第一章

第一章 主变压器的选择

1.1 容量和台数的确定

主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦的变电设备投资。为此，必须合理地选择变压器。

对单元接线的变压器,其容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定，即

SBj?1.1??1?KP?PNcos? (1.1)

式中 SBj——变压器的计算容量，kV·A； PN——发电机的额定功率，kW；

KP——发电厂的厂用电率，%；

co?s——发电机的功率因数。

1.2 型式和结构的选择

1.2.1 相数

主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。由于大型变压器随着容量的增大，尺寸和重量也增大。所以当发电厂与系统连接的电压等级为500kV时， 600MW机组单元连接的主变压器综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成的三相变压器。

采用单相变压器时,由于备用单相变压器一次性投资大,利用率不高,故应综合考虑系统要求、设备质量以及按变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用单相变压器。若确需装设，可按地区（运输条件允许）或同一电厂3～4组的单相变压器（容量、变比与阻抗均相同），合设一台备用单相变压器考虑。

1.2.2 绕组数与结构

电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。

容量为200MW以上大机组都采用与双绕组变压器成单元接线，而不与三绕组

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第二章

变压器组成单元接线。这是由于机组容量大，其额定电流及短路电流都很大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装高断路器和隔离开关。

1.2.3 绕组接线组别

变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。而在发电厂中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线。

全星形接线变压器用于中性点不接地系统时，3次谐波无通路，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。在我国，全星形接线变压器均为自耦变压器，电压变比多为220/110/35、330/220/35、330/110/35、500/220/110kV，由于500、330、220、110kV均系中性点直接接地系统，系统的零序阻抗较小，所以自耦变压器设置三角形绕组用以对线路3次谐波的分流作用已显得不十分必要。

1.2.4 调压方式

调压是通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压的调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在?2?2.5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%，但结构复杂、价格昂贵，只有在两种情况下才予以选用：接于出力变化大的发电厂的主变压器,特别是潮流方向不固定,且要求变压器二次电压维持在一定水平时；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，要求母线电压恒定时。

通常发电厂主变压器中很少采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，一般均采用无激磁调压。

1.2.5 冷却方法

电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，在发电厂水源充足的情况下，为压缩占地面积，也可采用强迫油循环水冷却。强迫油循环水冷却的散热效率高，节省材料，减小变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件，在冷却器中，油与水不是直接接触，在设计时和运行中，以防止万一产生泄漏时，水不至于进入变压器

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内，严重地影响油的绝缘性能，故对冷却器的密封性能要求较高。

1.3 主变压器的计算值及具体选择

已知：PGN?600MW,cos??0.9，Kp?5%,由式(1.1)得主变压器的容量为

SBj?1?0.05??600?103?1.1?0.9?697000(kV?A)

根据《电工产品目录》，可选500kV单相升压变压器型号：DFP-240000/500，具体参数如表1.1所示。

表1.1 500kV单相升压变压器

额定容量(kVA) 阻抗电压(%) 空载电流(%) 空载损耗(kW) 负载损耗(kW) 调压方式 型 号 额定电压(kV) DFP-240000/500 240000 550/3?2?2.5%/20 13.75 0.25 140 无载485 调压

主变压器是由这三台单相变压器组成的三相变压器，其额定容量为3?240000kV?A。

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第二章

第二章 电气主接线的设计

2.1 主接线设计的要求和原则

电气主接线是发电厂电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。

2.1.1 主接线设计的基本要求

1.可靠性

定量分析主接线的可靠性时，考虑发电厂在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。

定性分析主接线的可靠性考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路、断路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对I、II类负荷的供电；发电厂或变电站全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。

2.灵活性 电气主接线应能适应适应运行状态,并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括：操作的方便性、调度的方便性和扩建的方便性。

3.经济性

在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要考虑:节省一次投资、占地面积少和电能损耗少。

2.1.2 大机组超高压主接线可靠性的特殊要求

任何断路器检修，不影响对系统的连续供电；任何一进出线断路器故障或拒动以及母线故障，不应切除一台以上机组和相应的线路；任何一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合、以及当母线分段或母线联络断路器故障或拒动时，不应切除两台以上机组和相应的线路。

2.1.3 主接线设计的原则

根据发电厂在电力系统中的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、输送电压等级，供电负荷的重要性、保证供需

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