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标题: 5分钟get变压器容量是怎么选择的 [打印本页]

作者: zxbai 时间: 2017-9-25 10:32
标题: 5分钟get变压器容量是怎么选择的
1 变压器概况
发电厂主变压器的容量是否合适，直接影响发电厂的稳定和经济运行。大型的火力或核动力发电厂中，发电机与主变压器一般采用单元制接线，主变压器低压侧直接或者通过发电机出口断路器与发电机相连，高压侧一般通过厂内变电站与电力系统相连，主变压器容量是否合理将影响到两侧系统的稳定运行。典型的单元制主接线如图所示。

2 主变压器额定容量的定义及选取原则
由图可以看出，主变压器的两侧连接着高低压两个不一样的系统，两个系统的能量传输都必须通过主变压器实现，那么两侧的系统参数将会影响到主变压器的容量大小。
按变压器额定容量的定义，那么选择容量的最基本要求也就是汽轮机的出力减去励磁负荷、厂用负荷、发电机及主变压器的损耗之后的视在容量。在实际的工程计算时，也可以用发电机的净出力减去厂用负荷及主变压器自身损耗之后的容量，这里的发电机净出力是指发电机的最大连续出力扣除励磁负荷后的出力，不考虑发电机自身的损耗，这样的计算结果相对保守一些，因为一般与汽轮机匹配的发电机额定容量稍大一些。

3 其他影响主变压器容量的参数
除了最基本的选取原则之外，以下的一些参数也将影响到变压器容量的选取，
3.1 环境温度的影响
国标ＧＢ１０９４．２—１９９６［３］及ＩＥＣ［４］标准是按年平均温度２０℃来考虑的，当实际的年平均温度高于２０℃时，变压器的温升限值必须减去高出的部分，变压器的容量不再进行修正。
3.2 如果没有特殊要求，计算按主变压器运行在额定二次电压和标准分接头位置的工况下进行。
如果主变压器高压侧的系统对主变压器二次侧额定电压或分接头位置有特定要求，则需要另行换算，此处的二次侧指主变压器的高压侧，即正常功率运行时的输出端。
3.3 发电机的运行工况
当发电机超前（欠励磁）或者滞后（过励磁）运行时，系统无功（Ｍｖａｒ）的方向有所不一样，对于计算的结果有较大影响，主要体现在主变压器的损耗上，最终的计算结果取较保守的一个。
3.4 发电机的功率因数
一般由发电机厂提供，当在规划初期缺少相关数据时可暂按０．９（滞后）和０．９５（超前）来计算。
3.5 主变压器的阻抗
主要影响变压器的损耗，此数值一般根据电网的短路电流计算后得出。另外，主变压器阻抗还要考虑制造的误差，一般由制造厂提供，如果没有具体数据可参考ＩＥＥＥＣ５７．１２．００［８］暂按三绕组变压器为±１０％，双绕组变压器为±７．５％来取值。
3.6 主变压器的抗阻比Ｘ／Ｒ
由制造厂提供，如果没有具体数据可参考ＩＥＥＥＣ３７．０１０—１９９９［９］曲线图，利用曲线的中间值（注意：此值仅适用于６０Ｈｚ系统）。
3.7 主变压器冷却方式
按ＩＥＥＥ标准规定，一般以自然冷却时的额定容量为基准容量，而实际容量则按不一样的冷却方式予以修正，对于大容量的变压器，通常会采用强迫导向油循环风冷，所以修正的结果是增大了变压器容量，这样的结果相对保守一些。
3.8 主变压器高压侧功率因数
通常主变压器高压侧是通过发电厂内的升压站与电力系统连接的，如果电力系统对主变压器高压侧的功率因数，也就是主变压器高压侧的无功功率提出具体要求时，则在容量计算时必须考虑由此带来的影响，而这样的影响还是比较大的。现在国内的发电厂工程基本不对此提出具体要求。
3.9 厂用负荷
此处的厂用负荷不使用简单的厂用变压器的容量来计算，而是应根据计算厂用电率时的计算负荷来考虑，要结合负荷的同时系数和利用率等综合考虑，一般按厂用负荷最小运行工况时考虑。当然有一种极端工况，就是利用辅助变压器或者备用变压器（电源引自厂外），完全代替厂用变压器给厂用负荷供电，并能保证机组短时间内满发，这时主变压器容量可以不考虑扣除厂用负荷。

4 主变压器容量的计算
4.1 温度影响系数
假定一个容量修正系数Ｃ，按ＩＥＥＥＣ５７．９１—１９９５中的要求，当主变压器采用强迫风冷，而实际计算用的日平均环境温度超过３０℃时，每升高１℃，容量降低１％；低于３０℃时，每降低１℃，容量增加０．７５％。由此可得，当出现上述超温和低温两种工况时的变压器容量修正系数为

式中，Ｔｍａｘ和Ｔｍｉｎ分别为实际主变压器所处厂址的最高和最低日平均环境温度。
4.2 计算公式
按照前文所述的基本选取原则，不难得出最基本的算式：主变压器额定容量＝发电机净出力－最小厂用负荷－主变压器损耗，其中发电机净出力、厂用负荷一般对于具体工程都是已知的参数，而主变损耗只有在产品生产完成后才有具体的数据，但对于工程规划初期，特别是要选取的变压器并不是标准产品的时候，缺少所需的计算输入，损耗只能计算得出。对于电力变压器，由于励磁电流与额定电流相比是很小的，所以在工程计算时，可以忽视这部分损耗，只计算负载损耗。
假定容量基准值Ｓｊ＝ＳＢ，电压基准值Ｕｊ＝ＵＢ、其中ＳＢ、ＵＢ分别为变压器额定容量和额定电压，由此可得变压器的负载损耗标幺值为

式中，Ｉ＊为回路电流的标幺值；Ｚ＊Ｂ为变压器阻抗的标幺值；Ｓ＊为变压器负载损耗的标幺值；Ｓ为变压器损耗有名值。
由上式可以导出

将

代入，可得到变压器的有功功率损耗和无功功率损耗。
有了变压器损耗后，按发电机的不一样运行工况和不一样的环境温度，可以得出主变压器容量计算公式。
最高环境温度，发电机超前功率因数或滞后功率因数运行时，有

最低环境温度，发电机超前功率因数或滞后功率因数运行时，有

式中，“±”号的取值，根据发电机不一样运行工况时无功的方向可得，超前运行时，取“＋”号，滞后运行时取“－”号；ＰＦ为发电机扣除励磁负荷后的有功功率净输出，单位为ＭＷ，对应于最高和最低环境温度可能不一样，应分别计算，现在部分核电机组无论最高还是最低温度时，ＰＦ取值相同，一般是最大连续输出；ＱＦＺ为发电机滞后功率因数运行时的无功功率净输出，单位为Ｍｖａｒ，同样对应于最高和最低环境温度可能不一样，应分别计算；ＱＦＣ为发电机超前功率因数运行时的无功功率输入，单位为Ｍｖａｒ，对应于最高和最低环境温度可能不一样，应分别计算；ＰＣ和ＱＣ分别为厂用有功负荷（单位为ＭＷ）和厂用无功负荷（单位为Ｍｖａｒ），厂用负荷功率因数按滞后考虑；Ｚ＊Ｂ为主变压器阻抗标幺值，

计算时取Ｚ＊Ｂ＝Ｕｄ％，Ｒ＊Ｂ和Ｘ＊Ｂ可以通过Ｚ＊Ｂ及Ｘ／Ｒ计算得出；ＺＲ为主变压器阻抗容差，一般在最高环境温度时取正容差，最低环境温度时取负容差，这样可以求出不一样温度时的最大值，计算结果相对保守。

5 计算举例
以下是一个在建发电厂的主变压器容量计算示例，只列出主要的数据和简单计算过程，其中部分数据有所改动，供参考。主要数据为：主变压器Ｘ／Ｒ＝５０；发电机最大连续有功功率输出１０００ＭＷ；励磁加厂用负荷为７０．８９ＭＷ（有功功率）、４６．８Ｍｖａｒ（无功功率）；日平均温度最高最低均为３０℃；主变压器阻抗百分数为２０％，阻抗容差为±７.５％；发电机功率因数０．９（滞后），超前（０．９５）；电网对主变压器出口的功率因数没有要求。计算结果如表所示。

从上表可以看出当发电机超前运行时将吸收无功功率，此时无功功率为负，由图可以看出，厂用负荷的无功功率也要通过主变压器倒送，因而通过公式计算时，无功功率的损耗也被加进了主变压器的容量中。

作者: 静候缘来 时间: 2017-9-25 10:32
你的系统图错误，发电机与厂变，主变之间不应该[流泪]有断路器。

作者: 维修江湖第一 时间: 2017-9-25 10:32
要看发电厂的应该不多，用户变压器需要看的就广泛了。

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