過200MW以上時，采用雙繞組變壓器以上時，采用雙繞組變壓器單元接線形式。若有兩個升高電壓，加裝聯(lián)絡(luò)變壓器，宜選單元接線形式。若有兩個升高電壓，加裝聯(lián)絡(luò)變壓器，宜選擇

11、三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動備用電源擇三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動備用電源三繞組：三繞組：機組容量在機組容量在125MW及以下且有兩種升高電壓時及以下且有兩種升高電壓時自耦變：自耦變：220kV及以上電壓等級的變壓器可以選擇自耦變及以上電壓等級的變壓器可以選擇自耦變低壓分裂繞組：低壓分裂繞組：擴大單元接線的變壓器或廠用變壓器擴大單元接線的變壓器或廠用變壓器三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p繞組聯(lián)結(jié)方式選擇繞組聯(lián)結(jié)方式選擇根據(jù)以下因素進行選擇根據(jù)以下因素進行選擇應(yīng)考慮必須與多電壓級閉環(huán)電網(wǎng)的電壓相位一致應(yīng)考慮必須與多電壓級閉環(huán)電網(wǎng)的電壓相位一致并列運行的

12、變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同并列運行的變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同，否則不能并列運行，否則不能并列運行還應(yīng)考慮消除三次諧波的對電壓波形的影響還應(yīng)考慮消除三次諧波的對電壓波形的影響p繞組聯(lián)結(jié)的表示方法繞組聯(lián)結(jié)的表示方法高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用大寫字母高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用大寫字母Y表示，如果將中性點表示，如果將中性點引出則用引出則用YN表示；對于中、低壓繞組則用小寫表示；對于中、低壓繞組則用小寫y及及yn表示表示高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時，用符號高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時，用符號D表示，低壓繞組用表示，低壓繞組用d表表示示舉例：舉例：YN yn0 d11接線組別接線組別，表示高中壓側(cè)均為星形聯(lián)結(jié)且，表示高中壓側(cè)均

13、為星形聯(lián)結(jié)且中性點都引出，高中壓間為中性點都引出，高中壓間為0點接線，高低壓間為點接線，高低壓間為11點接線點接線三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p調(diào)壓方式的選擇調(diào)壓方式的選擇 調(diào)壓方式分類調(diào)壓方式分類帶負荷可切換分接頭的有載調(diào)壓方式帶負荷可切換分接頭的有載調(diào)壓方式不帶負荷可切換分接頭的無載調(diào)壓方式不帶負荷可切換分接頭的無載調(diào)壓方式不可調(diào)方式不可調(diào)方式不同調(diào)壓方式的變壓器特點不同調(diào)壓方式的變壓器特點無載調(diào)壓變壓器的分接頭擋位較少，電壓調(diào)整范圍一般只有無載調(diào)壓變壓器的分接頭擋位較少，電壓調(diào)整范圍一般只有10%以內(nèi)以內(nèi)有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達到電壓的有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)

14、整范圍大，能達到電壓的30%，但，但其結(jié)構(gòu)比無載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價高其結(jié)構(gòu)比無載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價高三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p調(diào)壓方式的選擇調(diào)壓方式的選擇 調(diào)壓方式選擇的依據(jù)調(diào)壓方式選擇的依據(jù)在能滿足電壓正常波動情況下一般采用無載調(diào)壓方式在能滿足電壓正常波動情況下一般采用無載調(diào)壓方式發(fā)電廠可以通過發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)來調(diào)壓，其主變壓器一般發(fā)電廠可以通過發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)來調(diào)壓，其主變壓器一般選擇無載調(diào)壓方式選擇無載調(diào)壓方式一般變電所的變壓器選擇有載調(diào)壓方式一般變電所的變壓器選擇有載調(diào)壓方式三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p變壓器阻抗的選擇變壓器阻抗的選擇 三繞

15、組變壓器的各繞組之間的阻抗，由變壓器的三個繞組在三繞組變壓器的各繞組之間的阻抗，由變壓器的三個繞組在鐵心上的相對位置決定。故鐵心上的相對位置決定。故變壓器阻抗的選擇本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)變壓器阻抗的選擇本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)形式的選擇。形式的選擇。三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型，如圖所示三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型，如圖所示升壓結(jié)構(gòu)升壓結(jié)構(gòu) 降壓結(jié)構(gòu)降壓結(jié)構(gòu)三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p變壓器阻抗的選擇變壓器阻抗的選擇 升壓結(jié)構(gòu)變壓器高、中壓繞組間阻抗大；降壓結(jié)構(gòu)變壓器高、升壓結(jié)構(gòu)變壓器高、中壓繞組間阻抗大；降壓結(jié)構(gòu)變壓器高、低壓繞組阻抗大。低壓繞組阻抗大。從電力系統(tǒng)穩(wěn)定和

16、供電電壓質(zhì)量及減小傳從電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量及減小傳輸功率時的損耗考慮，變壓器的阻抗越小越好，但阻抗偏小輸功率時的損耗考慮，變壓器的阻抗越小越好，但阻抗偏小又會使短路電流增大，低壓側(cè)電器設(shè)備選擇遇到困難。又會使短路電流增大，低壓側(cè)電器設(shè)備選擇遇到困難。接發(fā)電機的三繞組變壓器，為低壓側(cè)向高中壓側(cè)輸送功率，接發(fā)電機的三繞組變壓器，為低壓側(cè)向高中壓側(cè)輸送功率，應(yīng)選升壓型應(yīng)選升壓型變電所的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)輸送功率為變電所的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)輸送功率為主，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)輸送功率為主，主，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)輸送功率為主，則可選用升壓型，但如果需要限制則可選用升壓型，但如果需要限制610kV系統(tǒng)的短路電流，系統(tǒng)的短路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構(gòu)變壓器可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構(gòu)變壓器第三節(jié) 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 p變壓器的選擇還應(yīng)考慮的其他因素變壓器的選擇還應(yīng)考慮的其他因素變壓器的容量比變壓器的容量比冷卻方式冷卻方式 絕緣絕緣繞組材料繞組材料