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风电厂电气系统第四章第四章 电电气主接气主接线线及及设计设计第三第三节节 主主变压变压器的器的选择选择风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择教学内容教学内容本本节节教学内容教学内容一、一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则二、二、变压变压器型式和器型式和结结构的构的选择选择原原则则首页风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择第三第三节节 主主变压变压器的器的选择选择 主主变压变压器：在器：在发电发电厂和厂和变电变电所中，用来向所中，用来向电电力系力系统统或用或用户输户输送送电电能的能的变压变压器。器。联络变压联络变压器：用于两个器：用于两个电压电压等等级级之之间间交交换电换电能的能的变压变压器。器。厂厂(所所)变压变压器：用于本厂器：用于本厂(所所)用用电电的的变压变压器，也称器，也称自用自用变变。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择一一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则 (一一)、变压变压器台数的器台数的选择选择 1发电发电厂厂变压变压器台数的器台数的选择选择 1）为为保保证证供供电电可靠性，接在可靠性，接在发电发电机机电压电压母母线线上的主上的主变压变压器一般不少于两台。器一般不少于两台。2）单单元接元接线变压线变压器器为为一台。一台。扩扩大大单单元接元接线时线时，两台，两台发电发电机配一台机配一台变压变压器。器。2变电变电所所变压变压器台数的器台数的选择选择 1）变电变电所中一般装所中一般装设设两台主两台主变压变压器，以免一台主器，以免一台主变变故障或故障或检检修修时时中断供中断供电电。2）对对大型超高大型超高压压枢枢纽变电纽变电所，所，为为减小减小单单台容量，可台容量，可装装设设24台主台主变压变压器。器。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择一一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则(二二)、发电发电厂厂变电变电所主所主变压变压器容量的器容量的选择选择 1.发电发电厂主厂主变压变压器容量的器容量的选择选择 容量容量应应与与发电发电机容量配套，按机容量配套，按发电发电机的机的额额定容量定容量PN/cosN扣除本机扣除本机组组的厂用的厂用负负荷荷KpPN/cosN后，留后，留10%的裕度的裕度选择选择。PN为发电为发电机的机的额额定功率，定功率，cosN为额为额定功率因数，定功率因数，Kp为为厂厂用用电电率。率。(2)(2)接于接于发电发电机机电压电压母母线线上的主上的主变变容量容量选择选择 按下述三条按下述三条计计算，根据最大的算，根据最大的计计算算结结果果选择选择容量。容量。1）当）当发电发电机机电压电压母母线线上的上的负负荷最小荷最小时时，扣除厂，扣除厂负负荷后，主荷后，主变变能将最大剩余功率送入能将最大剩余功率送入电电力系力系统统。即。即(1)(1)单单元接元接线线的主的主变变容量容量选择选择风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择一一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则SNi 第第i台台发电发电机的机的额额定定视视在功率在功率;Kpi 第第i台台发电发电机的厂用机的厂用电电率率;Smin发电发电机机电压电压母母线线上最小上最小负负荷的荷的视视在功率在功率。n、m发电发电机机电压电压母母线线上的主上的主变压变压器台数和器台数和发电发电机台数。机台数。2）发电发电机机电压电压母母线线上的最大一台上的最大一台发电发电机停机，主机停机，主变应变应能能从从电电力系力系统统倒送功率，倒送功率，满满足足发电发电机机电压电压母母线线上的最大上的最大负负荷和厂荷和厂用用电电的需要，即的需要，即:SNmax、Smax 最大一台最大一台发电发电机的机的额额定定视视在功率和最大在功率和最大负负荷的荷的视视在功率。在功率。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择一一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则 3）若）若发电发电机机电压电压母母线线上接有两台及以上主上接有两台及以上主变时变时，其中，其中一台容量最大的主一台容量最大的主变变退出运行退出运行时时，应该应该能能输输送母送母线线最大剩余最大剩余功率的功率的70%以上，即以上，即:(3)(3)联络变压联络变压器的容量器的容量选择选择 一般不一般不应应小于接在两种小于接在两种电压电压母母线线上最大一台上最大一台发电发电机的容机的容量，以保量，以保证该发电证该发电机停运机停运时时，通，通过联络变压过联络变压器来器来满满足本足本侧负侧负荷的需要。荷的需要。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择一一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则2变电变电所主所主变压变压器容量的器容量的选择选择 1）所）所选择选择的的n台主台主变压变压器的容量和，器的容量和，应该应该大于等于大于等于变变电电所的最大所的最大综综合合计计算算负负荷，即荷，即:nSN Smax 2）装有两台及以上主）装有两台及以上主变变的的变电变电所，当一台主所，当一台主变变停运停运时时，其余主，其余主变变容量一般容量一般应满应满足足70%的全部最大的全部最大综综合合计计算算负负荷，以及荷，以及满满足全部足全部I类负类负荷荷SI和和II类负类负荷荷SII,即即:(n-1)SN(0.60.7)Smax(n-1)SN SI +SII 风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择一一、变压变压器容量和台数的确定原器容量和台数的确定原则则 若若为为三三绕组变压绕组变压器器还应还应考考虑虑中、低中、低压侧间压侧间的的负负荷同荷同时时系数。中、低系数。中、低压侧压侧的最大的最大综综合合计计算算负负荷分荷分别别按上式按上式计计算，算，总总的最大的最大综综合合计计算算负负荷荷为为它它们们之和再乘以中、低之和再乘以中、低压侧间负压侧间负荷的同荷的同时时系数。系数。最大最大综综合合计计算算负负荷的荷的计计算算:Pimax、cosi各出各出线线的的远远景最大景最大负负荷和自然功率因数；荷和自然功率因数；Kt同同时时系数，出系数，出线线回路数越多其回路数越多其值值越小，一般取越小，一般取0.80.95；%线损线损率，取率，取5%。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择二二、变压变压器型式和器型式和结结构的构的选择选择原原则则(一一)、主、主变压变压器型式的器型式的选择选择 1 1相数相数选择选择 三相三相变压变压器：造价低，占地小，器：造价低，占地小，应优应优先先选选用，但运用，但运输输不易。不易。三三单单相相变压变压器器组组：投：投资资多，占地大，运多，占地大，运输输易，用于超高易，用于超高压压大容大容量。量。2 2绕组绕组数数选择选择 三三绕组绕组：机：机组组容量在容量在125MW125MW及以下且有两种升高及以下且有两种升高电压时电压时。双双绕组绕组：机：机组组容量超容量超过过200MW200MW以上以上时时，采用双，采用双绕组变压绕组变压器器单单元接元接线线形式。若有两个升高形式。若有两个升高电压电压，加装，加装联络变压联络变压器，宜器，宜选择选择三三绕组绕组变变（或自耦（或自耦变变），低），低压绕组压绕组作作为为厂用启厂用启动备动备用用电电源。源。自耦自耦变变：220kV220kV及以上及以上电压电压等等级级的的变压变压器可以器可以选择选择自耦自耦变变。低低压压分裂分裂绕组绕组：扩扩大大单单元接元接线线的的变压变压器或厂用器或厂用变压变压器。器。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择二二、变压变压器型式和器型式和结结构的构的选择选择原原则则3 3绕组联结绕组联结方式方式 高高压绕组为压绕组为星形星形联结时联结时，用符号，用符号Y Y表示，如果将中性点引出表示，如果将中性点引出则则用用YNYN表示，表示，对对于中、低于中、低压绕组则压绕组则用用y y及及ynyn表示；表示；高高压绕组为压绕组为三角形三角形联结时联结时，用符号，用符号D D表示，低表示，低压绕组压绕组用用d d表示。表示。例如常用例如常用YN yn0 d11接接线组别线组别，表示高中，表示高中压侧压侧均均为为星形星形联结联结且中性且中性点都引出，高中点都引出，高中压间为压间为0点接点接线线，高低，高低压间为压间为11点接点接线线。4 4调压调压方式的方式的选择选择 变压变压器器绕组绕组的的联结联结方式方式选择应选择应考考虑虑必必须须与多与多电压级闭环电电压级闭环电网的网的电电压压相位一致；并列运行的相位一致；并列运行的变压变压器器联结组别联结组别必必须须相同，否相同，否则则不能并列运不能并列运行。行。还应还应考考虑虑消除三次消除三次谐谐波的波的对电压对电压波形的影响波形的影响(三角形三角形联结联结的的绕组绕组可可以消除三次以消除三次谐谐波的影响波的影响)。调压调压方式分：方式分：1)带负带负荷切荷切换换的有的有载载（有励磁）（有励磁）调压调压方式；方式；2)不不带负带负荷切荷切换换的无的无载载（无励磁）（无励磁）调压调压方式。方式。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择二、二、变压变压器型式和器型式和结结构的构的选择选择原原则则5变压变压器阻抗的器阻抗的选择选择 无无载调压变压载调压变压器的分接器的分接头挡头挡位位较较少，少，电压调电压调整范整范围围一般只有一般只有10%以以内，而有内，而有载调压变压载调压变压器的器的电压调电压调整范整范围围大，能达到大，能达到电压电压的的30%，但其，但其结结构比无构比无载调压变压载调压变压器复器复杂杂，造价高。，造价高。1)在能在能满满足足电压电压正常波正常波动动情况下一般采用无情况下一般采用无载调压载调压方式。方式。2)发电发电厂可以通厂可以通过发电过发电机的励磁机的励磁调节调节来来调压调压，其主，其主变压变压器一般器一般选择选择无无载调压载调压方式。方式。3)一般一般变电变电所的所的变压变压器器选择选择有有载调压载调压方式。方式。三三绕组变压绕组变压器的各器的各绕组绕组之之间间的阻抗，的阻抗，由由变压变压器的三个器的三个绕组绕组在在铁铁心上的相心上的相对对位位置决定。故置决定。故变压变压器阻抗的器阻抗的选择实际选择实际上是上是结结构形式的构形式的选择选择。三。三绕组变压绕组变压器分升器分升压压结结构和降构和降压结压结构两种构两种类类型，如型，如图图4-154-15a)a)、b)b)所示。所示。图图4-154-15风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择二、二、变压变压器型式和器型式和结结构的构的选择选择原原则则 1)1)升升压结压结构构变压变压器高、中器高、中压绕组压绕组阻抗大而降阻抗大而降压结压结构构变压变压器器高、低高、低压绕压绕组组阻抗大。从阻抗大。从电电力系力系统稳统稳定和供定和供电电压质电电压质量及减小量及减小传输传输功率功率时时的的损损耗考耗考虑虑，变压变压器的阻抗越小越好，但阻抗偏小器的阻抗越小越好，但阻抗偏小又会使短路又会使短路电电流增大，低流增大，低压侧电压侧电器器设备选择设备选择遇到困遇到困难难；另外，另外，变压变压器的器的选择选择内容内容还还有：有：变压变压器的容量比、冷却方器的容量比、冷却方式式 、绝缘绝缘和和绕组绕组材料等的材料等的选择选择。2)接接发电发电机的三机的三绕组变压绕组变压器，器，为为低低压侧压侧向高中向高中压侧输压侧输送功送功率，率，应选应选升升压压型；型；3)变电变电所的三所的三绕组变压绕组变压器，如果以高器，如果以高压侧压侧向中向中压侧输压侧输送功送功率率为为主，主，则选则选用降用降压压型；如果以高型；如果以高压侧压侧向低向低压侧输压侧输送功率送功率为为主，主，则则可可选选用升用升压压型，但如果需要限制型，但如果需要限制610kV系系统统的短路的短路电电流，可流，可以考以考虑优虑优先采用降先采用降压结压结构构变压变压器。器。风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择思考思考练习练习思考思考练习练习1.变压变压器的台数怎么器的台数怎么选择选择?2.变压变压器的容量怎么器的容量怎么选择选择?3.变压变压器的型式和器的型式和结结构怎么构怎么选择选择?风电厂电气系统第四章 电气主接线及设计第三节 主变压器的选择