變壓器容量的選擇與計算

1、變 壓 器 容 量 的 選 擇 與 計 算【摘要】電力變壓器是供配電系統(tǒng)中必不可少且應(yīng)用極廣的設(shè)備，正確合理地選擇 變壓器，是電力系統(tǒng)經(jīng)濟、安全、可靠地運行的保證，在節(jié)能降耗方面也有重要意 義。本文詳細地闡述了根據(jù)系統(tǒng)負荷選擇變壓器的方法和步驟。【關(guān)鍵詞】變壓器計算負荷無功補償電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的 合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的形式及其可靠與經(jīng)濟有著重要影響。所 以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺數(shù)和容量，是主接線設(shè)計中一個主要問題。一、臺數(shù)選擇變壓器的臺數(shù)一般根據(jù)負荷等級、用電容量和經(jīng)濟運行等條件綜合考慮確定。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝

2、設(shè)兩臺及以上變壓器：1. 有大量一級或二級負荷在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時，多臺變壓器可保證一、 二級負荷的供電可靠性。當(dāng)僅有少量二級負荷時，也可裝設(shè)一臺變壓器，但變電所 低壓側(cè)必須有足夠容量的聯(lián)絡(luò)電源作為備用。2. 季節(jié)性負荷變化較大根據(jù)實際負荷的大小，相應(yīng)投入變壓器的臺數(shù)，可做到經(jīng)濟運行、節(jié)約電能。3. 集中負荷容量較大雖為三級負荷，但一臺變壓器供電容量不夠，這時也應(yīng)裝設(shè)兩臺及以上變壓器。當(dāng)備用電源容量受到限制時，宜將重要負荷集中并且與非重要負荷分別由不同 的變壓器供電，以方便備用電源的切換。二、容量選擇變壓器容量的選擇，要根據(jù)它所帶設(shè)備的計算負荷，還有所帶負荷的種類和特點來確定。首先要準確求

3、計算負荷，計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。確定計算負荷目前最常用的一種方法是需要系數(shù)法，按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計 算負荷的基本公式為：有功計算負荷（kw）卩十懇二心巳無功計算負荷（kvar）Qc二Pcta視在計算負荷（kvA） S廠二cos®計算電流（A）Sc式中Un用電設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓（kV）Kd需要系數(shù)；例如：某380V線路上，接有水泵電動機5臺，共200kW另有通風(fēng)機5臺共55kW 確定線路上總的計算負荷的步驟為（1） 水泵電動機組查表得 心=0.7 0.8（取心=0.8），cos即=0.8，tan 0.75，因此（2）通風(fēng)機組查表得 Kd=0.7 0.8（取

4、Kd=0.8）， cos =0.8，tan =0.75，因此考慮各組用電設(shè)備的同時系數(shù)，取有功負荷的為K、.P=0.95，無功負荷的為K.q =0.97，總計算負荷為計算出設(shè)備的計算負荷后，就可選擇變壓器了。變壓器的容量Sn.t首先應(yīng)保證在計算負荷Sc下變壓器長期可靠運行。對僅有一臺變壓器運行的變電所，變壓器容量應(yīng)滿足下列條件考慮到節(jié)能和留有余量，變壓器的負荷率一般取70%85%對兩臺變壓器運行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：滿足總計算負荷70%勺需要，即Sn.t - 0.7Sc ；滿足全部一、一級負何Sc（-7）的需要，即Sn.t -Sf條件是考慮到兩臺變壓

5、器運行時，每臺變壓器各承受總計算負荷的50%負載率約為0.7，此時變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總計算負荷時，只過載40%可繼續(xù)運行一段時間。在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級 負荷。條件是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負荷的供電。當(dāng)選用不同容量的兩臺變壓器時，每臺變壓器的容量可按下列條件選擇：SN .T1 ' Sn.T2 Sc且另外，變壓器的容量應(yīng)滿足大型電動機及其他沖擊負荷的起動要求，并滿足今 后5-10年負荷增長的需要。再回到上例中，綜合計算結(jié)果為：組別額定功率需要系數(shù)功率 因數(shù)功率因 數(shù)正切有功功率無功功率視在功率有功功率 同期系數(shù) (0.

6、80.9)無功功率 同期系數(shù)(0.930.97)用電設(shè)備Pe(kW)Kdcos $tg $Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kV.A)KpKq水泵電動機2000.80.80.75160120200通風(fēng)機550.80.80.75443355合計255204153255同時系數(shù)0.7940.766193.8148.4244.10.950.97按照變壓器的負荷率一般取70%r 85% (這里取70%進行計算:所選變壓器的容量為：244/0.7=348.6kvA故可選400kvA的變壓器。若有無功功率補償裝置，可使供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗降低，從而可選較小容量的電力變壓器。如上例情況，在沒有

7、功率補償裝置時，功率因數(shù)為0.794，達不到國家標準，造成電能浪費，假設(shè)要使功率因數(shù)提高到 0.95，無功補償容量QN.C 應(yīng)為：= 84.7kvar所以經(jīng)補償后的結(jié)果為：組別額定功率需要系數(shù)功率 因數(shù)功率因 數(shù)正切有功功率無功功率視在功率有功功率 同期系數(shù)(0.80.9)無功功率 同期系數(shù)(0.930.97)用電設(shè)備Pe(kW)Kdcos $tg $Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kV.A)KpKq水泵電動機2000.80.80.75160120200通風(fēng)機550.80.80.75443355合計255204153255同時系數(shù)0.7940.766193.8148.4244.10.950.97電容補償84.71補償后0.950.33193.863.7204這時可以算出有補償裝置后，變壓器所選的容量為：204/0.7=291.4因此可以用 315kvA的變壓器就可以了。由此可見，利用無功補償提高功率因數(shù)，可以減少投資 和節(jié)約有色金屬，對整個供電系統(tǒng)大有好處。綜上所述，電力變壓器的選擇取決于計算負荷，而計算負荷又與系統(tǒng)中的負荷 大小和負荷特性以及系統(tǒng)中的功率補償裝