新建110kV变电站变压器设计选择
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【摘 要】本文简要阐述了变电站变压器台数、容量、型式的选择。
【关键词】台数；容量；型式
0 引言
在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。
在生产上电力变压器制成有单相、三相、双值组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。
选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。
1 主变压器台数的选择
由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是110kv终端降压变电所。它是以110kV受功率为主，把所受的功率通过主变传输至10kV母线上。若全所停电后，将引起整个供电区域的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。
为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。
2 主变压器容量的选择
主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的60%～70%。该变电所是按60%全部负荷来选择。即
SN=■
Pmax――变电站最大负荷。
虽然本站是一个末端站，但本站是由两回110kV线路供电，为了保证供电的可靠性、做到双电源，本站装设两台主变压器。
根据任务书所述：本站目前最大负荷是29000kVA，所以，将数据带入上式得到：SN≈17400kVA。考虑变压器的损耗和负荷的发展，本站选择主变压器的容量为SN=20000kVA。
3 主变压器型式的选择
3.1 主变压器相数的选择
当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。
本次设计的变电所，位于市郊区，交通便利，不受运输的条件限制，而应尽量少占地陵，故本次设计的变电所选用三相变压器。
3.2 绕组数的选择
由于本所只存在110kV和10kV两种电压等级，故选择双绕组变压器。
3.3 主变调压方式的选择
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，同时要达到无人值班的要求，主变调压方式现目前国内均选用有载调压装置。
3.4 连接组别的选择
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。
全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，而且全星形接法，零序电流没有通路，相当于和外电路断开，即零序阻抗相当于无穷大，对限制单相及两相接地短路都有利，同时便于接消弧线圈限制短路电流。但是三次谐波无通路，将引起正弦波的电压畸变，对通讯造成干扰，也影响保护整定的准确度和灵敏度。如果影响较大，还必须综合考虑系统发展才能选用。我国规定110kV以上的电压等级的变压器绕组常选用中性点直接地系统，而且要考虑到三次谐波的影响，会使电流、电压畸变。采用接法可以消除三次谐波的影响。故本次设计的变电所，选用主变压器的接线组别为：Y，D11接线。
3.5 主变压器冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。
自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。
强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择自然风冷。
综上所述，本站主变压器型号选择SFZ9-20000/110型自然风冷有载调压变压器。其中，额定容量SN=20000kVA，额定电压比U1N/U2N= 110±3×2.5%/10.5kV，短路电压百分值Ud%=8