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500KV变电站主变压器的选型要领
500KV变电站主变压器的选型要领
【作者/来自】网站管理员 【发表时间】2020-9-13 【点击次数】90

500KV变电站主变压器的选型要领

变压器是变电站*重要的电气设备之一,它的安全可靠运行关系到变电站乃至电网的安全稳定。 为保证变压器能够安全可靠运行,需要抓好选型、设 计、制造、安装、运行维护以及检修各个环节。其中* 为关键的是要抓好源头,把好设计选型关。 选择变压器的结构型式、技术参数和性能指标, 大体上应遵循以下两方面原则:一是要满足安装地 所在电力系统方面的需求;二是要考虑变压器制造 方面的可行性。满足****方面的要求这是不言而喻 的,但不能不顾及第二方面的限制而过分强调**** 方面,二者之间要统筹兼顾。如果一味强调系统方面 的要求,提出的技术参数和性能指标过高或过于苛 刻,就可能使变压器结构复杂、制造难度增大,其后 果轻者是无谓地增加制造成本,造成不必要的投资 浪费;重者是将导致变压器可靠性降低,难以保证安 全运行,给电网安全留下隐患。 由于结构的原因,变压器技术参数和性能指标 之间互相关联,有些是不能同时兼顾的。例如,空载 损耗和负载损耗,不能要求两者都小,若空载损耗值 取值较低,负载损耗则要相对较大,反之亦然。还有 高阻抗变压器,相对低阻抗变压器而言负载损耗总 要高一些。而对于三绕组变压器,不能对高—中、 高—低和中—低绕组之间的短路阻抗全部做出规定,*多只能规定其中的两个。这是因为当规定了任 意两个短路阻抗值之后,余下的那个短路阻抗值就 随之确定下来了。在规定变压器技术参数和性能指 标时要充分注意上述因素。
2 、500kV变电站主变压器选型原则 
  2.1 容量的选择
  在国内已运行的50OkV变电站主变压器中。整组容量有750MVA、800MVA、1000MVA和 1200MVA 四种规格。变压器容量的选择应考虑电网发展远景 和变电站的*终规模。总的来说,选择大容量变压器比选择多台小容量变压器要相对经济一些。例如,一个变电站的*终规模为 3组 750MVA变压器,选择 3组 750MVA变压器不如选择1组1000MVA变压器和1组1200MVA变压器经济。这是因为除购买 变压器的总投资能够得到节省外,由于减少了一组变压器,在占地面积减少的同时,安装 、维护费用也 随之减少。更为重要的是,与变压器配套的一、二次设备、断路器、隔离开关、互感器、避雷器、控制设备以及保护设备等也将相应减少,变电站建设成本将因此得到有效降低。 
  2.2 三相共体变压器与单相变压器组

  500kV三相共体变压器的铁心通常采用三相五柱式,每相的全部绕组只能布置在同一个铁心柱上。而500kV单相变压器一般采用单柱双框式铁心,绕组布置较三相共体变压器灵活,既可以将全部绕组 布置在铁心主柱上,也可以将部分绕组(例如调压 绕组)布置在其中一个旁柱上 ,不同的布置方式可以得到不同组合的短路阻抗值,能够满足不同的运 行要求。 对于将所有绕组全部布置在主柱上的单相变 压器来说,其结构与三相共体变压器相比没有什么 区别,绕组和绝缘结构基本一致。由于单相变压器 组的3台重量之和大于同容量三相共体的重量(铁 心硅钢片、绝缘油和钢材等材料的消耗量大),所以 单相变压器组的价格要高于三相共体变压器,高出10%—15% 。

 进入21世纪以来,随着国内高电压大容量变压器制造水平的提高,500kV变压器的运行故障率大大降低,设备可用率有了显著提高。鉴于此,目前 基建工程新上的 500kV单相变压器组一般都不设 备用相。对于没有备用相的单相变压器组,从运行 可靠性方面来看,与三相共体变压器没有区别。因 为单相变压器组中若有一台发生故障,整组变压器 则不得不退出运行,与三相共体变压器发生故障一 样,同样无法运行。 由于三相共体变压器附属设备少,所以现场维 护量、检修量也少,运行成本相对较低。再加上造价低、少占地和损耗小等优点,因此在运输条件许可 的前提下,建议尽量采用三相共体变压器。 目前 ,500kV变电站三相共体变压器的应用数 量所以较少且容量无一例外均为75OMVA,主要是受到运输方面的限制。750MVA无励磁调压三相共体自耦变压器 ,****运输质量在 500T左右,目前的运力条件难以承运。
  2.3 普通变压器与自耦变压器
  我国的 500kV变电站主变压器均为三绕组变 压器 ,其高压和中压侧分别接于 500kV系统和 220kV系统 ;低压绕组为 35kV或 66kV电压等级 (个别早期产品除外),每组变压器的低压侧自成系 统,接带无功补偿设备和站用变压器。 变压器型式有普通与自耦之分。自耦变压器的 绕组容量(又称电磁容量或结构容量)与额定(传 输)容量以称为自耦变压器的效益系数(效益系数 k=l—1/K ,式中 为自耦变压器的变比)。由于自耦 变压器的绕组容量只是同容量普通变压器的 k倍 (对于 500kV/220kV自耦变压器,k等于 0.56),所以 与同容量的变通变压器相比,自耦变压器的体积和 重量都要小。正是由于自耦变压器具有体积小、重 量轻、造价低的优点,500kV自耦变压器在系统中得到了广泛应用。
  众所周知,我国的 500kV电网为有效接地系 统,500kV变压器高压绕组的中性点在运行中必须 直接接地或经低阻抗接地。对于自耦变压器来说,高 压绕组的中性点同时也是中压绕组的中性点。随着 越来越多的自耦变压器不断投入运行,结果造成 220kV系统中性点直接接地的变压器比例变大,致 使 220kV系统单相接地短路电流值不断增大,个别 地方单相接地电流值超过了三相短路电流值。 为有效降低 220kV系统单相接地短路电流,可 以在某些 500kV变电站有选择地安装部分普通型 三绕组变压器(使220kV绕组中性点不接地运行)。 为节省投资、减少占地和降低运行成本,建议一 般情况下尽量采用自耦变压器。
  2.4 有载调压与无励磁调压
  为满足系统对电压质量的要求,常需对系统电 压进行调整。调整系统电压,应将各级电网视为一个 整体,统筹规划 、制订电压调整原则和调整方式。 变压器调压是实现电网电压调整的一种重要手 段,分有载调压与无励磁调压两种方式。变压器采用 有载调压方式,优点是显而易见的,即电压调整方 便、灵活,调整范围大,在变压器正常运行中就可实 现电压调整。但相同电压等级的有载调压变压器与 无励磁调压变压器相比,结构复杂,价格昂贵,维护 检修量大,故障率较高。以500kV/75OMVA自耦变 压器为例,采用有载调压或无励磁调压,前者的造价 要比后者高出2O%左右。 现场往往存在这样一种情况:即便是有载高压 变压器,却极少在运行中带电调分接。若需调整电 压,就将变压器停下来或利用变压器停电机会,在不 带电的情况下调整分接位置。在现场不“敢”带电调 分接,一是怕出问题,担心在调整过程中有载分接开 关可能发生故障;二是目前 500kV变电站主变压器 调分接的机会并不多,有限的几次利用变压器停电 的机会就调了,没必要“冒险”带电调分接。 从降低造价、简化结构、提高变压器运行可靠性 方面考虑,建议采用无励磁调压方式。尤其对于 500kV三相共体变压器,更不宜采用有载调压方式。

 

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