主變壓器的選擇課件

1、風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 主變壓器的選擇主變壓器的選擇風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容本節(jié)教學(xué)內(nèi)容本節(jié)教學(xué)內(nèi)容一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則首頁(yè)風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇第三節(jié)第三節(jié) 主變壓器的選擇主變壓器的選擇 主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送電能的變壓器?；蛴脩糨斔碗娔艿淖儔浩鳌?聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩個(gè)電壓等級(jí)之間

2、交換電能的聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩個(gè)電壓等級(jí)之間交換電能的變壓器。變壓器。 廠廠(所所)變壓器：用于本廠變壓器：用于本廠(所所)用電的變壓器，也稱用電的變壓器，也稱自用變。自用變。 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇一一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則 ( (一一) )、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 1發(fā)電廠變壓器臺(tái)數(shù)的選擇發(fā)電廠變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 1）為保證供電可靠性，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主）為保證供電可靠性，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。變壓器一般不少于兩臺(tái)。 2）單元接線變壓器為一臺(tái)。擴(kuò)大單元接線時(shí)，兩臺(tái)）單元接線變壓器為一

3、臺(tái)。擴(kuò)大單元接線時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)配一臺(tái)變壓器。發(fā)電機(jī)配一臺(tái)變壓器。 2變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 1）變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，以免一臺(tái)主變）變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，以免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)中斷供電。故障或檢修時(shí)中斷供電。 2）對(duì)大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺(tái)容量，可）對(duì)大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺(tái)容量，可裝設(shè)裝設(shè)24臺(tái)主變壓器。臺(tái)主變壓器。 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇一一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則( (二二) )、發(fā)電廠變電所主變壓器容量的選擇發(fā)電廠變電所主變壓器容量的選擇 1. 發(fā)電廠主變壓器容

4、量的選擇發(fā)電廠主變壓器容量的選擇 容量應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量配套，按發(fā)電機(jī)的額定容量容量應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量配套，按發(fā)電機(jī)的額定容量PN /cosN扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷KpPN /cosN后，留后，留10%的裕度選擇。的裕度選擇。 cos/ )1(1 . 1pNNKPS PN為發(fā)電機(jī)的額定功率，為發(fā)電機(jī)的額定功率， cosN為額定功率因數(shù)，為額定功率因數(shù)，Kp為廠為廠用電率。用電率。 (2)(2)接于發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇接于發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇 按下述三條計(jì)按下述三條計(jì)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量。算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量。 1）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷最小時(shí)

5、，扣除廠負(fù)荷后，主）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷最小時(shí)，扣除廠負(fù)荷后，主變能將最大剩余功率送入電力系統(tǒng)。即變能將最大剩余功率送入電力系統(tǒng)。即 (1)(1)單元接線的主變?nèi)萘窟x擇單元接線的主變?nèi)萘窟x擇風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇一一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則nSKSSimii/ )1(minp1NN SNi 第第i臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率; Kpi 第第i臺(tái)發(fā)電機(jī)的廠用電率臺(tái)發(fā)電機(jī)的廠用電率; Smin發(fā)電機(jī)電壓母線上最小負(fù)荷的視在功率發(fā)電機(jī)電壓母線上最小負(fù)荷的視在功率 。 n、m發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器臺(tái)數(shù)和發(fā)電機(jī)

6、臺(tái)數(shù)。發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器臺(tái)數(shù)和發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)。 2）發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停機(jī)，主變應(yīng)能）發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停機(jī)，主變應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大負(fù)荷和從電力系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大負(fù)荷和廠用電的需要，即廠用電的需要，即: nSKSSSimii/)1(maxNp1NmaxN SNmax 、 Smax 最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率和最大負(fù)荷的視在功率。最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率和最大負(fù)荷的視在功率。 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇一一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則 3）若發(fā)

7、電機(jī)電壓母線上接有兩臺(tái)及以上主變時(shí)，其中）若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有兩臺(tái)及以上主變時(shí)，其中一臺(tái)容量最大的主變退出運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該能輸送母線最大剩余一臺(tái)容量最大的主變退出運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該能輸送母線最大剩余功率的功率的70%以上，即以上，即: %70)1/()1(minp1NN nSKSSimii(3) (3) 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(tái)發(fā)電機(jī)的容一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的容量，以保證該發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿足本側(cè)負(fù)量，以保證該發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿足本側(cè)負(fù)荷的需要。荷的需要。 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)

8、第三節(jié) 主變壓器的選擇一一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則2變電所主變壓器容量的選擇變電所主變壓器容量的選擇 1）所選擇的）所選擇的n臺(tái)主變壓器的容量和，應(yīng)該大于等于變臺(tái)主變壓器的容量和，應(yīng)該大于等于變電所的最大綜合計(jì)算負(fù)荷，即電所的最大綜合計(jì)算負(fù)荷，即: nSN Smax 2）裝有兩臺(tái)及以上主變的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)）裝有兩臺(tái)及以上主變的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘恳话銘?yīng)滿足時(shí)，其余主變?nèi)萘恳话銘?yīng)滿足70%的全部最大綜合計(jì)算負(fù)的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部荷，以及滿足全部I類負(fù)荷類負(fù)荷SI和和II類負(fù)荷類負(fù)荷SII,即即: (n- -1)SN(0.6

9、0.7) Smax(n- -1)SN SI + SII 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇一一、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則、變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則 若為三繞組變壓器還應(yīng)考慮中、低壓側(cè)間的負(fù)荷同時(shí)若為三繞組變壓器還應(yīng)考慮中、低壓側(cè)間的負(fù)荷同時(shí)系數(shù)。中、低壓側(cè)的最大綜合計(jì)算負(fù)荷分別按上式計(jì)算，系數(shù)。中、低壓側(cè)的最大綜合計(jì)算負(fù)荷分別按上式計(jì)算，總的最大綜合計(jì)算負(fù)荷為它們之和再乘以中、低壓側(cè)間負(fù)總的最大綜合計(jì)算負(fù)荷為它們之和再乘以中、低壓側(cè)間負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)。荷的同時(shí)系數(shù)。最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算: %)1)(cos(1maxtmax niiiPKSPi

10、max 、 cosi各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷和自然功率因數(shù)；各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷和自然功率因數(shù)； Kt同時(shí)系數(shù)，出線回路數(shù)越多其值越小，一般取同時(shí)系數(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%。 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇二二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則( (一一) )、主變壓器型式的選擇、主變壓器型式的選擇 1 1相數(shù)選擇相數(shù)選擇 三相變壓器：造價(jià)低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，但運(yùn)輸不易。三相變壓器：造價(jià)低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，但運(yùn)輸不易。 三單相變壓器組：投資多，占地大，運(yùn)輸易，用于超高壓大三單相變壓器組

11、：投資多，占地大，運(yùn)輸易，用于超高壓大容量。容量。 2 2繞組數(shù)選擇繞組數(shù)選擇 三繞組：三繞組：機(jī)組容量在機(jī)組容量在125MW125MW及以下且有兩種升高電壓時(shí)。及以下且有兩種升高電壓時(shí)。 雙繞組：雙繞組：機(jī)組容量超過(guò)機(jī)組容量超過(guò)200MW200MW以上時(shí)，采用雙繞組變壓器單元以上時(shí)，采用雙繞組變壓器單元接線形式。若有兩個(gè)升高電壓，加裝聯(lián)絡(luò)變壓器，宜選擇三繞接線形式。若有兩個(gè)升高電壓，加裝聯(lián)絡(luò)變壓器，宜選擇三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動(dòng)備用電源。組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動(dòng)備用電源。 自耦變：自耦變：220kV220kV及以上電壓等級(jí)的變壓器可以選擇自耦變。及以上電壓等級(jí)

12、的變壓器可以選擇自耦變。 低壓分裂繞組：低壓分裂繞組：擴(kuò)大單元接線的變壓器或廠用變壓器。擴(kuò)大單元接線的變壓器或廠用變壓器。風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇二二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則3 3繞組聯(lián)結(jié)方式繞組聯(lián)結(jié)方式 高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)Y Y表示，如果將中性點(diǎn)引出則用表示，如果將中性點(diǎn)引出則用YNYN表示，對(duì)于中、低壓繞組則用表示，對(duì)于中、低壓繞組則用y y及及ynyn表示；表示； 高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)D D表示，低壓繞組用表示，低壓繞組用d d表示。表示。 例

13、如常用例如常用YN yn0 d11接線組別，表示高中壓側(cè)均為星形聯(lián)結(jié)且中接線組別，表示高中壓側(cè)均為星形聯(lián)結(jié)且中性點(diǎn)都引出，高中壓間為性點(diǎn)都引出，高中壓間為0點(diǎn)接線，高低壓間為點(diǎn)接線，高低壓間為11點(diǎn)接線。點(diǎn)接線。 4 4調(diào)壓方式的選擇調(diào)壓方式的選擇 變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式選擇應(yīng)考慮必須與多電壓級(jí)閉環(huán)電網(wǎng)的電變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式選擇應(yīng)考慮必須與多電壓級(jí)閉環(huán)電網(wǎng)的電壓相位一致；并列運(yùn)行的變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同，否則不能并列運(yùn)壓相位一致；并列運(yùn)行的變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同，否則不能并列運(yùn)行。還應(yīng)考慮消除三次諧波的對(duì)電壓波形的影響行。還應(yīng)考慮消除三次諧波的對(duì)電壓波形的影響(三角形聯(lián)結(jié)的繞組可三角形聯(lián)結(jié)的繞

14、組可以消除三次諧波的影響以消除三次諧波的影響) 。 調(diào)壓方式分：調(diào)壓方式分：1) 帶負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式；帶負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式；2) 不帶負(fù)荷切換的無(wú)載（無(wú)勵(lì)磁）調(diào)壓方式。不帶負(fù)荷切換的無(wú)載（無(wú)勵(lì)磁）調(diào)壓方式。 風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則5變壓器阻抗的選擇變壓器阻抗的選擇 無(wú)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(wú)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%以以內(nèi)，而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達(dá)到電壓的內(nèi)，而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達(dá)

15、到電壓的30%，但其結(jié)，但其結(jié)構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)高。構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)高。 1) 在能滿足電壓正常波動(dòng)情況下一般采用無(wú)載調(diào)壓方式。在能滿足電壓正常波動(dòng)情況下一般采用無(wú)載調(diào)壓方式。 2) 發(fā)電廠可以通過(guò)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)壓，其主變壓器一般發(fā)電廠可以通過(guò)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)壓，其主變壓器一般選擇無(wú)載調(diào)壓方式。選擇無(wú)載調(diào)壓方式。 3) 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。 三繞組變壓器的各繞組之間的阻抗，三繞組變壓器的各繞組之間的阻抗，由變壓器的三個(gè)繞組在鐵心上的相對(duì)位由變壓器的三個(gè)繞組在鐵心上的相對(duì)位置決定。故變壓器阻抗的選擇實(shí)際上是置決定

16、。故變壓器阻抗的選擇實(shí)際上是結(jié)構(gòu)形式的選擇。三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)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，如圖結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型，如圖4-154-15a)a)、b)b)所示。所示。 圖圖4-154-15風(fēng)電廠電氣系統(tǒng)第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)第三節(jié) 主變壓器的選擇二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則二、變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則 1) 1)升壓結(jié)構(gòu)變壓器高、中壓繞組阻抗大而降壓結(jié)構(gòu)變壓器升壓結(jié)構(gòu)變壓器高、中壓繞組阻抗大而降壓結(jié)構(gòu)變壓器高、低壓繞高、低壓繞組阻抗大。從電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量及減小組阻抗大。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(shí)的損耗考慮，變壓器的阻抗越小越好，

17、但阻抗偏小傳輸功率時(shí)的損耗考慮，變壓器的阻抗越小越好，但阻抗偏小又會(huì)使短路電流增大，低壓側(cè)電器設(shè)備選擇遇到困難；又會(huì)使短路電流增大，低壓側(cè)電器設(shè)備選擇遇到困難； 另外，變壓器的選擇內(nèi)容還有：變壓器的另外，變壓器的選擇內(nèi)容還有：變壓器的容量比、容量比、冷卻方冷卻方式式 、絕緣和繞組材料等的選擇。、絕緣和繞組材料等的選擇。 2) 接發(fā)電機(jī)的三繞組變壓器，為低壓側(cè)向高中壓側(cè)輸送功接發(fā)電機(jī)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；率，應(yīng)選升壓型； 3) 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