某500kV大容量變壓器低壓側電壓等級選擇

孫明剛 唐春玲

【摘要】500kV變電站采用1500MVA的大容量變壓器，將出現許多新的技術問題。本專題針對1500MVA變壓器低壓側母線電壓波動、變壓器短路阻抗和設備造價等方面進行探討，推薦采用大容量變壓器的500kV變電站低壓側采用66kV電壓等級。

【關鍵詞】大容量變壓器;低壓側;電壓等級;選擇

1.前言

隨著我國經濟的發展，城市化進程逐步加快，用電負荷快速增長，但是符合變電站建設的土地卻日漸稀少。采用大容量變壓器能夠增加單座變電站的輸送能力，減少變電站建設座數，降低單位變電容量投資，節約土地資源，解決負荷增長與城市發展的矛盾;還能有效延緩電網建設、優化基建項目，從而對規劃新建變電站的落點、容量安排以及投資產生影響，為城市規劃與經濟建設提供更好的支撐。

2.國內500kV大容量變壓器的應用

目前，國內電網500kV變壓器主要采用容量為750MVA和1000MVA兩種形式，隨著大容量變壓器（1200MVA和1500MVA）制造技術的成熟，部分發達地區逐步試點采用大容量變壓器;，2006年華北電網采用了1200MVA變壓器;2010年4月投產的上海靜安地下變電站規劃3組1500MVA變壓器。這些大容量變壓器一般布置在負荷密集地區的終端變電站內。與已有常規500kV變電站低壓側電壓等級選擇相比有差別：1）低壓側短路容量偏小，投切單組電容器波動大;2）為提高短路容量，增加變壓器制造難度和造價。

3.擬建500kV變電站概述

擬建的500kV變電站位于我國第三大副省級國家綜合配套改革試驗區-兩江新區。根據電網規劃及新區負荷發展水平，該站遠景規模為：3臺1500MVA主變，500kV規劃出線10回，采用一個半斷路器接線方式。其中220kV規劃出線18回，220kV電氣主接線采用雙母線雙分段接線，使用無功補償：按每臺主變4組108Mvar低壓電容器，1組60Mvar低壓電抗器。

4.變壓器低壓側電壓等級的選擇

4.1 低壓側電壓波動

電網2014年小負荷方式下，變壓器低壓側分別采用110kV、66kV和35kV電壓等級，計算對應的短路電流及容量。根據《電能質量 電壓波動和閃變》GB/T12326-2008“變電站低壓側投切單組無功補償裝置引起所接母線電壓的變動值不宜超過額定電壓的2.5%”的要求，計算投切單組108Mvar電容器下，選擇不同電壓等級的電壓波動值，如表1所示。

表1 不同電壓等級的母線電壓變化（變壓器阻抗采用常規值）

當變壓器低壓側選用35kV電壓等級時，投切單組電容器對低壓側母線波動不滿足要求，其他情況下，電壓波動率均能滿足規程的要求。

4.2 變壓器阻抗

低壓側采用35kV電壓等級，為使低壓側母線電壓波動滿足要求，需提高低壓側短路電流（容量）。然而，短路電流與短路阻抗成反比，提高短路電流，則需減小短路阻抗，電網所受的影響將會增大，系統中開關開斷的短路電流也大。當變壓器短路時，繞組會遭受巨大的電動力并產生更高的短路溫升，給變壓器制造的結構和造價帶來大幅度的增長。一般在電網中很少采用小阻抗變壓器的方法來滿足電壓波動的需求。

4.3 各電壓等級設備造價

根據我國對電壓等級的劃分，一般把110kV電壓等級稱為高壓電網，35kV和66kV電壓等級為中壓電網;66kV和35kV設備在絕緣考慮上相差不大，造價也相近，110kV電壓等級由于絕緣的原因造價比66kV和35kV高不少。由最新的“電網工程設備材料信息價”110kV、66kV和35kV斷路器設備的信息價如表2所示。

每組變壓器需要5組配電裝置，4組電容器和1組電抗器，若低壓側采用35kV電壓等級，低壓側造價約1972萬元（5×20+1×200+4×418）;采用66kV電壓等級，造價約2262萬元;采用110kV電壓等級，造價約3100萬元。綜合考慮低壓側電壓波動、變壓器短路阻抗和設備造價等因素，變壓器低壓側采用66kV電壓等級較合理。

表2 110kV、66kV和35kV設備的信息價表萬元

5.結語

隨著國民經濟的持續、高速發展。電網建設出現大容量、高密度供電需求的新形勢，特別在“十二五”期間，電網的發展呈現超大變電容量的趨勢更加突出。大容量變壓器的應用的逐步普及，為節省變電站占地面積、節省送電線路走廊，提高輸變電的可靠性，解決大容量、高密度輸變電的問題提供一個有效、可行的解決方案。500kV兩江站采用1500MVA變壓器，綜合電壓波動、設備電動力和設備制造力和變壓器自身的經濟性，變壓器低壓側推薦采用66kV電壓等級。

參考文獻

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[3]簡翔浩，孔志達.1500MVA大容量變壓器在500kV樞紐變電站的應用[J].電力建設，2011.

作者簡介：孫明剛（1979—），男，重慶人，碩士，中級工程師，現供職于國核電力規劃設計研究院重慶有限公司，研究方向：電力系統規劃。