变压器(主变、高厂变)容量选择

摘 要：本文主要介绍变压器选择型式，主要介绍容量选择。

关键词：主变；高厂变

一、变压器选择的原则：

变压器容量的选择是一个全面、综合性的技术问题，没有一个简单的公式可以表示。变压器容量的选择与负荷种类和特性、负荷率、需要率、功率因数、变压器有功损耗和无功损耗、电价（包括基本电价）、基建投资、（包括变压器价格及安装土建费用和供电贴费）、使用年限、变压器折旧、维护费以及将来的计划等因数有关。

二、变压器选择的若干方式：

1、容量选择；2、形式选择；3、台数选择；4、绝缘选择；5、电压选择；6、阻抗选择。

三、容量选择：

先判断是选择什么用途的变压器 ，引用相应的规范选择对应的公式进行计算。

主要包括：a 发电机主变、b 火电厂高厂变、c 火电厂低厂变、d 火电厂启/备变、e 火电厂低备变、f 变电站主变、g 变电站站用变 。

四、发电机主变压器；

（a）125MW 及以上火电厂大机组、（b）125 以下小机组或热电联产机组、（c）水电厂机组或抽水蓄能机组。

（a）、火电厂 125MW 及以上大机组：

第一种情况：单元机组设专用高备变 ，【应用】由 50660-2011（大火规） 16.1.5 条， 主变容量=发电机最大连续容量-（高厂变计算负荷-可以被高备变替代的负荷）。【说明】括号内的计算值就是不能被高厂变替代的那部分计算负荷。此条的思想就是发电机发出来的最大负荷减去必须从厂用分支线走掉的那一部分剩下的才是主变，那么发电机最大负荷减掉的这部分就是厂用分支线的总的计算负荷-期中可以被高备变供电的部分。主变容量=发电机容量-（高厂变计算负荷-可以被高备变替代的负荷）。

第二种情况：设发电机出口开关不设专用高备变，50660-2011（大火规） 16.1.5 条文说明：“如果发电机出口设断路器且不设置专用高备变时，用另一台机组的高压厂用母线作为本机组的高压事故停机电源时，由于该电源不具备检修备用电源的能力，则主变压器的容量即按发电机的最大连续容量扣除本机组的高压厂用工作变压器计算负荷确定。”【应用】由 50660-2011（大火规） 16.1.5 条及其文说明 ，主变容量=发电机最大连续容量-高厂变计算负荷 ， 依据 50660 16.1.5 条，主变压器主变压器正常使用条件下连续输送额定容量时绕组的平均温升不应超过 65K。如果题目给的是发电机额定容量，则 由电力工程一次手册 P214 5-1 节一、2，对单元机组有 主变容量=（发电机额定容量-高厂变计算负荷）×1.1 （尽量不要用此公式）， 如果是分裂变压器则由一次手册 P214 5-1 节一、2，对单元机组有主变容量=两个绕组计算容量之和

（b）、火电厂 125MW 以下小机组单元接线和大火规一致分两种情况

第一种情况：设专用高备变【应用】由 50049-2011（小火规）17.1.2 条 ，主变容量=发电机容量-（高厂变计算负荷-可以被高备变替代的负荷）。

第二种情况：发电机出口设断路器且不设专用高备变， 50049-2011（小火规）17.1.2 条文说明：“如果发电机出口设断路器切不设置专用高备变时，用另一台机组的高压厂用母线作为本机组的高压事故停机电源时”【应用】由 50049-2011（小火规） 17.1.2 条文说明 ， 主变容量=发电机容量-高厂变计算负荷

（c）、火电厂 125MW 以下小机组有发电机电压母线

依据一次手册 P214 页 5-1 节，一、1，具有发电机母线的变压器容量选择。

（d）、水电厂（两种情况 1、普通；2、抽水蓄能）

依据 5186-2004 水力发电厂机电设计规范 5.4.1 条

第一种情况：普通水电厂主变压器：“额定容量应与所连接的水轮发电机额定容量相匹配；如机组设置了最大容量，则应与机组最大容量相匹配。当主变压器额定容量在 125MW 及以上时，宜采用GB/T321 中的 R10 序列的优先数。125MW 以下时，则采用标准容量系列的变压器。”【应用】由 5186-2004 （水力发电厂机电设计规范） 5.4.1 条主变容量=发电机最大容量 【说明】水电和火电最大的不同，水电厂厂用电率很低，约0.2%～2%，所以主变压器容量和发电机额定容量相匹配，不用减厂用电负荷。

第二种情况：抽水蓄能电站应按两种工况中的大者选

第一种工况：普通发电工况，计算方法同上； 第二种工况：电动输入工况【应用】由 5186-2004 水力发电厂机电设计规范 5.4.1 条主变容量=电动工况输入额定容量+（与之相连接的厂用变压器+启动变压器+励磁变压器等）的消耗容量。 依据 5186 5.4.1 条文说明，启动变压器机组较多时算上，机组较少时可不计及。 【小知识】变压器容量采用的 R10 序列（1010）N ： 1 1.25 1.60 2 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00。

五、高厂变；

（a）125MW 及以上大机组（分 1、明备用；2、暗备用两种），先判断是那种备用方式，如果有高厂变，并且公用段同时有启/ 备变和高厂变母线两个电源则属于明备用。

一、明备用（分带公用段和不带公用段） 50660-2011（大火规）16.3.7-1条 或5153（火电厂厂用电规范） 5.2.1 条文“高压厂用工作变压器的容量选择应按高压电动机计算负荷与低压厂用电的计算负荷之和选择。”不带公用段 【应用】由 50660-2011（大火规） 16.3.7-1 条高厂变容量下限=高压计算负荷+低压计算负荷 【注意】是加低压厂用电计算负荷，不是加低压厂用变压器的负荷。依据该条条文说明的“下限原则”，变压器容量最少选这么多。带公用段 依据 50660-2011（大火规）16.3.7-2 条“公用负荷宜由不同机组的高压厂用工作变压器分担。” 依据 5153-2002 火力发电厂厂用电设计设计技术规定 5.2.1 条：“如果公用段由一台高厂变供给，应考虑此高厂变检修时高压厂用工作变压器代全部负荷，或两台高厂变各代 50%负荷。” 参考算法：【应用】由 5153-2002 火力发电厂厂用电设计设计技术规定 5.2.1 条 高厂变容量=高压计算负荷+低压计算负荷+公用负荷。由于 5153 没说清楚什么情况带全部什么情况带一半公用负荷，而公用段一般都是双电源，所以实际中这样算： 首选算法： 如果公用段同时从启备变和高厂变引接电源，对一段公用段 【应用】由 5153-2002 火力发电厂厂用电设计设计技术规定 5.2.1 条 高厂变容量=高压计算负荷+低压计算负荷+公用母线计算负荷。对两段公用段 【应用】由 50660-2011（大火规） 16.3.7 条 高厂变容量=高压计算负荷+低压计算负荷+就近一段公用母线计算负荷。（注意脱硫段负荷的分配） 。引用说明：公用段如果要分开供给，用大火规和厂用电规程都可以，公用段如果要全部由高厂变供，则只能引用厂用电规程。 【说明】高厂变的选择注意点

1、和低厂变不同，不乘 1.1，只算计算负荷；

2、公用负荷的选择。在此，50660 和 5153 说法还是较一致的，都要考虑高厂变带公用负荷，但 50660 没说的那么具体，到底是全部还是 50%。

为此应根据不同的题目接线，可以把公用段负荷加到高厂变容量内，但宜遵循以下原则：均衡、对应、同一设备多台配置时应分在不同公用段上。注意脱硫段的配置方式会影响低压或高压计算负荷。公用段和脱硫段也可能用启/备变供电，应根据具体的题目具体计算。总之公用负荷分配推荐方法是：首选每台高厂变各带一段公用负荷。

二、暗备用，不设专用高厂变

高厂变规范只说了高备变供电的方式（明备用），就按照以上方法计算。对高厂变暗备用（不设置专用高厂变的情况）依据 50660-2011 16.3.11-2-2）“如不设置高压厂用备用变压器，则应设置高压停机电源，同时可根据需要，再设置一台不接线的高压厂用工作变压器作为检修备用。高压停机电源容量应满足机组事故停机的需要，机组事故停机的容量应按工程具体情况核定。”结合 50660-2011（大火规） 16.1.5 条文说明，“如果发电机出口设断路器且不设置专用高备变时，用另一台机组的高压厂用母线作为本机组的高压事故停机电源时”，对于此种情况 【应用】由 50660-2011 16.3.11-2-2 条及 50660-2011（大火规） 16.1.5 条文说明 高厂变容量=高压计算负荷+低压计算负荷+就近一段公用母线计算负荷+事故停机电源

（b）125MW 以下小机组

【应用】由 50049-2011（小火规） 17.3.5 条 50MW 及以上的供热式机组也可引用 5153（火电厂厂用电规范） 5.2.1 条 高厂变容量下限=高压计算负荷+低压计算负荷。

参考文献

[1] DLT 5153-2002 火力发电厂厂用电设计技术规定

[2] 电力工程电气设计手册（电气一次部分）

GB50660-2011 大中型火力发电厂设计规范

作者简介：

张浩（1980-），大学本科，工程师，现工作单位：国电电力山西新能源开发有限公司。现主要负责电厂工程管理。