华电发电厂电气部分第6讲

35KV 采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地。
35KV 以下，采用“△”连接。
在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影 响等因素，主变压器的接线组别一般都选用 YN /△-11 常规接线。
幻灯片 28 调压方式的确定
------包括无激磁调压和有载调压两种，其调压范围分别在 10%以内和 30%。发电厂主变很 少采用有载调压，220KV 及以上的降压变压器仅在电网电压变化较大时采用有载调压。
采用有载调压的情况：
接于出力变化大的发电厂的主变，特别是潮流方向不固定，且要求变压器副边电压维持在 一定水平。
接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求 母线电压恒定。
发电机经常在低功率因数下运行。 幻灯片 29
-----随形式和容量不同而异 自然风冷：7500KVA 以下小容量变， 强迫空气冷却：容量大于 10000KVA 强迫油循环水冷却 强迫油循环导向冷却 水内冷变压器 采用充气式变压器
121/ 10.5
SSPL1-150000
121/ 13.8
PN COS PC
幻灯片 15 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷
[原则 1] 当发电机电压母线上负荷最小时，扣除厂用负荷后，主变压器应能将剩余有功和 无功送往系统。
PL m a x PL m in
cosL
PN1 PN 2 PC
PC
cos G
厂用
S NT PLmax / cosL PN''G (1 Kp ) / cosG / n
（MVA） 幻灯片 19 两台发电机组均为 50MW(额定电压 10.5kV,功率因数 0.8)，厂用电率为 10％，当地最大综 合负荷 70MW，最小综合负荷 40MW，功率因数 0.9，剩余功率送 110kV 系统。厂用启动备用 电源引自 110kV 母线，夏季丰水期时，一台机组停运，一台机组备用，选择主变型号。 例题： 解：
PL m a x
PL m in
cosL
停用
G1
PN1 PN 2
发电机电压母线上除最大一台机组外其它发电机容量之和，MW
PC
cos G
厂用 （MVA）
S NT PLmax / cosL PN'G (1 Kp ) / cosG / n
幻灯片 17 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
（MVA） （MVA） 比较（1）〜（4），按最大者选择主变的容量， 即 SNT ≥ 48MVA ，故选择 SF7-63000/110，
额定电压 121/10.5kV 幻灯片 20 2、变电站主变压器
1）变电所主变容量，一般应按 5-10 年规划负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、电网 结构等综合考虑，确定其容量。 2）重要变电所，应考虑一台主变停运，其余主变容量在计及过负荷能力允许时间内，应满 足 I、II 类负荷的供电。
（1） （2） （3） （4）
（MVA） （MVA）
S [250 (110%)/ 0.8 40 / 0.9]/ 2 34 NT
S [70 / 0.9 50 (110%)/ 0.8]/ 2 11 NT
S [250 (110%)/ 0.8 40 / 0.9] 70% 48 NT
S [70 / 0.9 5010% / 0.8]/ 2 42 NT
幻灯片 18 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷 [原则 4]因系统经济运行要求需限制本厂出力时，应具有从系统倒送功率的能力，满足电压 母线上最大负荷的要求。
PL m a x PL m in
cosL
G1
停用
G1
PN1 PN 2
发电机电压母线上停运部分机组后，其它发电机容量之和，MW
YN， 38.5 148 0.8
10.5 58.6
1500/ 0
2×
6.6
d11
110
2.5% 10.5
121± 11
2×
2.5%
SFP7- 3600 242± 18
3600 00
4×
00/22
2.5%
0
YN， 195 860 0.7 d11
14.0 252
幻灯片 11 产品型号
4、变压器型号
S N 3U N I N
设计序号
额定容量（kVA） 高压绕组电压等级（KV）
绕组耦合方式，自耦 O 绕组导线型号，铜 ，铝（L） 调压方式，无激磁调压 ，有载调压 Z 绕组数，双绕组 ，三绕组 S 油循环方式，自然循环 ，强迫油导向循环 D，强迫油循环 P 冷却方式，油浸自冷（J） ，空气自冷 ，风冷 F，水冷 W（S） 绕组外绝缘介质，变压器油 ，空气 G（K），成型固体 C 相数，单相 D，三相 S 注：自耦变作升压用时，O 列在型号后，作降压用时 O 列在型号前
双绕组 三绕组 自耦 低压分裂绕组
（3）按绕组数
无激磁（无载） 有激磁（有载） （4）按调压方式
幻灯片 9
North China Electric Power University
（5）按冷却形式 自然空气冷却 <7500KVA
自然油循环 强迫油循环
风冷（水冷） >10000KVA
风冷（水冷） 导向冷却
相数的确定 -------主变选择三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、运输条件和可靠性要求等因 素。 330KV 及以下电力系统，一般都应选三相变压器。
500KV 及以上电力系统中的主变相数的选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重 要的是考虑负荷和系统情况，保证供电可靠，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下， 来确定选用单相变还是三相变。
对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设 3 台主变。
与系统弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为 6~10KV 的变电所，或与系统联系只是备用性 质时，可只装 1 台变压器。
联络变为布置和引线方便，通常只选一台，在中性点接地方式允许条件下，以选自耦变为 宜。其第三绕组，即低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。 幻灯片 24 三、主变压器型式的选择
b. 对于最大机组为 200MW 以上的发电厂，一般采用双绕组变压器，加联络变压器。
c. 在 110KV 及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变的场所，均可优先选用自耦 变。它损耗小，体积小，效率高，但限流效果差，且变比不宜过大。 幻灯片 27
绕组接线组别的确定 ------变压器三相绕组的连接方式有“Y”和“△”两种，应根据具体工程确定；接线组别 必须和系统电压相位一致，采用时钟法表示 我国 110KV 及以上电压等级中，变压器三相绕组都采用“YN ”连接；
幻灯片 4
North China Electric Power University 变压器结构（外部）
瓦斯继电器
线夹 储油柜 引线
套管油位
风扇
套管
潜油泵
幻灯片 5 变压器结构（外部）
North China Electric Power University
油温表
油位表
分接头机构箱
油流继电器
散热器
散热器
风扇
幻灯片 10 3、变压器的主要参数
North China Electric Power University
110、220kV 双绕组变压器技术数据
型号
额定
额定电压
连接组
损耗
空载电 阻抗电 总体质
容量
kV
kW
流% 压%
量
kVA 高压 低压
空载 短路
t
SF7-3 3150 110± 6.3
2)联络变容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故 障或检修时，通过联络变来满足本侧负荷的要求；同时在线路检修或故障时，通过联络变 将剩余容量送入另一系统。 幻灯片 23 4、主变压器台数的确定 ----与电压等级、接线形式、传输容量、和系统的联系等因素有密切关系。 与系统有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变应不少于 2 台。
1、发电厂主变压器 1）单元接线的主变压器容量的确定原则
按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留 10%的裕度确定。
扩大单元接线的变压器容量，按上述算出的两台机容量之和确定。
S （P P 1.1 NT
NG
)
C
/
cosG
（MVA）
PN
COS
PC
幻灯片 14 例题：
100MW 的发电机组，功率因数 0.85，额定电压 10.5kV,单元接线接入 110kV 系统， 厂用电率 8%，选主变型号。
直配负荷
[原则 3] 发电机电压母线上有两台或以上主变时，当其中容量最大的一台因故退出运行时， 其余主变在允许的正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的 70%以上。
PL m a x PL m in
cosL
停用
T1
G1
PN1 PN 2 PC
厂用
cos G
（MVA）
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL 70%/(n 1)
幻灯片 1
发电厂电气部分（32 学时）
第六讲
主 讲： 刘君 E-mail: liujunlishu@ Tel: 80798481 幻灯片 2
第四章 电气主接线及设计（3）
基本要求：
掌握发电厂、变电站主变压器的选择方法
幻灯片 3 一、变压器知识常识
1、变压器结构 （内部：铁芯、绕组）
分接头
厂用
cos G
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL / n
（MVA） 幻灯片 16 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷 [原则 2] 发电机电压母线上最大一台发电机检修或故障时，主变能从系统倒送功率保证母 线上最大负荷的需要。此时应适当考虑母线上负荷可能的增加和变压器的允许过负荷能力。
冷却方式
幻灯片 30 合上书本！ 可以合作完成！
习题 1 110kV
35kV
已知： 1.变电站 2 为 110/10kV 降压变电站，10kV 侧有 10 回电缆出线，一类、二类负荷占 20%。 2.发电厂共有 4 台 100MW 汽轮发电机组，且无发电机电压直配负荷。 初步设计发电厂和变电站 2 的电气主接线。 幻灯片 31 习题 2 请画出该电网的结构示意
幻灯片 25
幻灯片 26 绕组数的确定
-----发电厂如以两种升高电压等级向用户供电或与系统连接时，可采用二台双绕组或一台
三绕组或自耦变。 a. 一般当最大机组容量为 125MW 及以下的发电厂，多采用三绕组变压器。但每个绕组的通 过容量应达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则选两台双绕组变合理。
S （P P
)1.1/ cos
NT
NG
C
100 (1 8%)1.1/ 0.85 119MVA
所以：主变的容量 > 119MVA 其它：应选双绕组，110/10kV 电压等级
型号
额定电压(高/低)
SFPL1-90000
121/10.5
SFPL1-120000
121/ 10.5
SFPL1-150000
解：
S 700.7 / 0.9 55 NT
（MVA） 根据主变的容量≥ 55MVA 选择 SF7-63000/110 额定电压 110/11kV
PL m a x PI PL m in
PII
cosL
幻灯片 22
3、联络主变压器：
1)联络变的容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功和无功功率的 交换。
幻灯片 6 2、变压器的分类 （1）按功能
North China Electric Power University
幻灯片 7
三相 单相 （2）按相数
联络变压器 主变压器
厂用变压器 North China Electric Power University
幻灯片 8
North China Electric Power University
幻灯片 12 变压器型号举例： ODFPSZ-250000/500 OSFPSZ-360000/500 SFP-300000/500 SSP3-180000/220 SFPZ7-20000/220 SFPS1-180000/220 SSPSO3-120000/220 幻灯片 13 二、主变压器容量和台数的确定
3）一般性变电所，当一台主变停运，其余主变容量应能满足全部负荷的 70%-80%。
S P P k ( NT
Iห้องสมุดไป่ตู้
II) / cosL
PL m a x PI PL m in PII
S P NT
L
max
0.7
/
cosL
cosL
幻灯片 21 例题： 某变电所的最大综合负荷 70MW，最小综合负荷 40MW，功率因数 0.9,选择主变型号。