變壓器容量的選擇與計算

變 壓 器 容 量 的 選 擇 與 計 算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(jì)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(fù)荷等級、 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，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負(fù)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(fù)荷的供電可靠性。當(dāng)僅有少量二級負(fù)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。季節(jié)性負(fù)荷變化較大根據(jù)實際負(fù)荷的大小，相應(yīng)投入變壓器的臺數(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負(fù)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(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)備的計算負(fù)荷，還有所帶負(fù)荷的種類和特點(diǎn)來確定。首先要準(zhǔn)確求計算負(fù)荷，計算負(fù)荷是供電設(shè)備計算的基本依據(jù)。確定計算負(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)備組計算負(fù)荷的基本公式為：有功計算負(fù)荷（

kw）Pc

Pm

KPd e無功計算負(fù)荷（kvar）QPtanccPc視在計算負(fù)荷（kvA）Sccos計算電流（A）Ic SC3UN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)；Pe——設(shè)備額定功率；KΣq——無功功率同期系數(shù)；KΣp——有功功率同期系數(shù)；tanφ設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。例如：某380V線路上，接有水泵電動機(jī)5臺，共200kW，另有通風(fēng)機(jī)5臺共55kW，確定線路上總的計算負(fù)荷的步驟為（1）水泵電動機(jī)組需要系數(shù)Kd=0.7~0.8(取Kd=0.8)，cos0.8，tan0.75，因此（2）通風(fēng)機(jī)組需要系數(shù)Kd=0.7~0.8(取Kd=0.8)，cos0.8，tan0.75，因此考慮各組用電設(shè)備的同時系數(shù)，取有功負(fù)荷的為KP0.95，無功負(fù)荷的為Kq0.97，總計算負(fù)荷為計算出設(shè)備的負(fù)荷后，就可選擇變壓器了。變壓器的容量 SN.T首先應(yīng)保證在計算負(fù)荷 SC下變壓器長期可靠運(yùn)行。對僅有一臺變壓器運(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%。對兩臺變壓器運(yùn)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：①滿足總計算負(fù)荷70%的需要，即SN.T0.7SC；②滿足全部一、二級負(fù)荷SC()的需要，即SN.TSC()。條件①是考慮到兩臺變壓器運(yùn)行時， 每臺變壓器各承受總計算負(fù)荷的50%，負(fù)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(fù)荷時，只過載40%，可繼續(xù)運(yùn)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(fù)荷。條件②是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負(fù)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.T2SC且另外，變壓器的容量應(yīng)滿足大型電動機(jī)及其他沖擊負(fù)荷的起動要求，并滿足今后 5-10年負(fù)荷增長的需要。再回到上例中，綜合計算結(jié)果為：額定需要功率功率因有功無功視在有功功率無功功率組別同期系數(shù)同期系數(shù)功率系數(shù)因數(shù)數(shù)正切功率功率功率(0.8~0.9)(0.93~0.97)用電設(shè)備Pe(kW)KdcosφtgφPjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kV.A)KpKq水泵電動機(jī)2000.80.80.75160120200通風(fēng)機(jī)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(fù)荷率一般取 70%~85%（這里取70%）進(jìn)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(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，在沒有功率補(bǔ)償裝置時，功率因數(shù)為 0.794，達(dá)不到國家標(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：額定需要功率功率因有功無功視在有功功率無功功率組別同期系數(shù)同期系數(shù)功率系數(shù)因數(shù)數(shù)正切功率功率功率(0.8~0.9)(0.93~0.97)用電設(shè)備Pe(kW)KdcosφtgφPjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kV.A)KpKq水泵電動機(jī)2000.80.80.75160120200通風(fēng)機(jī)550.80.80.75443355合計255204153255同時系數(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，利用無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)， 可以減少投資和節(jié)約有色金屬， 對整個供電系統(tǒng)大有好處。綜上所述，電力變壓器的選擇