發(fā)電廠主變壓器的選擇

1、發(fā)電廠主變壓器的選擇摘要： 變壓器是能將一種等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種等級(jí)交流電能的靜止原件。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的重要設(shè)備之一，用于電力系統(tǒng)輸電和配電，變壓器在電力運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用。關(guān)鍵詞:主變壓器發(fā)電廠電力系統(tǒng)在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器，主變壓器又稱主變。主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。1、發(fā)電廠主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇1.1、當(dāng)發(fā)電機(jī)有電壓直配線時(shí)應(yīng)設(shè)備發(fā)電機(jī)電壓母線，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)。1.2、大容量的發(fā)電機(jī)一般采用單元接線，與變壓器連接成一個(gè)單元。當(dāng)發(fā)電機(jī)

2、容量不大時(shí)，可由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)與一臺(tái)變壓器組成擴(kuò)大單元接線。2、主變壓器容量的確定原則2.1、接于發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器容量的選擇發(fā)電機(jī)出力最大， 發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí),扣除廠用電負(fù)荷后主變壓器能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)。(2)當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí),或因供熱負(fù)荷變動(dòng)而需要限制本廠出力時(shí)，或因電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求而需要限制本廠出力時(shí)，主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)中到送功率，以保證發(fā)電機(jī)組電壓母線上最大負(fù)荷的需求。(3)(3)根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求而限制本廠輸出功率時(shí)，能供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。(4)(4)若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上主變時(shí)，當(dāng)

3、其中容量最大的一臺(tái)因故退出運(yùn)行時(shí)，其他變壓器在允許正常過負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩余功率的 70%70%以上。2.22.2、單元接線的主變壓器容量的確定單元接線時(shí)變壓器容量應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量配套， 按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有 10%10%的裕度來(lái)確定。對(duì)擴(kuò)大單元接線的變壓器容量應(yīng)按單元接線原則計(jì)算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和選擇，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器。3主變壓器型式的選擇原則相數(shù)的確定電力變壓器有單相變壓器和三相變壓器組，單相變壓器組是由三個(gè)單項(xiàng)的變壓器組成的。 三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較， 價(jià)格低、占地面積小，而且運(yùn)行損耗減少 121215%,15%,因此，在330k

4、V330kV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器，只有在受變壓器的制造和運(yùn)輸條件限制時(shí)，才考慮單向變壓器組。對(duì)于 500KV500KV 發(fā)電廠應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，來(lái)決定選用三相變壓器還是單向變壓器組。繞組數(shù)的確定變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。發(fā)電廠的最大機(jī)組容量為 125KW125KW 及一下時(shí)，若以兩種升高電壓向用戶供電或與電力系統(tǒng)連接時(shí)， 一般采用三繞組變壓器，其第三繞組接發(fā)電機(jī)。但是各繞組通過的功率應(yīng)達(dá)到該變壓器容量的 15%15%以上，否則不如采用兩臺(tái)雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)合理。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)，可選用雙繞組普通式變壓器。發(fā)電廠的最大容

5、量為 200MW200MW 及以上的機(jī)組時(shí)，一般采用發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元接線形式接入系統(tǒng)，若發(fā)電廠有兩個(gè)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器（或自耦變）作為聯(lián)絡(luò)變壓器，低壓繞組作為廠用啟動(dòng)電源或廠用備用電源，其主要作用是實(shí)現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡(luò)。具低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。當(dāng)中壓為中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)時(shí)，只能選用普通三繞組變壓器。采用擴(kuò)大單元接線的變壓器，適宜采用低壓分列繞組的變壓器，可以大大限制短路電流。自耦變壓器損耗小、造價(jià)低，與同容量、同電壓等級(jí)的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。但是，由于自耦變壓器在高壓電網(wǎng)和中壓電網(wǎng)之間有電氣連接故具備了過電壓從一個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)轉(zhuǎn)移到

6、另一個(gè)電壓等級(jí)電網(wǎng)的可能性，所以其高中壓側(cè)必須都是高中壓側(cè)必須是中性點(diǎn)直接接地。所以 220KV220KV 及以上電壓等級(jí)的變壓器可以選擇自偶變。為保證發(fā)電質(zhì)量可通過切換變壓器分頭開關(guān)， 改變變壓器高壓繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式分為帶負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式和不帶負(fù)荷切換的無(wú)載（無(wú)勵(lì)磁）調(diào)壓方式兩種。無(wú)載調(diào)整范圍一般只有 10%10%（即2X2.5%2X2.5%）以內(nèi)，有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30%,30%,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。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。對(duì)于接與出力變化大的大的發(fā)電廠的主變壓器，當(dāng)潮流方向不固定，且要求變壓器的二次電壓維持

7、在一定水平時(shí)，應(yīng)采用有載方方式，發(fā)電廠亦可通過發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)壓，其變壓器一般采用無(wú)載調(diào)壓方式。具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，要求母線電壓恒定時(shí)宜選用有載調(diào)壓變壓器，發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器繞組連接方式的確定變壓器組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不可并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有星形和三角形兩種，用符號(hào)Y Y 表示高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)，中性點(diǎn)引出則用 YNYN 表示對(duì)中低壓繞組則用 y y及 ynyn 表示， 用三角形連接時(shí)用 D D 表示高壓側(cè)用 d d 表示低壓側(cè)。 采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側(cè)均接成星形，可以消除

8、三次諧波的影響，但采用全星形的變壓器用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)時(shí)，這種接線零序組抗大， 有利于限制短路電流， 也便于在中性點(diǎn)處連接消弧線圈。缺點(diǎn)是三次諧波沒有通路使正弦波電壓波形發(fā)生畸變，并對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)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。我國(guó) 110kV110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；對(duì)于 110KV110KV 變壓器的 35kV35kV 采用“ynyn”聯(lián)接方式，以便其中性點(diǎn)通過消弧線圈接地；35kV35kV 以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN,d11d11 接線；三繞組變壓器一般接成YN,y,d11y,d1

9、1 或YN,yn,d11yn,d11 等形式。變壓器阻抗的選擇變壓器各側(cè)阻抗值得選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流方向、無(wú)功分配、繼電保護(hù)、 短路電流、 系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并列運(yùn)行等方面進(jìn)行綜合考慮，變壓器的阻抗決定了變壓器的結(jié)構(gòu)，變壓器繞組在鐵心上的相對(duì)位置決定了變壓器的阻抗，三繞組變壓器分為升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型，從電力系統(tǒng)和供電電壓質(zhì)量及減少送功率時(shí)的損耗考慮， 變壓器阻抗越小越好，但組抗偏小會(huì)使短路電流增大，使低壓此設(shè)備的選擇遇到困難。因此，接發(fā)電機(jī)的變壓器應(yīng)選擇升壓型。容量比的確定變壓器各繞組容量相對(duì)總?cè)萘坑?100/100/100100/100/100、100/100/50100/1

10、00/50、100/50/50100/50/50等幾種形式。對(duì)于 110KV110KV 變壓器總?cè)萘坎淮?，一般采?100/100/100100/100/100 的容量比。而對(duì)于 220KV220KV 級(jí)以上的變壓器容量大，一般采用 100/100/50100/100/50 的容量比。變壓器的冷卻方式的選擇變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6SF6 充氣式變壓器等。它隨變壓器的的型式和容量不同而異。小容量的一般選擇自然風(fēng)冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷；大容量的采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷；強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻一般在大型變壓器中， 對(duì)于水資充足的發(fā)電廠的主變壓器， 為節(jié)約用地，也采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。變壓器各側(cè)電壓的選擇若變壓器的某個(gè)電壓等級(jí)作為電源，為保證線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在有 10%10%電壓損失的情況下，線路末端的電壓為額定值,則該側(cè)的電壓按照 110