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(xiàn)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(lèi)型、臺(tái)數(shù)和容量，是主接線(xiàn)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：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。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。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。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(lèi)和特點(diǎn)來(lái)確定。首先要準(zhǔn)確求計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的

3、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）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）Qc二Pc tan視在計(jì)算負(fù)荷（kvA）SAcob計(jì)算電流（A）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(xiàn)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(xiàn)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=0.70.8 （取 Kd =0.8 ） ， cos =0.8 ， tan=0.75 ，因此匕巳 uKdjPe = .8x2 kw=16 kwQc.A Pc.1 tan 叫=160kw

4、 漢 0.75 = 120kvar(2)通風(fēng)機(jī)組查表得Kd=0.70.8( 取 ?=0.8) ， cos 0.8 ， tan=0.75 ，因此匕p).2 = Kd.2 P.2 = 0.8 況 55kw = 44kwK “495,無(wú)q.2 =r. 2ta n? 2 =44kw 匯 0.75=33kvar考慮各組用電設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，取有功負(fù)荷的為功負(fù)荷的為Gy =0.97，總計(jì)算負(fù)荷為B=KTp(Kd jPei +Kd2Pe2)=0? 95x(160 + 44)kw=193.8kw pQc 二 K、q(Qc.iQc.2)二 0? 97 (120 33)二 148 ? 41kvarSc = Pc2

5、Qc2 二,193.8 2 148.41 2kvA =244kvASc.3un244kvA-370.7A3 0.38kv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(mǎn)足下列條件 SN .T SC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(mǎn)足以下兩個(gè)條件：滿(mǎn)足總計(jì)算負(fù)荷70徇需要，即Sn.t： 0.7SC ； 滿(mǎn)足全部一、二級(jí)負(fù)荷Sc(-)的需要，即SN.T - ScA-j o條件是考慮到兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器各

6、承受總計(jì)算負(fù)荷的50須載率約為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%T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：SNTI SN.T2 S：且SN.Ti Ss(-)sn.T2 - R另外，變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)足大型電動(dòng)機(jī)及其他沖擊負(fù)荷的起動(dòng)要求，并滿(mǎn)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 切啟功功率無(wú)功功率視在 功率啟功功率同 期系數(shù)(0.

7、80.9)無(wú)功功率同期 系數(shù)(0.93? 0.97)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%r85%這里取70犍行計(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)有功

8、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Q.c應(yīng)為：Qn.c = Q -QC = P C(tan? -tan?)二 244 tan(arccos0.794)-tan(arccos0.95)l=84.7 kvar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 切啟功功率無(wú)功功率視在功率啟功功率同 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