变电所主变压器容量

变电所主变压器容量、台数的选择

变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5—10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷Smax 的60％～70％选择(对于35~110kV变电所取60％，对于220～500kV变电所取70％)。当全部I、Ⅱ类重要负荷超过上述比例时，应按满足全部I、Ⅱ类重要负荷的供电要求选择。即

SN≈(0.6—0.7) Smax ／(n-1) (MVA) (4.6.7)

式中 n——变电所主变压器台数。

为了保证供电的可靠性，变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所可装设2~4台；地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台。

3．联络变压器容量的选择

1)联络变压器的容量应满足所联络的两种电压网络之间在各种运行方式下的功率交换。

2)联络变压器的容量一般不应小于所联络的两种电压母线上最大一台发电机组的容量，以保证最大一台发电机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的需要；同时也可在线路故障或检修时，通过联络变压器将剩余功率送入另一侧系统。

联络变压器一般只装一台。

4.6.2 主变压器型式的选择

1．相数的确定

在330kV及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，

运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件(如桥梁负重、隧道尺寸等)限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器组。

在500kV及以上的发电厂和变电所中，应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，经技术经济比较后确定。

2．绕组数的确定

(1)只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。

(2)有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器(包括自耦变压器)。

1)当最大机组容量为125MW及以下，而且变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15％及以上时(否则绕组利用率太低)，应优先考虑采用三绕组变压器，如图4.6.1(a)所示。因为两台双绕组变压器才能起到联系三种电压级的作用，而一台三绕组变压器的价格、所用的控制电器及辅助设备比两台双绕组变压器少，运行维护也较方便。但一个电厂中的三绕组变压器一般不超过2台。当送电方向主要由低压侧送向中、高压侧，或由低、中压侧送向高压侧时，优先采用自耦变压器。

2)当最大机组容量为125MW及以下，但变压器某侧绕组的通过容量小于变压器额定容量的15％时，可采用发电机一双绕组变压器单元加双绕组联络变压器，如图4.6.1 (b)所示。

3)当最大机组容量为200MW及以上时，采用发电机一双绕组变压器单元加联络变压器。其联络变压器宜选用三绕组(包括自耦变压器)，低压绕组可作为厂用备用电源或启动电源，也可用来连接无功补偿装置，如图4.6.1 (c)所示。

4)当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，以限制短路电流。

5)在有三种电压的变电所中，如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15％及以上，或低压侧虽无负荷，但需在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。当变压器需要与110kV及以上的两个中性点直接接地系统相连接时，可优先选用自耦变压器。

图4.6.1 有两种升高电压的发电厂连接方式

(a)采用三绕组(或自耦)主变压器；(b)采用双绕组主变压器和联

络变压器；(c)采用双绕组主变压器和三绕组(或自耦)联络变压器

3．绕组接线组别的确定

变压器的绕组连接方式必须使得其线电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形“Y”和三角形“D”两种。

我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式为：

110kV及以上电压侧均为“YN'’，即有中性点引出并直接接地；35kV(60 kV)作为高、中压侧时都可能采用“Y”，其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低

压侧时可能用“Y”或“D”；35kV以下电压侧(不含0．4kV及以下)一般为“D”，也有“Y'’方式。

变压器绕组接线组别(即各侧绕组连接方式的组合)，一般考虑系统或机组同步并列要求及限制三次谐波对电源的影响等因素。接线组别的一般情况是：

(1)6～500kV均有双绕组变压器，其接线组别为“Y，d11”或“YN，d11”、“YN，y0”或“Y，yn0”。下标0和11，分别表示该侧的线电压与前一侧的线电压相位差0。和330。(下同)。组别“I，I0”表示单相双绕组变压器，用在500kV系统。

(2)110～500kV均有三绕组变压器，其接线组别为“YN，y0，dll”、“YN，yn0，d11”，“YN，yn0，y0”、“YN，dll—dll”(表示有两个“D”接的低压分裂绕组)及“YN，a0，d11”(表示高、中压侧为自耦方式)等。组别“I，I0，I0”及“I，a0，I0”表示单相三绕组变压器，用在500kV系统。

4．结构型式的选择

三绕组变压器或自耦变压器，在结构上有两种基本型式。

(1)升压型。升压型的绕组排列为：铁芯一中压绕组一低压绕组一高压绕组，高、中压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。

(2)降压型。降压型的绕组排列为：铁芯一低压绕组一中压绕组一高压绕组，高、低压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。

应根据功率的传输方向来选择其结构型式。

发电厂的三绕组变压器，一般为低压侧向高、中压侧供电，应选用升压型。变电所的三绕组变压器，如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，则选用降压型；如果以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅，也可选用“升压型”。

5．调压方式的确定

变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有10％(±2×2．5％)，且分接头必须在停电的情况下才能调节；有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达30％，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵，通常在下述情况下采用：

(1)出力变化大，或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。

(2)具有可逆工作特点的联络变压器。

(3)电网电压可能有较大变化的220kV及以上的降压变压器。

(4)电力潮流变化大和电压偏移大的110kV变电所的主变压器。

6．冷却方式的选择

电力变压器的冷却方式，随其型式和容量不同而异，冷却方式有以下几种类型：

(1)自然风冷却。无风扇，仅借助冷却器(又称散热器)热辐射和空气自然对流冷却，额定容量在10000kVA及以下。

(2)强迫空气冷却。简称风冷式，在冷却器间加装数台电风扇，使油迅速冷却，额定容量在8000kVA及以上。

(3)强迫油循环风冷却。采用潜油泵强迫油循环，并用风扇对油管进行冷却，额定容量在40000kVA及以上。

(4)强迫油循环水冷却。采用潜油泵强迫油循环，并用水对油管进行冷却，额定容量在120000kVA及以上。由于铜管质量不过关，国内已很少应用。

(5)强迫油循环导向冷却。采用潜油泵将油压入线圈之间、线饼之间和铁芯预先设计好的油道中进行冷却。

(6)水内冷。将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环，将变压器的热量带走。