《第35章 第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇發(fā)電廠主系統(tǒng) 教學(xué)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第35章 第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇發(fā)電廠主系統(tǒng) 教學(xué)課件（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇 主變壓器：主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸在發(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。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)之間交換電能的變壓器。用于兩個(gè)電壓等級(jí)之間交換電能的變壓器。廠廠(所所)變壓器：變壓器：用于本廠用于本廠(所所)用電的變壓器，也稱自用變。用電的變壓器，也稱自用變。一、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇一、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 1 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 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為保證供電可靠性，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變

2、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)。擴(kuò)大單元接線時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)配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。一臺(tái)變壓器。2 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 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。檢修時(shí)中斷供電。對(duì)大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺(tái)容量，可裝設(shè)對(duì)大型超高壓樞紐變電所，為減小單臺(tái)容量，可裝設(shè)2 24 4臺(tái)主變壓器。臺(tái)主變壓器。二、發(fā)電廠變電所主變壓器容量的選擇二、發(fā)電廠變電所主變壓器容量的選擇 1.1.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 容量應(yīng)

3、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P PN N/cos/cosN N扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷K Kp pP PN N /cos/cosN N后，留后，留10%10%的裕度選擇。的裕度選擇。cos/)1(1.1pNNKPS P PN N為發(fā)電機(jī)的額定功率為發(fā)電機(jī)的額定功率,cos,cosN N為額定功率因數(shù)，為額定功率因數(shù)，K Kp p為廠用電率。為廠用電率。單元接線的主變?nèi)萘窟x擇單元接線的主變?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)算，根據(jù)最大的計(jì)算結(jié)果選擇容量。按下述三條計(jì)算，根據(jù)最

4、大的計(jì)算結(jié)果選擇容量。1 1）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，）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)。即主變能將最大剩余功率送入電力系統(tǒng)。即 nSKSSimii/)1(minp1NN S SN Ni i 第第i 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;K Kp pi i 第第i 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;S Sminmin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 n、m 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)。2 2）發(fā)電機(jī)電壓母線上

5、的最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停機(jī)，主變應(yīng)能從電）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)荷和廠用力系統(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，即電的需要，即 nSKSSSimii/)1(maxNp1NmaxN S SNmaxNmax 、S Smaxmax 最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率和最大負(fù)荷最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定視在功率和最大負(fù)荷的視在功率。的視在功率。3 3）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）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功率的量最大的主變退出運(yùn)行時(shí)，

6、應(yīng)該能輸送母線最大剩余功率的70%70%以上，即以上，即%70)1/()1(minp1NN nSKSSimii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)荷的需要。側(cè)負(fù)荷的需要。2 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 所選擇的所選擇的n n臺(tái)主變壓器的容量和，應(yīng)該大于等于變電所臺(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，即的最大綜合計(jì)算負(fù)荷，即 nSN Smax 裝有兩臺(tái)及

7、以上主變的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主裝有兩臺(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)滿足變?nèi)萘恳话銘?yīng)滿足60%60%（220kV220kV及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足70%70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部I I類負(fù)荷類負(fù)荷S SI I和大和大部分部分IIII類負(fù)荷類負(fù)荷S SIIII（220kV220kV及以上電壓等級(jí)的變電所，在計(jì)及及以上電壓等級(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)滿足全部過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部S SI I和和S SIIII）即）即 (n n-1)1)S

8、SN N(0.6-0.7)(0.6-0.7)S Smaxmax(n n-1)1)S SN N S SI I +S SII II 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 niiiPKSP Pi imaxmax 、coscosi i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)；K Kt t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0.8-0.950.8-0.95%線損率，取線損率，取5%5%。三、主變壓器型式的選擇三、主變壓器型式的選擇 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、

9、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、超高壓大容量。三單相變壓器組：投資多、占地大、運(yùn)輸易、超高壓大容量。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接以上時(shí)，采用雙繞組變壓器單元接線形式。若有兩個(gè)升高電壓，宜選擇三繞組變（或自耦變線形式。若有兩個(gè)升高電壓，宜選擇三繞組變（或自耦變)。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。

10、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。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)引表示，如果將中性點(diǎn)引出則用出則用Y YN N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y yn n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。4 4調(diào)壓方式的選擇調(diào)壓方式的選擇 調(diào)壓方式分：調(diào)壓方式分：1)1)帶負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式；帶

11、負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式；2)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。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%10%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)到電壓的壓的30%30%，但其結(jié)構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)高。，但其結(jié)構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)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。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

12、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。5 5變壓器阻抗的選擇變壓器阻抗的選擇 三繞組變壓器的各繞組之間的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。故變壓器阻抗上的相對(duì)位置決定。故變壓器阻抗的選擇實(shí)際上是結(jié)構(gòu)形式的選擇。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)和降壓結(jié)三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型。構(gòu)兩種類型。升壓結(jié)構(gòu)變壓器高、中壓繞組阻抗大升壓結(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、而降壓結(jié)構(gòu)變壓器高、

13、低壓繞組阻抗大。從電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量及減小傳低壓繞組阻抗大。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；另外，變壓器的選擇內(nèi)容還有：變壓器的容量比、冷另外，變壓器的選擇內(nèi)容還有：變壓器的容量比、冷卻方式卻方式 、絕緣和繞組材料等的選擇。、絕緣和繞組材料等的選擇。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；變電所的三

14、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，也可選用升壓型，但如果需要限制為主，也可選用升壓型，但如果需要限制6-10kV6-10kV系統(tǒng)的短系統(tǒng)的短路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構(gòu)變壓器。路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構(gòu)變壓器。第四節(jié)第四節(jié) 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 問(wèn)題的提出：?jiǎn)栴}的提出：在發(fā)電機(jī)或變電所的在發(fā)電機(jī)或變電所的6 610kV10kV母線上發(fā)生短路母線上發(fā)生短路時(shí)，短路電流的數(shù)值可能很大，致使電氣設(shè)備的選擇發(fā)生困時(shí)，短路

15、電流的數(shù)值可能很大，致使電氣設(shè)備的選擇發(fā)生困難，或使所選擇的設(shè)備容量升級(jí)，投資增加。難，或使所選擇的設(shè)備容量升級(jí)，投資增加。發(fā)電機(jī)電壓和變電所發(fā)電機(jī)電壓和變電所6 610kV10kV出線回路中能采用容量不升級(jí)出線回路中能采用容量不升級(jí)的電器的電器(選擇輕型斷路器選擇輕型斷路器)及截面較小的電力電纜，節(jié)約投資。及截面較小的電力電纜，節(jié)約投資。一、采用適合的主接線形式及運(yùn)行方式一、采用適合的主接線形式及運(yùn)行方式 選擇計(jì)算阻抗比較大的接線形式或運(yùn)行方式，增大電選擇計(jì)算阻抗比較大的接線形式或運(yùn)行方式，增大電源至短路點(diǎn)的等效電抗。源至短路點(diǎn)的等效電抗。例如：例如：限制接入發(fā)電機(jī)電壓母線的發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和容量

16、；大容限制接入發(fā)電機(jī)電壓母線的發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和容量；大容量的發(fā)電機(jī)采用單元接線形式；降壓變電所采用變壓器在低量的發(fā)電機(jī)采用單元接線形式；降壓變電所采用變壓器在低壓側(cè)分列運(yùn)行的方式；合理地?cái)嚅_(kāi)環(huán)網(wǎng)等。壓側(cè)分列運(yùn)行的方式；合理地?cái)嚅_(kāi)環(huán)網(wǎng)等。二、裝設(shè)限流電抗器二、裝設(shè)限流電抗器 普通電抗器普通電抗器分裂電抗器分裂電抗器母線電抗器母線電抗器 線路電抗器線路電抗器 限流電抗器分限流電抗器分1 1裝設(shè)母線分段電抗器裝設(shè)母線分段電抗器 母線分段電抗器裝設(shè)地點(diǎn)：母線分段電抗器裝設(shè)地點(diǎn)：在發(fā)電在發(fā)電機(jī)電壓的機(jī)電壓的6-10kV6-10kV母線分段處。母線分段處。作用：作用：限制來(lái)自另一母線的發(fā)電機(jī)限制來(lái)自另一母線的

17、發(fā)電機(jī)所提供的短路電流（限制發(fā)電廠內(nèi)所提供的短路電流（限制發(fā)電廠內(nèi)部的短路電流），對(duì)系統(tǒng)提供的短部的短路電流），對(duì)系統(tǒng)提供的短路電流也能起到一定的限制作用。路電流也能起到一定的限制作用。2 2裝設(shè)線路電抗器裝設(shè)線路電抗器 線路電抗器裝設(shè)地點(diǎn)：線路電抗器裝設(shè)地點(diǎn)：在線路隔離開(kāi)關(guān)與線路斷路器之間。在線路隔離開(kāi)關(guān)與線路斷路器之間。作用：作用：限制電纜線路的短路電流（架空線路的電抗大，不需裝限制電纜線路的短路電流（架空線路的電抗大，不需裝電抗器）。電抗器）。加裝線路電抗器后：加裝線路電抗器后：可使可使電纜線路的電纜線路的斷路器容量不升級(jí)；斷路器容量不升級(jí)；電纜電纜截面減小；截面減??；維持母線殘壓在較高

18、數(shù)值，這對(duì)其他回路正常運(yùn)行有利。維持母線殘壓在較高數(shù)值，這對(duì)其他回路正常運(yùn)行有利。加裝母線電抗器后：加裝母線電抗器后：可使所選擇的發(fā)電機(jī)、主變、分段、可使所選擇的發(fā)電機(jī)、主變、分段、母聯(lián)回路的斷路器容量不升級(jí)，減少投資。母聯(lián)回路的斷路器容量不升級(jí)，減少投資。3 3裝設(shè)分裂電抗器裝設(shè)分裂電抗器 分裂電抗器的圖形符號(hào)、一相接線及等效電路如圖分裂電抗器的圖形符號(hào)、一相接線及等效電路如圖3-203-20所示。所示。正常運(yùn)行時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)，每臂的電抗值只有其自感電抗的一半，故正每臂的電抗值只有其自感電抗的一半，故正常工作時(shí)的電壓損失較小常工作時(shí)的電壓損失較小 。當(dāng)某端發(fā)生短路時(shí)，當(dāng)某端發(fā)生短路時(shí)，每臂的等值電抗大于正常運(yùn)行時(shí)的電每臂的等值電抗大于正常運(yùn)行時(shí)的電抗，故限流作用強(qiáng)?？?，故限流作用強(qiáng)。4 4采用低壓分裂繞組變壓器采用低壓分裂繞組變壓器 (1)(1)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 低壓分裂繞組變壓器是一種將低壓繞組分裂成為相同容低壓分裂繞組變壓器是一種將低壓繞組分裂成為相同容量的兩個(gè)繞組的變壓器量的兩個(gè)繞組的變壓器(2)(2)常見(jiàn)應(yīng)用常見(jiàn)應(yīng)用常用于發(fā)電機(jī)常用于發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線，限制發(fā)電機(jī)出口的短路電流變壓器擴(kuò)大單元接線，限制發(fā)電機(jī)出口的短路電流作為大容量機(jī)組的高壓廠用變壓器，以限制廠用電系統(tǒng)的短路電流作為大容量機(jī)組的高壓廠用變壓器，以限制廠用電系統(tǒng)的短路電流