某500kV大容量变压器低压侧电压等级选择

【摘要】500kV变电站采用1500MVA的大容量变压器，将出现许多新的技术问题。本专题针对1500MVA变压器低压侧母线电压波动、变压器短路阻抗和设备造价等方面进行探讨，推荐采用大容量变压器的500kV变电站低压侧采用66kV电压等级。

【关键词】大容量变压器;低压侧;电压等级;选择

1.前言

随着我国经济的发展，城市化进程逐步加快，用电负荷快速增长，但是符合变电站建设的土地却日渐稀少。采用大容量变压器能够增加单座变电站的输送能力，减少变电站建设座数，降低单位变电容量投资，节约土地资源，解决负荷增长与城市发展的矛盾;还能有效延缓电网建设、优化基建项目，从而对规划新建变电站的落点、容量安排以及投资产生影响，为城市规划与经济建设提供更好的支撑。

2.国内500kV大容量变压器的应用

目前，国内电网500kV变压器主要采用容量为750MVA和1000MVA两种形式，随着大容量变压器（1200MVA和1500MVA）制造技术的成熟，部分发达地区逐步试点采用大容量变压器;，2006年华北电网采用了1200MVA变压器;2010年4月投产的上海静安地下变电站规划3组1500MVA变压器。这些大容量变压器一般布置在负荷密集地区的终端变电站内。与已有常规500kV变电站低压侧电压等级选择相比有差别：1）低压侧短路容量偏小，投切单组电容器波动大;2）为提高短路容量，增加变压器制造难度和造价。

3.拟建500kV变电站概述

拟建的500kV变电站位于我国第三大副省级国家综合配套改革试验区-两江新区。根据电网规划及新区负荷发展水平，该站远景规模为：3台1500MVA主变，500kV规划出线10回，采用一个半断路器接线方式。其中220kV规划出线18回，220kV电气主接线采用双母线双分段接线，使用无功补偿：按每台主变4组108Mvar低压电容器，1组60Mvar低压电抗器。

4.变压器低压侧电压等级的选择

4.1 低压侧电压波动

电网2014年小负荷方式下，变压器低压侧分别采用110kV、66kV和35kV电压等级，计算对应的短路电流及容量。根据《电能质量 电压波动和闪变》GB/T12326-2008“变电站低压侧投切单组无功补偿装置引起所接母线电压的变动值不宜超过额定电压的2.5%”的要求，计算投切单组108Mvar电容器下，选择不同电压等级的电压波动值，如表1所示。

表1 不同电压等级的母线电压变化（变压器阻抗采用常规值）

当变压器低压侧选用35kV电压等级时，投切单组电容器对低压侧母线波动不满足要求，其他情况下，电压波动率均能满足规程的要求。

4.2 变压器阻抗

低压侧采用35kV电压等级，为使低压侧母线电压波动满足要求，需提高低压侧短路电流（容量）。然而，短路电流与短路阻抗成反比，提高短路电流，则需减小短路阻抗，电网所受的影响将会增大，系统中开关开断的短路电流也大。当变压器短路时，绕组会遭受巨大的电动力并产生更高的短路温升，给变压器制造的结构和造价带来大幅度的增长。一般在电网中很少采用小阻抗变压器的方法来满足电压波动的需求。

4.3 各电压等级设备造价

根据我国对电压等级的划分，一般把110kV电压等级称为高压电网，35kV和66kV电压等级为中压电网;66kV和35kV设备在绝缘考虑上相差不大，造价也相近，110kV电压等级由于绝缘的原因造价比66kV和35kV高不少。由最新的“电网工程设备材料信息价”110kV、66kV和35kV断路器设备的信息价如表2所示。

每组变压器需要5组配电装置，4组电容器和1组电抗器，若低压侧采用35kV电压等级，低压侧造价约1972万元（5×20+1×200+4×418）;采用66kV电压等级，造价约2262万元;采用110kV电压等级，造价约3100万元。综合考虑低压侧电压波动、变压器短路阻抗和设备造价等因素，变压器低压侧采用66kV电压等级较合理。

表2 110kV、66kV和35kV设备的信息价表 万元

5.结语

随着国民经济的持续、高速发展。电网建设出现大容量、高密度供电需求的新形势，特别在“十二五”期间，电网的发展呈现超大变电容量的趋势更加突出。大容量变压器的应用的逐步普及，为节省变电站占地面积、节省送电线路走廊，提高输变电的可靠性，解决大容量、高密度输变电的问题提供一个有效、可行的解决方案。500kV两江站采用1500MVA变压器，综合电压波动、设备电动力和设备制造力和变压器自身的经济性，变压器低压侧推荐采用66kV电压等级。

参考文献

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[2]孙景强，陈志刚，杨洪平等.大容量变压器应用时的问题集应对措施[J].电网技术，2008，29（10）：22-25.

[3]简翔浩，孔志达.1500MVA大容量变压器在500kV枢纽变电站的应用[J].电力建设，2011.

作者简介：孙明刚（1979―），男，重庆人，硕士，中级工程师，现供职于国核电力规划设计研究院重庆有限公司，研究方向：电力系统规划。