新建300MW火力发电厂电气系统总体方案与布置设计 2A段负荷：
?P?5500?1250?315?7065kW?P?2000?1360?1000?300?2240?630?7530kW S??P?0.85??P?13465.5kV?A12GA12SDA?0.85?(1600?1000?1250)?3272.5kV?A2B段负荷：
?P?2500?315?2815kW?P?2000?1360?1000?2240?630?300?3?320?260?8710kW S??P?0.85??P?10218.5kV?A12GB12SDB?0.85?(1600?1250?1000?4?315?2)?6358kV?A2.2 主变台数、容量和型式的确定
2.2.1 220kV侧主变压器容量、台数的确定
所谓主变压器，就是用来向电力系统或者用户输送功率的变压器。主变压器的容量、台数将直接影响到主接线的形式以及配电装置的形式结构。其确定除了要根据具体传输容量的原始资料以外，还应该结合电力系统未来5~10年的发展规划、输送功率大小、馈线回路的数目、电压等级、接入系统的紧密程度等诸多因素，通过综合分析，做出合理的选择。对于本次课题单元接线形式的主变压器容量要选择下述条件中较大者。
（1）发电机的额定容量中扣除本机组的厂用负荷后，再留有10%的裕度的情况之下进行选择。其计算公式为：
ST?(SG?SC)?1.1 (2-8) 式中：SG为单台发电机的容量；SC为所有厂用负荷相加的总容量。
则有：ST?(P.175MV?A GCOS??PG?0.08COS?)?1.1?357（2）按照发电机最大的连续容量，再扣除一台厂用变压器的计算负荷以及变压器绕组平均温升在标准温度或冷却水温度不超过60℃的条件进行选择。其计算式为：
容量ST?SG?SF?PCOS??SF?300?0.85?34.7?318.24MV?A 式中：SF为单台厂用变压器的计算负荷的总容量。
综上所述可得主变压器容量为：ST=360MV·A。
此外，根据电气主接线的形式，考虑到本次课题设计一期为2台300MW发电机采
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新建300MW火力发电厂电气系统总体方案与布置设计 用单元接线方式，可以确定主变压器台数为2台。
2.2.2 主变压器型式、结构的确定
变压器按照每相的绕组数目分类可以分为双绕组、三绕组或者更多绕组等型式；按照电磁结构分类可分为自耦式、普通双绕组、三绕组以及低压绕组分裂式等型式。在发电厂中，一般考虑限制3次谐波对电源的影响、系统或机组的同步并列的要求等诸多因素，主变压器连接组号可选择YNd11常规接线。主变压器选择结果如表2-2所示
表2-2 220kV侧主变压器参数表
型号 额定容量(MV·A) SPF10-360000/220 额定电压(kV) 高压 242±2×360 2.5% 20 177 0.3 809 11 低压 空载损耗(kW) 联结组号 空载电流(%) 短路损耗(kW) YNd11 阻抗电压(%) 2.2.3 500kV侧主变压器的确定
因为二期扩建的500kV高压配电装置中，发电机与主变压器的接线方式也是采用单元接线的，发电机的容量以及厂用计算负荷与220kV侧相同，所以其主变压器的容量、台数也应与220kV侧的主变压器基本相同。其型号依旧是双绕组变压器，具体的主变压器的技术可以参照表2-3进行选取。
表2-3 500kV侧主变压器参数表
型式/型号 额定容量(MV·A) 双绕组/SPF10-370000/500 额定电压(kV) 高压 550±2×370 2.5% 20 388.4 10681 / 14.2 低压 高压侧额定电流(A) 联结组号 低压侧额短路损定电流耗(kW) (A) 压(%) 阻抗电YNd11 2.2.4 联络变压器的确定
联络变压器的台数一般只设1台，这主要是为了考虑布置和引线的方便性。联络变压器的容量选择主要考虑以下两点：
（1）联络变压器容量要能够满足两种电压网络之间在各种不同运行方式之下的有
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新建300MW火力发电厂电气系统总体方案与布置设计 功功率和无功功率的交换；
（2）联络变压器容量要求不小于接在两种母线上的最大的一台发电机机组容量，要保证最大的一台机组故障或者检修时，可通过联络变压器来满足本侧负荷的需求。
本次课题设计的电源都是300MW发电机，所选主变压器的容量基本上是一样的，所以本次课题设计的联络变压器容量也可以选择与一台主变容量相同大小的变压器，具体选择视情况而定。考虑到新建电厂的长远发展需要，在容量选择是要将日后可能的扩建情况加以考虑[1]。因此，在变压器的容量选择上要尽量选择大一些的设备。而本次课题设计拟选用自耦变压器作为220kV~500kV两级升高电压之间的联络变压器，其低压绕组兼作厂用电的备用电源和启动电源。具体参数如下：
型式：户外有浸三相三绕组自耦变压器，中压侧绕组端带有有载调压装置。 容量：750/750/240MV·A；额定电压：525/230±9×1.33%/20kV。
额定电流：824/1882/3849A；阻抗电压：Uk(1-2)%=12，Uk(1-3)%=48，Uk(2-3)%=35。 空载损耗：146.17kW；联结组号：YNd11。
2.3 厂用变台数、容量和型式的确定
2.3.1 厂用工作变压器台数、型式的确定
厂用工作变压器的台数和型式主要与高压厂用母线的段数有关。本次课题的高压厂用母线电压等级只考虑6kV一种电压等级，所以高压厂用工作变压器可只选用1台全容量低压分裂绕组变压器，两个分裂支路分别为2段母线供电；也可以选用2台50%容量的双绕组变压器，分别给2段母线供电。对于200MW以上的机组，高压厂用工作变压器可选用2台低压分裂绕组变压器，分别给4段母线供电。针对于此次课题拟选择2台低压分裂绕组变压器作为厂用工作变压器。
2.3.2 厂用工作变压器容量的确定
厂用变压器的容量必须要能够满足厂用电机械从电源获得足够的功率。因此，对于高压厂用工作变压器的容量要按照高压厂用计算负荷的110%加上低压厂用的计算负荷进行选择；而低压厂用工作变压器的容量也应留有10%左右的裕度。此外还需要考虑电动机自启动时的电压降，变压器低压侧短路容量。
（1）高压厂用工作变压器容量。选择的是低压分裂绕组变压器，各绕组的容量要求满足：
高压绕组 S1N??SC?Sr （2-9）
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新建300MW火力发电厂电气系统总体方案与布置设计 分裂绕组 S2N?SC
SC?1.1SH?SL （2-10） 式中：S1N为厂用工作变压器高压绕组的额定容量（kV·A）；S2N为厂用工作变压器分裂绕组的额定容量（kV·A）；SC为厂用工作变压器分裂绕组的计算负荷（kV·A）；Sr为分裂绕组两分支的重复计算负荷（kV·A）[1]。
由第一节的厂用负荷的计算可知，对于1段厂用负荷有：
SGA=14196.5kV·A SDA=4122.5kV·A SGB=9487.5kV·A SDB=7888kV·A。
重复计算负荷：
Sr=315+630×0.85+0.85×(1600+1250)=3358kV·A
厂用变压器分裂绕组计算负荷：
SCA=1.1SH+SL=1.1×14196.5+4122.5=19738.65kV·A SCB=1.1SH+SL=1.1×9487.5+7888=18324.25kV·A
高压绕组负荷：
∑SC-Sr=SCA+SCB=19738.65+18324.25-3358=34704.9kV·A
而 S1N≥∑SC-Sr=34704.9kV·A，
所以对于1段高压厂用分裂绕组变压器T1选择高压厂用变压器为双绕组分裂变压器。具体参数见表2-4。
表2-4 高压厂用分裂绕组变压器技术参数表
型号 SFF7-40/20-20 额定容量（MV·A） 40/20-20 额定电压（kV） 20±2×2.5%/6.3-6.3 短路电压（Uk%） 15 联结组号 Dd12-d12 同理，对于2段厂用负荷有：
SHA=13465.5kV·A SLA=3272kV·A SHB=10218.8kV·A SLB=6358kV·A
重复计算负荷：
Sr=315+630×0.85+0.85×(1600+1250)=3358kV·A
厂用变压器分裂绕组计算负荷：
SCA=1.1SH+SL=1.1×13465.5+3272=18084.05kV·A
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