发布时间 : 星期一 文章电气主接线设计原则和设计程序更新完毕开始阅读b360f03b5727a5e9856a6134
器；只用于两种升高电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器。 4.6.1 主变压器容量、台数的选择
主变压器的容量和台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的选择除依据基础资料外，主要取决于输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式及负荷的增长速度等因素，并至少要考虑5年内负荷的发展需要。如果容量选得过大、台数过多，则会增加投资、占地面积和损耗，不能充分发挥设备的效益，并增加运行和检修的工作量；如果容量选得过小、台数过少，则可能封锁发电厂剩余功率的输送，或限制变电所负荷的需要，影响系统不同电压等级之间的功率交换及运行的可靠性等。
1．
发电厂主变压器容量、台数的选择
《发电厂设计技术规程》规定：
(1)单元接线中的主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10％的裕度选择 SN≈1.1PNG(1﹣KP)／cosφ
G
(MVA) (4.6.1)
式中PNG——发电机容量，在扩大单元接线中为两台发电机容量之和，MW； cosφ
G
——发电机额定功率因数；
KP ——厂用电率。
每个单元的主变压器选择一台。
(2)接于发电机电压母线与升高电压母线之间的主变压器容量SN按下列条件选择。
1)当发电机电压母线上的负荷最小时(特别是发电厂投入运行初期，发电机电压负荷不大)，应能将接于发电机电压母线上发电机发出的功率减去发电机电压母线上的最小负荷而得到的最大剩余功率送至系统(计算中不考虑稀有的最小负荷情况)。即
SN≈[∑PNG(1﹣KP)／COSφG﹣Pmin／cosφ]／n (MVA) (4.6.2) 式中 ∑PNG ——发电机电压母线上的发电机容量之和，MW； Pmin——发电机电压母线上的最小负荷，MW； cosφ——负荷功率因数；
n——接于发电机电压母线上的主变压器台数。
2)若发电机电压母线上接有2台及以上主变压器，当负荷最小且其中容量最大的一台主变压器退出运行时，其他主变压器应能将发电厂最大剩余功率的70％以上送至系统。即 SN≈[∑PNG(1﹣KP)／COSφ(4.6.3)
3)当发电机电压母线上的负荷最大且其中容量最大的一台机组退出运行时，主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要。即 SN≈Pmax／cosφ一∑P＇NG(1﹣KP)／COSφG (MVA) (4.6.4)
式中 ∑P＇其他发电机容量之NG——发电机电压母线上除最大一台机组外，和，MW；
Pmax——发电机电压母线上的最大负荷，MW。
4)对水电厂比重较大的系统，由于经济运行的要求，在丰水期应充分利用水能，这时有可能停用火电厂的部分或全部机组，以节约燃料，火电厂的主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要。即 SN≈Pmax／cosφ一∑P＂NG(1﹣KP)／COSφG (MVA) (4.6.5)
式中∑P＂NG ——发电机电压母线上停用部分机组后，其他发电机容量之和，MW。 对式(4.6.2)～式(4.6.5)计算结果进行比较，取其中最大者。
接于发电机电压母线上的主变压器一般说来不少于2台，但对主要向发电机电压供电的地方电厂、系统电源主要作为备用时，可以只装设一台。 2．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。
G
﹣Pmin／cosφ]×70％／(n—1) (MVA)
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”、