（1．广东天联电力设计有限公司广州510663；2．广东水利电力职业技术学院广州510925）
摘要：变压器是电网中的关键设备，对其他设备的影响大，变压器选择需考虑的因素多。本文通过对实际工作中的问题总结，理清变压器选择过程，给出变电站扩建工程中选择变压器需要考虑的主要因素。通过在后续工程中的应用，有效提高了变压器选择工作效率，提升设计成品质量。
关键词：变电站；扩建；变压器选择。
0引言
随着经济的发展，一二次产业向用电负荷密度更高的第三产业转型，现有供电区域内供电负荷密度的将逐步提高，现有变电站变压器负荷将不断加重，负载率将逐渐提高，要求有更多的变压器投运，而相对于新建输变电工程项目需要涉及到电网以外较多部门，流程较长，变电站扩建变压器工程不涉及电网以外的部门，因而流程较短，尤其对于负荷迅速增长，供电能力需求迫切的地方，在当地现有的，尚未达到终期规模配置的变电站内，扩建变压器是解决这一问题的最有效手段。
此外为解决变电站变压器“N-1”问题，现状电网中仅有一台变压器的变电站需扩建第二台变压器。
变压器是变电站内的核心设备，变电站工程尤其是扩建变电站工程，前期可行性研究阶段的主要内容便是变压器选择。变压器选择是否合理恰当，直接影响到变电站高压侧出线的导线截面选择、新建变压器与前期变压器能否并列运行、投产后的新增供电能力、电网运行的灵活性和可靠性、远期还影响变电站再次扩建的便利性。
变压器设备的选择，主要涉及容量、绕组间阻抗、变比、变压器分接头、调压方式、容量比、冷却方式等参数。
图1变压器选择主要参数表
1扩建变压器容量选择
变电站扩建工程中，新增变压器的容量选择需要考虑以下因素：
1）变电站供电片区内的负荷预测结果。
根据供电区域内未来5～10年的负荷预测结果，结合电网规划技术原则中“工程投产后，3～5年内不需要再次改造或扩建”的要求，进行变压器容量选择，负荷增长较快的区域变压器容量选择宜取高值。
表1某工程主变容量选择表
由表格可见，选择40MVA主变，在2020年到2025年将重载，但不过载。选择63MVA主变，则变电站在2025年以前均不重载。
1）变电站内现有变压器容量。
当新扩建变压器和站内原有变压器有并列运行要求时，新建设变压器容量需要考虑站内原有变压器容量，变压器并列运行时，两台变压器之间的容量差一般不宜超过1：3①。
需要注意的是当变电站电气主接线是线路变压器组方式时，无法实现并列运行。
当有如下情况时，也可不考虑新建变压器与前期变压器并列运行的要求：①由于现有变压器陈旧，难以采购；②现状变压器容量或其他参数已经不适合当地电网发展，不再继续增加投运；③现状变压器短期内有改造或退运计划。
2）近区电网变压器容量系列
考虑近区电网同电压等级现状变压器容量系列，部分区域电网有“主要设备物资品类优化目录”的，还需要考虑该目录中关于变压器部分的产品类型。尽量选择目录中列出的系列化产品。
3）变电站最高供电负荷&变压器容量
原则上，变电站的最高供电负荷受变压器“N-1”校核限制。因此新扩建变压器选用更大容量时，仅有利于降低正常情况下的变电站负载率，但不能提高“N-1”情况下变电站的最高供电负荷限值。
4）变压器高、中、低压容量比选择：在有并列运行要求时，选择同前期主变一致。没有并列运行要求时，参照新建站变压器容量选择。由于负荷密度或无功补偿需求容量有限，一般220kV及以上的三绕组变压器的低压绕组容量取高压绕组容量的1/3或1/2。
2扩建变压器其他参数选择
除容量参数外，选择变压器还需考虑绕组间阻抗、变比、变压器分接头、调压方式、容量比、冷却方式等参数。
1）变压器变比选择：
在有并列运行要求时，新增变压器的变比一般按照前期变压器变比设置选择，例如前期变压器变比为115/35/10的三绕组设置，本期新增变压器变比也保持和前期相同；没有并列运行要求或特殊情况时，可根据实际负荷需求并结合变电站规划，选择不同于现状变压器变比设置的变压器，这种情况一般出现在变电站有多台主变的情况，一般为在扩建第3台或第4台主变的情况下，变电站供电区内某一电压层级负荷较重或某一电压等级有特殊需求，可针对该电压层级增设不同于其他变压器变比的特殊变比变压器，常见于500kV变电站，其某台变压器为了无功补偿的需要不设110kV而设置35kV电压层级；又例如某110kV变电站，#1和#2变压器为115/35/10三绕组，而#3主变为115/10双绕组设置。
2）变压器调压方式的选择：
变压器调压方式主要有有载调压和无载调压方式两种。随着技术和设备制造水平的提高，现在一般220kV及以下变压器多采用有载调压型变压器。对于大型发电机升压变和330kV及以上的变压器，在其他调压手段能满足要求的条件下宜尽可能选用无载调压变压器。
3）变压器调压分接头选择：
调压分接头选择又分为中间分接头电压的确定和分接头数量选择。在有并列运行要求时，这两者选择均同前期主变一致。没有并列运行要求时，参照新建站变压器分接头选择。
首先，中间分接头电压值的选择主要是根据变电站所在地的电压水平高低选择，当变电站与电源点之间电气距离相对较近的时候，电压水平一般比较高，零分接头电压可就高选择，反之则就低选择。
公用电力系统中变压器一般采用有载调压变压器，分接头数量选择，可参照公共电网中的变压器标准化产品目录系列，110kV及以上电压等级变压器分接头数量一般设置17个（即：±8×1.25），35kV一般设置5或7个。当采用无载调压变压器时，其分接头数量相对较少，每次调压一般位标称电压的2.5%。分接头一般在零分接头两侧对称设置，必要时候，特殊情况下，亦可以不对称。
4）变压器高、中、低压绕组间阻抗选择：
有并列运行要求时，选择同前期主变一致，当无法与前期主变一致时，两变压器阻抗电压值偏差需小于10%，另为了便利主变“N-1”运行时的负荷分配，两台并列运行的变压器容量宜尽量一致，最大容量差不宜超过3：1。
无并列运行要求时，参照新建站变压器阻抗选择，变压器绕组间阻抗的确定，需要考虑本地区短路电流水平，在短路电流水平较高的地区，宜选择高阻抗变压器，以限值短路电流。
5）变压器绕组排列顺序选择：
绕组排列顺序主要考虑变压器正常工作情况下的电力传递和绝缘。铁心是一个对地电极，高压绕组绝缘要求高，将高压绕组放到最外层以增加绝缘距离。另考虑到功率的传递，升压变压器是由低压→高压、低压→中压，高压绕组在外侧，低压绕组在中间。降压变压器是由高压→中压→低压，高压绕组在外侧，低压绕组在内侧。
高压绕组在外侧的另一个原因是，由于高压绕组匝数多，分节头设置相对容易控制精度，因此变压器分接头一般设置在中高压侧，而中高压绕组在低压绕组外侧，有利于调压抽头的引出。
3结论
本文归纳总结在扩建工程变压器选择过程中需要考虑的各种因素，并给出其对变电站现状既有设备的影响，以理清扩建工程中变压器选择思路。在具体工程进行变压器选择时，可在本文的框架下，结合工程实际情况，对各参数进行具体细化并依据相关规范进行确定。
参考文献：
[1]中国南方电网公司220千伏及以上规划技术原则[S].xx出版社，南方电网计[2009]110号.
[2]Q/CSG-2016《110千伏及以下配电网规划技术指导原则》[S].
[3]DL/T572-2010，电力变压器运行规程[S].