发电厂是电力系统中的重要组成环节，它将直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是电力系统存在的基础。合理的主接线设计对于电厂来说非常重要。电气设备的合理选择与校验对电厂的安全性、经济性、可靠性是必不可少的。进一步提高工作人员的素质，研发并制造更好的电力设备亦能提高电力系统的可靠性。
关键词：发电厂；电气一次设备；主接线；可靠性
1 前言
随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，电网的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对技术经济状况、电能质量性指标也日益提高，因此对电厂设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在电能的质量和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。
2 主变的选择
2.1 台数和容量
(1) 台数
由于该电厂有两台发电机，则相对应的应选择两台变压器。如果只选择一台变压器，当变压器发生故障时，则就不能对外供电，没有保证供电的可靠性。如果选择两台，当一台变压器发生故障时，还可以由另外一台变压器继续向部分负荷供电，减少了经济损失。而且两台变压器同时出现故障的概率非常小。若选用三台变压器，虽然保证了供电的可靠性，但是多增加一台变压器，那么建设的成本就越高，则经济方面增加了投资。则综合起来应该选择两台主变压器,考虑采用发电机—变压器单元接线。
(2) 容量
由于火电厂的厂用电率一般为5%~8%，在考虑到留有一定的裕度（10%）在上述中提到的，根据发电机的容量可以得出变压器的容量为多少。即一台变压器的容量S为1.1×{ []/0.85}=357.17~368.82MVA
2.2 变比
由于发电机出口电压为18kV,所以主变的低压侧电压为18kV，根据设计要求，本厂有四回各为100km的220kV输电线路，主变的高压侧应为220kV×（1+10%）=242kV。
2.3 冷却方式
主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却；强迫油循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。
小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却变压器。在发电厂水源充足的情况下，为了压缩占地面积，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却。
强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本体尺寸。其缺点是这样冷却方式要有一套水冷却系统和有关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。
近来随着变压器制造技术的发展，在大容量变压器中，采用了强迫油循环导向冷却方式。它是用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油道中，故此冷却效率更高。
当变压器采用强迫油循环冷却方式时，对冷却系统的供电应可靠，一般采用分别连接在不同母线上的两回路独立电源供电，并能实现自投。对各个冷却器的工作、辅助或备用等运行状态，亦能根据变压器的负荷、温度等情况，自动进行调整。当冷却器因故障全停时，须经一定延时，跳开各侧断路器，使变压器退出运行。
2.4 调压方式
变压器的电压调整是用分接头开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达30%。
设置有载调压的原则如下：
（1）对于220kV及以上的降压变压器，仅在电网电压可能较大的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。
（2）对于110kV及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。
（3）接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端、时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。
所以选用的调压方式是无载调压方式。调整范围较大时才选用有载调压，本电厂的调整范围不大，只向变电所供电。
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2.5 连接组别
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y和Δ，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。
我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压，变压器绕组都采用Δ连接。
由于35kV采用Y连接方式，与220、110kV系统的线电压相角移为0°（相位12点），这样当电压比为220/110/35kV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组连接方式就不能用三角形连接，否则就不能与现有35kV系统并列，因而就出现所谓三个或两个绕组全星形接线的变压器，全国投运这类变压器约40～50台。
2.6 相数
主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。特别是大型变压器，尤其需要考查其运输可能性，保证运输尺寸不超过隧洞、涵洞、桥洞的允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力。
选择主变压器的相数，需考虑以下原则：
（1）当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变压器。
（2）当发电厂与系统连接的电压为500kV时，宜经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升到500kV的，宜选用三相变压器。所以选择三相变压器。
2.7 绕组数
对于200MW及以上的机组，其升压变压器一般不采用三绕组变压器。因为在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，供电可靠性很高，而大电流的隔离开关发热问题比较突出，特别是设置在封闭母线中的隔离开关问题更多；同时发电机回路断路器的价格昂贵，故在封闭母线回路里一般不设置断路器和隔离开关，以提高供电的可靠性和经济性。此外，三绕组变压器的中压侧，由于制造上的原因一般不希望出现分接头，往往只制造死接头，从而对高、中压侧调压及负荷分配不利。这样采用双绕组变压器灵活方便。
对深入引进至负荷中心、具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。
2.8可选型号
SFP-360000/220 高压 242±2×2.5% 低压 18 空载电流 0.28 连接组别 Ynd11
SFP7-360000/220 高压 242±2×2.5% 低压 18 空载电流 0.28 连接组别 Ynd11
SFP3-360000/220 高压 242±2×2.5% 低压 18 空载电流 0.33 连接组别 Ynd11
最终选择 SFP7-360000/220
参考文献:
（1）《发电厂电气部分课程设计参考资料》 天津大学
（2）《电力工程电气设计手册》（电气一次部分） 西北电力设计院
（3）《发电厂变电站电气设备》 重庆大学出版社 黄益华主编
（4）《电力系统》 重庆大学出版社 李霜主编
（5）《电力工程电气设备手册》（电气一次部分） 中国电力出版社
论文作者:张玉辉
论文发表刊物:《中国电业》2019年21期
论文发表时间:2020/3/10
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