图2.3 主接线方案简图
3发电机和变压器的选择
3.1概述
在各级电压等级的发输配电中，变压器都是主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是发电厂安全可靠供电和网络经济运行的保证。
在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计发电机组的容量大小和自身的特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。
选择主变压器的容量，同时要考虑到该发电厂以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。
3.2发电机型号的确定
根据设计书的要求选用的发电机容量为
300MW，选择发出的电压为
18KV，所以选择发电机型号为QFSN-300-2。具体参数如表3.1
表3.1 所选发电机组的型号与参数
额 定 发电机 型 号 电 压(KV) G-1、G-2 QFS-300-2 18 额定 功率 (MW) 300 额定 电流 (A) 功率 因数 次暂态电抗(%) 16.7 效率 (%) 98.65 11320 0.85 3.3主变压器容量和形式的选择
（1）主变压器容量的选择
因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。为此，在选择发电厂主变压器时，应遵循以下基本原则。
①单元接线的主变压器
单元接线的变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量应按单元接线的计算原则计算出的两台机容量之和来确定。
②具有发电机电压母线接线的主变压器
连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的主变压器的容量，应考虑以下因素：
当发电机全部投入运行时候，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。
当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动而需限制本厂出力时，主变压器应能从电力系统到送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。
若发电机电压母线上接有2台及以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。 （2）主变压器形式的选择 ①变压器相数的选择
容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330KV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。
②组数的选择
电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂是等型式。
发电厂以两种升高电压级向用户或与系统连接时，可以采用2台双绕组变压器或三绕组变压器。根据该厂发电机组为单元接线，主变宜采用双绕组变压器。
③方式的选择
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，电压必须维持在允许范围内。通过改变变压器220KV及以上网络电压应符合以下标准：的分接头切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是
不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±2×2.5%以内，应视具体工程情况而定。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。其结构较复杂，价格较贵，只在以下情况才予以选用：接于出力变化大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器二次电压维持在一定水平；或接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定时。
通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220KV及以上的降压变也仅在电网电压有较大变化的情况时使用，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况而定。
因此本次选用的主变压器不采用有载调压。 ④连接组别的选择
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。一般有星形“Y”和三角形“D”两种。 ⑤主变压器冷却方式的选择
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。具体来说，风冷却一般只适用于小容量变压器；迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择强迫油循环风冷却。
本设计主变为大型变压器，发热量大，散热问题不可轻佻，强迫油循环风冷却效果较好，可选用强迫油循环风冷却方式。 （3）主变压器型号及参数的确定
①台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，所以300MW发电机组的主变压器选用两绕组变压器2台。
②容量：单元接线中的主变压器容量SN 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，为 SN?1.1?NG(1-?P)cos? ΡNG—发电机容量； SN—通过主变的容量；
cos?—发电机的额定功率因数； ??—厂用电率
单元接线中的主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择。
发电机的额定容量为300MW，cos??0.85，???7%，所以扣除厂用电后经过变压器的容量为：
SN?1.1?NG(1-?P) ?1.1*300（1-7%）/0.85?361.05（MVA）cos?为方便计算，我们将变压器容量记为361MVA。经查看《电力工程电气设计200例》和《电力工程电气设计手册一次部分》，再根据《大型变压器技术数据》，我们选择采用型号为SFP9-370000/220户外、三相双绕组、无载调压、OFAF、铜芯、低损耗变压器的220KV双绕组无载调压电力变压器。具体参数如下表3.2
表3.2主变压器的型号
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名 称 型式及型号 额定容量(MVA) (绕组温升65K) 最高工作电压（kV） 高压/低压 额定电压（kV） 高压/低压 额定电流(A) 高压/低压 额定电压比（kV） 短路阻抗(%) 联结组标号 额定频率(Hz) 绝缘耐热等级 绕组额定绝缘水平 高压侧 雷电冲击耐受电压峰值(kV) 短时工频耐受电压有效值(kV) 低压侧 雷电冲击耐受电压峰值(kV) 短时工频耐受电压有效值(kV) 高压侧中性点 雷电冲击耐受电压峰值(kV) 短时工频耐受电压有效值(kV) 数据 SFP9-370MVA/220 370 252/24 242/20 883/10681 242±2×2.5%/20 14 YNd11 50 A级 950/1050 395 200/220 85 400/400 200
