主變壓器臺(tái)數(shù)與容量的確定【特制材料】

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1、5.9 主變壓器臺(tái)數(shù)與容量的確定1課程知識(shí)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(lái)向電力系在發(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(gè)電壓等級(jí)之間交換電能的用于兩個(gè)電壓等級(jí)之間交換電能的變壓器變壓器廠廠(所所)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(shí)一、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇一、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇p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)的選擇為保證供電可靠性，接在發(fā)電機(jī)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(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)般不少于兩臺(tái)單元接線變壓器為一臺(tái)單元接線變壓器為一臺(tái)擴(kuò)大單元接線時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)配一臺(tái)變壓器擴(kuò)大單元接線時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)配一臺(tái)變壓器p變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變電所中變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，以免一臺(tái)主變故障或檢，以免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)中斷供電修時(shí)中斷供電大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺(tái)容量，可裝設(shè)大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺(tái)容量，可裝設(shè)24臺(tái)臺(tái)主變壓器主變壓器3課程知識(shí)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：?jiǎn)?/p>

3、元接線的主變?nèi)萘窟x擇：?jiǎn)卧泳€的主變?nèi)萘窟x擇容量應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量配套，按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)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)荷容量后，留組的廠用負(fù)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(jī)的額定功率發(fā)電機(jī)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(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擇按下述三種情況計(jì)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量按下述三種情況計(jì)算，根據(jù)

4、最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量原則一：原則一：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)。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(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)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)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(jī)

5、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擇按下述三種情況計(jì)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量按下述三種情況計(jì)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量原則二：原則二：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)荷和廠用電的需要，即負(fù)荷和廠用電的需要，即其中：其中：SNmax：最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率：最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率Smax：最大負(fù)荷的視在功率最大負(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)臺(tái)數(shù)發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器

6、臺(tái)數(shù)和發(fā)電機(jī)臺(tái)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(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擇按下述三種情況計(jì)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量按下述三種情況計(jì)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量原則三：原則三：若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有兩臺(tái)及以上主變時(shí)，其若發(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(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)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)荷的需要負(fù)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(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(jì)算負(fù)荷最大綜合計(jì)算負(fù)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(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60%60%（220kV220kV及以上電壓等級(jí)及以上電壓等級(jí)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(jì)算負(fù)荷，以及滿足）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部全部I I類負(fù)荷類負(fù)荷S SI I和大部分和大部分IIII類負(fù)荷類負(fù)荷S SIIII（220kV220kV及以上電

9、壓等及以上電壓等級(jí)的變電所，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足級(jí)的變電所，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)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(jì)算負(fù)荷最大綜合計(jì)算負(fù)荷Smax的計(jì)算的計(jì)算%)1)(cos(1maxtmax niiiPKS其中：其中：Pimax：各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷（由中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)得到）各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷（由中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)得到）cosi ：各出線負(fù)荷功率因數(shù)各出線負(fù)荷功率因數(shù)Kt：同時(shí)系數(shù)，出線回路數(shù)越多其值越小，一般?。和瑫r(shí)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(jià)低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，運(yùn)輸困難造價(jià)低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，運(yùn)輸困難三單相變壓器組：三單相變壓器組：投資多，占地大，運(yùn)輸易，用于超高壓大投資多，占地大，運(yùn)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(jī)組容量超過(guò)機(jī)組容量超過(guò)200MW以上時(shí)，采用雙繞組變壓器以上時(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

11、三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動(dòng)備用電源擇三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動(dòng)備用電源三繞組：三繞組：機(jī)組容量在機(jī)組容量在125MW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)自耦變：自耦變：220kV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)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(jìn)行選擇根據(jù)以下因素進(jìn)行選擇應(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

12、變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同并列運(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，否則不能并列運(yùn)行還應(yīng)考慮消除三次諧波的對(duì)電壓波形的影響還應(yīng)考慮消除三次諧波的對(duì)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(shí)，用大寫(xiě)字母高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用大寫(xiě)字母Y表示，如果將中性點(diǎn)表示，如果將中性點(diǎn)引出則用引出則用YN表示；對(duì)于中、低壓繞組則用小寫(xiě)表示；對(duì)于中、低壓繞組則用小寫(xiě)y及及yn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(diǎn)都引出，高中壓間為中性點(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(fù)荷可切換分接頭的有載調(diào)壓方式帶負(fù)荷可切換分接頭的有載調(diào)壓方式不帶負(fù)荷可切換分接頭的無(wú)載調(diào)壓方式不帶負(fù)荷可切換分接頭的無(wú)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(diǎn)不同調(diào)壓方式的變壓器特點(diǎn)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%以內(nèi)以內(nèi)有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達(dá)到電壓的有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)

14、整范圍大，能達(dá)到電壓的30%，但，但其結(jié)構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)高其結(jié)構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)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(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(gè)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(gè)繞組在鐵心上的相對(duì)位置決定。故鐵心上的相對(duì)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(shí)的損耗考慮，變壓器的阻抗越小越好，但阻抗偏小輸功率時(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。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，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