简析500kV变电站所用变压器的优化设计
发表时间：2016-07-01T15:15:50.023Z 来源：《电力设备》2016年第7期作者：龙晓慧罗栋梁邵贤[导读] 500kV电网系统的加强，设计和制造技术的提高及产品的不断改进。
龙晓慧罗栋梁邵贤（国核电力规划设计研究院）0引言500kV电网系统的加强，设计和制造技术的提高及产品的不断改进，所用电系统的可靠性也越来越高，通过对山东省已运行的3座500kV变电站所用电系统实际应用情况进行了调查、分析、研究，有必要对所用电系统中的所用变压器容量、台数及其一次接线方式作进一步优化设计。1所用变压器容量及台数的选择500kV变电站远景规模一般为2~4台主变压器，500kV出线4~回，220kV出线10~16回，主变压器低压侧接6~12组无功补偿装置，所用变压器容量大多在630~1000kVA之间[1-3]。安装3台所用变压器，近期安装2台所用变压器，其容量均按100%负荷考虑。所用变压器容量按下式计算[4]：S≥K1.P1+P2+P3 式中：S—所用变压器容量（kVA）；K1—所用动力负荷换算系数，一般取K1=0.85；P1—所用动力负荷之和（kW）；P2—所用电热负荷之和（kW）；P3—所用照明负荷之和（kW）。根据变电站负荷统计及计算结果，在500kV变电站设计中，站用变压器一般选择630kVA或800kVA。由于负荷计算均按远景规模,而近期建设规模主变压器最多为2台，如淄博500kV变电站为2台主变压器；济南、潍坊500kV变电站均为1主变压器。主变压器各侧电压等级的出线回路也较少，这样所用变压器所带负荷也相对较少，如果所用变压器容量选择较大就不利于所用变压器的经济运行。从调查已运行的变电站所用电系统负荷情况与按远景规模所用负荷计算的结果相比较看，按远景规模所用负荷计算的结果要大的多，
主要原因如下: （1）真空滤油机和真空泵负荷，一般在主变压器大修时才使用。（2）主变压器冷却负荷，在计算负荷时按ODAF冷却方式，全部冷却器都运行,而实际情况主变压器负荷轻只有部分冷却器运行。（3）各电压等级配电装置断路器、隔离开关操作机构等加热负荷，由于各电压等级单元数量较少，达不到远景计算负荷。从所用变低压侧380V/220V接线方式来考虑，一般均采用单母线分段接线，一段母线上接一台工作所用变，正常运行时两台所用变分裂运行，基本上各带一半全所用电负荷。重要负荷都按双回路设计，另外随着制造厂技术水平不断提高，主变压器的可靠性越来越高，主变压器大修的可能性变的更少。鉴于上述分析的情况及所用变压器本身故障率极小,500kV变电站所用变压器我们推荐选用2所用变压器。每台所用变压器容量按全所负荷的100%考虑。若仍选用3台所用变压器，其一，考虑实际所用电负荷应用情况。其二，考虑低压侧380V/220V一般采用单母线分段接线，一段接一台工作所用变，备用所用变低压侧有两台自动开关分别接两段母线上。正常工作时两台工作所用变同时运行，分段开关断开。任一台工作所用变故障、退出或检修时可投入备用所用变；当仅有一台所用变运行时合上分段开关，此时一台所用变带全所负荷。一台所用变压器运行的可能性是非常小的，这种情况的出现只有在一台主变压器检修时才会出现上述情况，即便如此，在考虑其它负荷的同时率后，一台所用变带全所负荷也是适宜的。因此我们建议采用3台所变时，从初期到远景每台所用变压器容量都按全所负荷66.7%来选择。
2所用变压器一次接线方式对于选用2台所用变压器，初期建设只有1台主变压器时，装设1台从所外可靠电源引接的所用变压器。当第二台主变压器安装后，此外引的所用变压器从第二台主变压器低压侧引接。因为两台主变压器同时故障的可能性很小，若出现这种可能，我们从接线方式上考虑外引电源通过隔离刀闸与主变压器低压母线上引接隔离刀闸，相互切换来实现对全所供电。其接线方式如下：
这种接线方式，正常时由主变压器低压母线供电；母线或主变压器故障检修时，由外引电源来供电。母线隔离刀闸与外引电源进线隔离刀闸之间可实现电气闭锁，来保证母线或主变压器故障检修时，其低压侧不带电。当500kV变电站最终规模选用3台所用变压器时，与以往工程接线相同，即两台工所用变高压侧分别接于主变压器三次侧母线上，备用所用变压器采用外引电源。3技术经济比较从技术上来讲，选用两台所用变压器是完全可行的，正常时，两台所用变压器同时向全所负荷供电；当一台所用变压器故障、检修退出运行时，另一台所用变压器可带全所负荷。从经济上来讲，选用两台所用变压器可节省一台所用变压器约16，一台带套管电流互感器的断路器约12.5万元，另外还可适当节约占地，共计节省投资约30万元左右。4结论