4 变电站主变压器选择

主变压器的选择：再各级电压等级的变电站中，变压器是主要的电气设备之一。其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器台数、容量和型号是变电站可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发、利用、节约并重，近期以节约为主。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的台数、容量和型号，提高网络的经济运行将具有明显的经济效益。

4.1 主变压器的选择

一、主变压器台数的选择

在变电站设计过程中，一般需要装设两台主变压器，防止其中一台出现故障或检修时中断对用户的供电。对110kv及以下的终端或分支变电站，如果只有一个电源，或变电所的重要负荷有中、低压侧电网取得备用电源时，可只装设一台主变压器，对大型超高压枢纽变电站，可根据具体情况装设2—4台主变压器，以便减小单台容量。因此，在本次设计中装设两台主变压器。 二、主变压器容量的选择

1、主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%（220kV及以上电压等级的变电所应满足70%）的全部最大综合计算负荷，以及满足全部I类负荷S?和大部分II类负荷S?(220kV及以上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应满足全部I类负荷S?和II类负荷S?)，即

（n?1）SN?(0.6?0.7)Smax和（n?1）SN?S??S? （4-1）

最大综合计算负荷的计算：

?mPimax? Smax?Kt???cos???(1??%) （4-2）

i??i?1式中， Pimax—各出线的远景最大负荷；

m —出线回路数；

cos?i—各出线的自然功率因数；

Kt—同时系数，其大小由出线回路数决定，出线回路数越多其值越小，

一般在0.8～0.95之间；

?%—线损率，取5%。

因此，由原始材料可得： 35kv侧：

S1?(2?2?3?2.5?1.5?2)/0.9?14.44MVA

10kv侧：

S2?2.5/0.78?2.5/0.78?2.5/0.75?1.5/0.73?

1.5/0.73?1/0.75?1.5/0.78?1.5/0.8?2/0.8?1/0.78?1/0.78?24.053MVA

则总的负荷为：S总?S1?S2?38.493MVA 取Kt=0.85，则：

Smax?0.85?38.493?1.05?34.355MVA 则，SN?0.7Smax?0.7?34.355?24.0485MVA 因此主变容量为：SN?24.0485MVA 三、主变压器型号的选择

1.相数选择

变压器有单相变压器组和三相变压器组。在330kv及以下的发电厂和变电站中，一般选择三相变压器。单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高。只有受变压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组，因此在本次设计中采用三相变压器组。

2.绕组数选择：在具有三种电压等级的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该

变压器容量的15%以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选用三绕组变压器。

3.绕组连接方式的选择：变压器绕组的联结方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的联结方式有星形和三角形两种。高压绕组为星形联结时，用符号Y表示，如果将中性点引出则用ＹＮ表示，对于中＼低压绕组则用ｙ及ｙｎ表示；高压绕组为三角形联结时，用符号Ｄ表示，低压绕组用ｄ表示。三角形联结的绕组可以消除三次谐波的影响，而采用全星形的变压器用于中性点不直接接地系统时，三次谐波没有通路，将引起正弦波电压畸变，使电压的峰值增大，危害变压器的绝缘，还会对通信设备产生干扰，并对继电保护整定的准确性和灵敏度有影响。

4.2 主变压器选择结果

根据以上计算和分析结果，查《发电厂电气主系统》可得，选择的主变压器型号为：SFSZ9-25000/110。

主要技术参数如下： 额定容量：25000kVA

额定电压：高压—110±8×1.25%（kv）；中压—38.5±2×2.5%（kv）；低压—10.5 （kv）

连接组别：YN/yn0/d11 空载损耗：21.8（kw） 短路损耗：112.5kw 空载电流：0.53%

阻抗电压（%）：高中:US(1?2)%?10.5；中低US(2?3)%?6.5；高低US(3?1)%?17.5，因此选择SFSZ9-25000/110型变压器两台。

5 短路电流计算

5.1 短路的危害

（1）通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。

（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起他们的损坏或缩短他们的使用寿命。

（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。

（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。

5.2 短路电流计算的目的

在变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下一个方面：

（1）电气主接线的比较 （2）选择、检验导体和设备

（3）在设计屋外髙型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离

（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。

5.3 短路电流计算方法

在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠工作，因此作为选择检验电气设备的短路计算中，以三相短路计算为主。三相短路用文字符号k表示。在计算电路图上，将短路所考虑的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，由于将电力系统当做有限大容量电源，短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串并联的方法即