變壓器容量的選擇與計(jì)算

1、變 壓 器 容 量 的 選 擇 與 計(jì) 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(jì)、安全、可靠地運(yùn)行的保證，在節(jié)能降耗方面也有重要意 義。本文詳細(xì)地闡述了根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷選擇變壓器的方法和步驟?！娟P(guān)鍵詞】變壓器計(jì)算負(fù)荷無(wú)功補(bǔ)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(duì)變電所主接線的形式及其可靠與經(jīng)濟(jì)有著重要影響。所 以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺(tái)數(shù)和容量，是主接線設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問(wèn)題。一、臺(tái)數(shù)選擇變壓器的臺(tái)數(shù)一般根據(jù)負(fù)荷等級(jí)、用電容量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等條件綜合考慮確定。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝

2、設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：1. 有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時(shí)，多臺(tái)變壓器可保證一、 二級(jí)負(fù)荷的供電可靠性。當(dāng)僅有少量二級(jí)負(fù)荷時(shí)，也可裝設(shè)一臺(tái)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(fù)荷變化較大根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小，相應(yīng)投入變壓器的臺(tái)數(shù)，可做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)約電能。3. 集中負(fù)荷容量較大雖為三級(jí)負(fù)荷，但一臺(tái)變壓器供電容量不夠，這時(shí)也應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。當(dāng)備用電源容量受到限制時(shí)，宜將重要負(fù)荷集中并且與非重要負(fù)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(jì)算負(fù)荷，還有所帶負(fù)荷的種類和特點(diǎn)來(lái)確定。首先要準(zhǔn)確求

3、計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。確定計(jì)算負(fù)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(jì) 算負(fù)荷的基本公式為：有功計(jì)算負(fù)荷（kw）卩十懇二心巳無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）Qc二Pcta視在計(jì)算負(fù)荷（kvA） S廠二cos®計(jì)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(dòng)機(jī)5臺(tái)，共200kW另有通風(fēng)機(jī)5臺(tái)共55kW 確定線路上總的計(jì)算負(fù)荷的步驟為（1） 水泵電動(dòng)機(jī)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(jī)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(shí)系數(shù)，取有功負(fù)荷的為K、.P=0.95，無(wú)功負(fù)荷的為K.q =0.97，總計(jì)算負(fù)荷為計(jì)算出設(shè)備的計(jì)算負(fù)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(jì)算負(fù)荷Sc下變壓器長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。對(duì)僅有一臺(tái)變壓器運(yùn)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(fù)荷率一般取70%85%對(duì)兩臺(tái)變壓器運(yùn)行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺(tái)容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：滿足總計(jì)算負(fù)荷70%勺需要，即Sn.t - 0.7Sc ；滿足全部一、一級(jí)負(fù)何Sc（-7）的需要，即Sn.t -Sf條件是考慮到兩臺(tái)變壓

5、器運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器各承受總計(jì)算負(fù)荷的50%負(fù)載率約為0.7，此時(shí)變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺(tái)變壓器承受總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只過(guò)載40%可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級(jí) 負(fù)荷。條件是考慮在事故情況下，一臺(tái)變壓器仍能保證一、二級(jí)負(fù)荷的供電。當(dāng)選用不同容量的兩臺(tái)變壓器時(shí)，每臺(tái)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(dòng)機(jī)及其他沖擊負(fù)荷的起動(dòng)要求，并滿足今 后5-10年負(fù)荷增長(zhǎng)的需要。再回到上例中，綜合計(jì)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(wú)功功率視在功率有功功率 同期系數(shù) (0.

6、80.9)無(wú)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(dòng)機(jī)2000.80.80.75160120200通風(fēng)機(jī)550.80.80.75443355合計(jì)255204153255同時(shí)系數(shù)0.7940.766193.8148.4244.10.950.97按照變壓器的負(fù)荷率一般取70%r 85% (這里取70%進(jìn)行計(jì)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(wú)功功率補(bǔ)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(méi)有

7、功率補(bǔ)償裝置時(shí)，功率因數(shù)為0.794，達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，造成電能浪費(fèi)，假設(shè)要使功率因數(shù)提高到 0.95，無(wú)功補(bǔ)償容量QN.C 應(yīng)為：= 84.7kvar所以經(jīng)補(bǔ)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(wú)功功率視在功率有功功率 同期系數(shù)(0.80.9)無(wú)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(dòng)機(jī)2000.80.80.75160120200通風(fēng)機(jī)550.80.80.75443355合計(jì)255204153255同時(shí)系數(shù)0.7940.766193.8148.4244.10.950.97電容補(bǔ)償84.71補(bǔ)償后0.950.33193.863.7204這時(shí)可以算出有補(bǔ)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(jiàn)，利用無(wú)功補(bǔ)償提高功率因數(shù)，可以減少投資 和節(jié)約有色金屬，對(duì)整個(gè)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(jì)算負(fù)荷，而計(jì)算負(fù)荷又與系統(tǒng)中的負(fù)荷 大小和負(fù)荷特性以及系統(tǒng)中的功率補(bǔ)償裝