水力发电厂的电气主接线和变压器的选择案例
第1章电气主接线的设计
1.1?基本要求
可靠性、灵活性和经济性是电气主接线的基本要求。
此次设计遵循电气主接线设计的原理，初步确定两种方案，以供选择。
1.2?主接线方案的比较与选择
由于这次设计是水电厂，发电机连接的是主变，因此，可以先选择发电机与主变压器之间的连接方式。查阅书本，这种情况适合用单元接线和扩大单元接线，两者对比来看，单元接线的优势在于接线比较简单，而扩大单元接线虽更能节省投资，但本设计电厂是单台发电机容量为50MW的中小型水电厂，因此，选用单元接线。
确定母线接法：
方案一：单母线分段接线，如图2-1。
这个接线的适用范围是：5-10KV电的压等级，而且出线回路有6回以上，本设计中，10KV侧，即发电机出口侧，有6台发电机，相当于6回出线，符合使用条件。
方案二：双母线接线，如图2-2。
本次设计为中小型水电厂，给220KV和110KV系统供电，所以高压母线可用双母线接线。
表2-1方案对比
方案一
方案二
可靠性
两条母线由分段断路器的开通和断开的情况来并列运行或者单独运行。可靠性比较高。
双回路向用户供电。这种接线方式可以在某一条母线出故障或检修时，通过“倒闸”操作来把这条母线上的用电设备倒送到另一条母线上，供电可靠性变高了。
经济性
设备少，投资小，经济性好。
设备比方案一多，成本较高。
灵活性
分裂运行和并列运行都可以。
一段母线故障或检修的时候，可以进行不断电操作。
综上所述，虽然双母线的经济性稍差，但灵活性和可靠性都好于单母线分段，由于22KV和110KV电压等级应以可靠性为先，所以选择方案二，也就是选择双母线接线作为本设计的电气主接线方式。而且发电机-变压器组的接线方式是单元接线。
第2章变压器的选择
2.1主变压器的选择
1、相数的确定
在330kv以下时，一般选择三相变压器，因此主变选用三相式变压器，该变压器损耗小，经济性能好，符合此次设计要求。
2、绕组数的确定
只有两种电压等级时，基本上选择双绕组变压器。
3、绕组联接组别的确定
本电厂主变采用星-三角接法，即YN，d11。
4、结构型式的确定
向高电压等级供电，因此选择升压型变压器。
5、调压方式的确定
本发电厂电压波动小，可以采用无载调压变压器。
6、台数的确定
由于发电机-变压器组采用单元接线，本电厂有6太发电机，因此选择主变台数为6台。
7、容量的确定
采用单元接线，考虑到主变容量SN扣除厂用电之后，还应有10%的裕度，即
其中，PNG:发电机容量，KP:发电厂厂用电率，：额定功率因数
可选SFP7-50000/220、SFP7-63000/110。
参数如下表3-1、3-2：
表3-1220KV侧主变压器参数
型号
额定容量(KVA)
额定电压（KV）
空载电流（%）
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
阻抗电压（%）
高压
低压
SFP7-50000/220
50000
24222.5%
13.8
1.0
61
210
12
表3-2110KV侧主变压器参数
型号
额定容量(KVA)
额定电压（KV）
空载电流（%）
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
阻抗电压（%）
高压
低压
SFP7-63000/220
63000
12122.5%
10.5
0.6
52
254
10.5
2.2联络变压器的选择
发电厂中，只用于两种升高电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器。
由于需要时常倒送功率，则联络变压器选择为有载调压变压器，且联络变压器通常为三绕组变压器或自耦变压器，本设计中选取三绕组变压器。
参数如下表3-3：
表3-3联络变压器参数
型号
额定容量(KVA)
额定电压（KV）
空载电流（%）
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
阻抗电压（%）
高压
中压
低压
SFPSZ4-
63000/220
63000/
63000/
31500
12132.5%
121
10.5
0.43
39.6
220/
190/
186
9.1/
33.5/
22
2.3厂用变压器的选择
选择六台容量为
即额定容量大于3012.05KVA的双绕组三相变压器。
参数如下表3-4：
图3-4厂用变压器参数
型号
额定容量(KVA)
额定电压（KV）
空载电流（%）
空载损耗（W）
负载损耗（W）
阻抗电压（%）
高压
低压
S7-3150/10
3150
10
6.3
1.1
4400
27000
5.5