徐则诚 王树清 董晓宁

摘要：卡洛特水电站装机容量为72万kW，是“中巴经济走廊”水电投资项目，电站主变压器各项技术指标、参数的选择以及制造、运输、安装方案的确定等应满足其环境要求。介绍了卡洛特水电站概况、电气主接线方案，通过对交通运输情况的分析，选出适合该工程的主变压器设备。最后结合工程枢纽布置、厂房布置，对所选变压器进行了合理的布置设计。

关键词：主变压器;单相变压器;卡洛特水电站;巴基斯坦

中图法分类号：TV734.2 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.11.018

文章编号：1006 - 0081（2021）11 - 0080 - 04

0 引 言

巴基斯坦卡洛特水电站是吉拉姆（Jhelum）河规划5个梯级电站的第4级，大坝位于巴基斯坦旁遮普省卡洛特桥上游1.75 km，距离下游的曼格拉大坝74 km，西距伊斯兰堡直线距离约55 km。卡洛特水电站枢纽为Ⅱ等大（2）型工程，主要由电站厂房、泄水建筑物、大坝、电站引水及尾水系统等组成。工程为单一发电任务的水电枢纽，电站装机容量72万kW（720 MW），装机4台，单机容量为18万kW（180 MW），保证出力11.61万kW（116.1 MW），多年平均年发電量32.06亿kW·h，年利用小时数4 452 h。

卡洛特水电站拟供电范围为巴基斯坦国家电网的一部分，生产的电能将传输至古杰兰瓦拉（Gujranwala）、拉合尔（Lahore）和拉瓦尔品弟（Rawalpindi）负荷中心，这3个负荷中心构成系统的最大负荷需求。工程建设将对所在地和供电区经济社会的发展起到促进作用，可提高当地的供电保证率，并能带动地方工业的发展，提高当地居民生活质量和就业率。

卡洛特水电站作为巴基斯坦国家电网的重要电力来源，对电力系统的安全稳定起着至关重要的作用，主变压器作为卡洛特水电站重要电气设备，其选型与布置方案非常关键。受地下空间和运输条件的限制，卡洛特水电站的主变压器布置也成为工程中的难点。

1 电气主接线方案

卡洛特水电站连接到电力系统的电压等级为500 kV，架空出线两回，一回通过艾略特（Aliot）到达NJ电站，长度约为99 km;另一回连接古杰兰瓦拉变电站，长度约为198 km。综合考虑电气设备投资、运输和布置，以及运行灵活、维护方便、接线清晰和供电可靠性，卡洛特电站电气主接线中发电机和变压器的组合方式采用“一机一变”组成4个单元接线，500 kV侧采用3/2接线，电气主接线详见图1。

2 变压器选型设计

发电机与主变压器单元接线时，主变压器容量应不小于1台发电机的视在功率。变压器的型式选择及性能参数需考虑交通运输条件、环境温度等方面的影响。

2.1 交通运输情况

根据机组容量，推荐机电设备重大件运输路线为海运转公路运输方案，即重大件由上海港起运，经中国南海、马六甲海峡、印度洋至卡拉奇港卸船起岸，转公路经拉合尔、拉瓦特（Rawat）、本多里至坝址。该运输线路海运里程10 000 km，巴基斯坦境内运输里程1 580 km。

卡拉奇港是大型的港口，码头的设施较完备，可满足7.5万t以上的船舶靠泊，堆场面积也较大。港口装卸设备有各种岸吊、可移式吊、集装箱吊、浮吊、胎式龙门吊、铲车及牵引车等，其中浮吊的最大起重能力达125 t。公海上常年有150～300 t移动式船吊可以租赁。

重大件设备在巴基斯坦境内从卡拉奇港到坝址公路运输总里程为1 580 km，沿途道路条件较好，公路线形和坡度等符合电站大型设备的通行条件。按巴基斯坦路桥设计标准（英国标准），可以满足120 t以下货物通行（车货总重200 t）。

从卡拉奇港起岸转公路运输方案可满足重大件运输要求，该方案运输过程中转运环节和关口相对较多，途经中国和巴基斯坦两个国家。

2.2 主变压器选型

主变压器的额定容量根据所连接的水力发电机组的额定容量进行选择，由于卡洛特水电站采用单元接线，且单机容量为180 MW/225 MVA，所以525 kV主变压器的额定容量选择225 MVA。主变压器的选型还需要考虑电站的地理位置和交通情况等运输条件。若采用三相变压器，运输重量将超过120 t，受运输条件的限制，该电站选用满足运输条件的单相变压器，3个单相变压器充氮后运输重量为65 t，单相变压器容量为75 MVA，3台单相变压器组总容量为225 MVA，3台单相变压器组成一个三相变压器组。

水电站大型变压器的冷却方式可采用风冷或水冷。风冷方式布置和运行维护简单，但噪音较大，对通风散热有一定的要求;水冷方式冷却效率高、噪音低，但水冷却器受冷却水水质影响较大，且电站需设置相应加压供水系统，设备及布置较复杂[1-2]。采用强迫油循环风冷方式为卡洛特水电站主变压器冷却方式的原因有如下两点：①卡洛特水电站的水质泥沙含量较高，以至于很难达到水冷却器的水质要求;② 主变压器布置在半敞开式的通风、散热条件好的电站上游副厂房主变压器室内[3]。

2.3 主变压器性能参数

主变压器主要性能参数如下：

2.4 主变压器布置

位于主厂房机组段水轮机层的上游侧的主引出线与变压器低压端子连接路径如下：采用396.10 m中心高程的离相封闭母线穿出机坑墙至391.0 m高程的上游副厂房，然后转90°弯垂直沿墙向上穿越398.5 ，405.5 m和411.5 m高程楼板至419.0 m高程，最后转90°弯连接至主变压器低压端子。图2和图3为主变压器及离相封闭母线布置图。

高程为419.0 m的上游副厂房的每个机组段内布置了12台525 kV的主变压器，备用变压器布置在了高程同为419.0 m的安装场段，备用变压器的低压侧与封闭母线相连接，高压侧与GIS的连接采用了油/SF6套管，主变压器正上方连接高程为431.0 m的500 kV GIS室。主变压器运输轨道敷设在主变压器室外上游侧，户外运输轨道与每个主变压器小室的运输轨道对接。B相变压器室左侧小间通过穿墙套管与1～3号主变压器中性点连线相连接，且经电流互感器接地;3号主变压器B相变压器室左侧小间通过穿墙套管与4号主变压器中性点连线相连接，经电流互感器接地。

3 結 语

在巴基斯坦卡洛特水电站主变压器选型及布置的设计过程中，根据工程特点、在电网中的作用及其接入系统方案，结合工程施工要求及枢纽布置，对电气主接线方案、主变压器选型及其布置进行了介绍，可供同行在类似工程中借鉴参考。

参考文献：

[1] NB/T 35044-2014 水力发电厂厂用电设计规程[S].

[2] 陈丹燕. SL水电站主变压器选型与布置应用设计[J]. 水电站机电技术，2020，43（7）：27-29.

[3] 王树清，崔磊，曾江华，等. 巴基斯坦卡洛特水电站电气一次设计[J]. 水利水电快报，2020，41（3）：86-91.

（编辑：李 晗）

Selection and layout of main transformer for Karot Hydropower Station

XU Zecheng，WANG Shuqing，DONG Xiaoning

（Changjiang Survey，Planning， Design and Research Co.，Ltd.， Wuhan 430010，China）

Abstract： Kalot Hydropower Station， with installation capacity of 72×104 kW， is first hydropower investment project in the "China-Pakistan Economic Corridor"， so the higher request is put forward to the various specifications， parameters  the manufacture， transportation， installation of main transformer， etc. . This paper introduces the general situation of Karot Hydropower Station and the key single line diagram， and by analyzing the traffic and transportation conditions， selects the main transformer equipment for the project. Finally， combined with the layout of the project and powerhouse， a reasonable layout design of the selected transformer is carried out.

Key words：main transformer; single-phase transformer; Karot Hydropower Station; Pakistan