浅谈配电网变压器容量确定的方法.docx

1、浅谈配电网变压器容量确定的方法 摘 要 : 对于变压器的经济运行，应根据其现有的技术参数结合实际负荷情况及现场情况，选择合理的运行方式及容量，以便能够实现变压器的经济运行，减少有功功率的损耗。在综合考虑用户负荷的情况下，在工程设计中应尽量保证变压器在 50% 85%利用率情况下工作，这样既考虑到节能，又综合考虑了初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，以及其使用期内预留适当的容量，最大限度满足用户的需求 . 关键词 : 变压器容量；计算方法；经济负荷系数；节能负荷系数 0 引言： 配电变压器 (以下简称 “ 配变 ”) 作为供电网络的最低电源端，上与主网连接，下与用户侧连接，容量、安

2、装位置的选择直接影响主网主变压器容量的确定 ;同时，影响用户侧用电负荷的合理布置、优化接人，对区域供电负荷的供电承载能力起着关键的作用。 1 选择变压器容量应考虑的因素 选择变压器是一个多种因素的经济问题 ，需要考虑变压器的负荷状态、负荷性质、年损耗小时数、变压器价格、 地区电价、负荷增长情况、变压器过载能力等。对用户来说，既希望变压器的容量不要选得过大，以免增加投资；又希望变压器的运行效率高，电能损耗小，以节约运行费用 。这是一对矛盾的两个对立面。因此，选择变压器应考虑以下几个因素： 1)额定容量应能满足全部用电负荷的需要，不使变压器长期处于过载状态下运行。 2)对于具有 2台及以上变压器的

3、变、配电所，应考虑其中 1台变压器故障时，其余变压器满足全部负荷的需要。 3)选用的容量种类尽量少，以达到维修方便及减少备件的目的。 4)变压器的经常负载应以大于变压器额定容量的 60%为宜。 5)变压器容量过大 ，可能会使低压线路延长 ，增加线路损耗。 6)不过分增大备用容量 ，否则，不仅会增加投资而且因为负荷系数过低，功率因数低，使电网损耗增加。 7)为限制低压侧短路时的短路电流，配电变压器容量不宜超过 1000 kVA。 2 考虑负载发展选择变压器容量 1) 5 年内电力发展目标明确，变动不大 ，且年负荷不低于变压器容量 30%时的容量确定为： 式中 ， SN 为配电变压器在 5 年内所

4、需容量 , kVA； P 为 5年内的有功负载， kW； Ks 为同时率 ,一般为 0.7 0.8； cos 为功率因数 ,一般为 0.8 0.85； 为变压 器效率，一般为 0.8 0.9 。 2)当 5年内电力发展目标不明确或是实施波动性较大，且当年的负载比较明确时变压器容量的确定为： 式中， PH为当年的用电负载， kW； K1为负载分散系数，一般为 1.1； K2 为负载发展系数，一般为 1.3 1.5； K3 为变压器经济负荷系数，一般为 0.6 0.7； cos 为功率因数，一般为 0.8 。 3 按配电变压器效率最高时的负荷率来选择容量 当计算负荷确定后，变压器的容量为 ，有功计

5、算负荷；变压器负荷率；补偿 后的功率因数 当 时效率最高。约为变压器容量的 50%-60%。 4 按配电变压器年有功电能损耗率最小时节能负荷率计算容量 由于实际负荷总在变化，无法精确计算变压器的电能损耗。但对于有些电力用户，最大负荷利用小时数，最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计得出来近似计算。 变压器投运时间； 年最大负荷损耗时间，由最大负荷利用时间查关系曲线得来。 年有功损耗电能 当时，有最小值，得出 对于高层写字楼，五天工作制，类同于单班制生产，取 0.85 0.98，高层建筑中以商业为主的，相当于两班制，取 0.71 0.85 按配电变压器经济负荷率计算容量 理论分析可知，用微小的年电

6、能损耗率增加换取变压器容量较大的减少， 使一次性投资明显降低，因此当在 1 1.3 范围时，经济负荷率 按经济负荷率选出的变压器容量，比节能负荷率选出的容量降低一级，由此做到了节能与经济性的相对统一，显然是一种既科学又合理的方法。 常见负荷计算的方法 以上几种计算容量的方法，因涉及有功的计算负荷，笔者经过多年的业 务研究 ，对负荷计算提出以下方法。 1)对于住宅用电 在负荷计算时采用需要系数法。按照收集到客户建筑面积水平，并依据下表 1取单套用电标准。 住宅负荷总 = Kx 单套用电标准 对应套数 Kx 需要系数，查表 2得到。 2)对于商铺用电，办公用电 因只能掌握大概的建筑面积，参照国家相

7、关设计规范，商铺按 100 w/m2，办公用电按 80 w/m2 考虑配置。综合同时率按 0.6 考虑。 在以上负荷计算完毕后，累计计算值后乘以同时系数 0.9，再除以功率因素即为小 区实际应用的变压容量。因小区用电功率因素较高，可以选取0.9 1.0。 根据计算容量配置变压器容量，台数。住宅小区采用的变压器应选用干式变压器，且单台容量不应超过 1000kVA，大于 1000kVA 的用电需求应配置2 台及以上变压器。 3)公共用电 公共用电包括住宅公共照明及公共电力负荷，在统计公共用电设备负荷后，取 0.8 的需用系数。 表 1 住宅、商业和办公用电负荷估算 用户类型 功率或负荷密度 住宅

8、建筑面积 80?O 4 kW/ 套 建筑面 积 81 -120?O 6kW/套 建筑面积 121 -150?O 8kW/套 其他 12kW/套 商铺用电 100W/?O 办公用电 80W/?O 表 2 需用系数表 户数 3 4 6 8 10 12 14-16 18-21 24-100 100-200 200 以上 Kx 1 0.95 0.8 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.35 0.3 4)其他用电 专变用户用电常见有施工用电、办公用电、生产用 电。专变用电应逐一统 计用电设备的参数，查表确定各类设备的需要系数与功率因数值，按照负荷性质分类、分组计算后累加。特别提起注

9、意的是起重机、电焊机不能简单使用铭牌额定值计算，要通过暂载率进行换算。 实际工作中，经常存在建设单位在未确定施工企业前要求电通，因此无法提供准确的用电负荷情况，对于这种情况，只能结合用户的工期，建筑规模估算。笔者办理施工用电的实际需用负荷统计情况如下： 表 3 实际负荷统计表 地址 用电情况 最大有功负荷 功率因数 容量（ kVA） 阳光花 园小区 小区建设 208kW 0.89 233 书香名苑小区 小区建设 240kW 0.75 324 凯龙小区 小区建设 172 kW 0.83 207 锦绣江山 小区建设 146 0.75 194 通过以上数据分析，对于无法准确提供施工用电设备的施工负荷

10、，选取变压器容量时根据工期情况考虑在 200kVA至 400kVA间选取。工期建设较紧的建设项目，要结合实际增大容量配置。 结论 1）负荷平均负荷系数越高，为达到损耗小，要选损耗比越小的变压器；平均负 荷系数越低，要选损耗比越大的变压器。 2）将平均负荷系数乘以一个大于 1的倍数，通常区取 1 1.3，作为获得最佳效率的负荷系数，然后计算变压器应具备的损耗比。 3）对于实际负荷，变压器本身应具有较佳的损耗比，且总损耗最小，即空载和负载和尽可能地小。 参考文献： 戴瑜兴、黄轶兵、梁志超 .民用建筑电气设计手册（第二版） .北京 : 中国建筑工业出版社 ,2007. 李兴林 .注册电气工程师考试辅导教材及复习解题供配电专业技能部分（第二版） .北京 : 中国建筑工业出版社 ,2007. 皇甫学真、李韵涛、邱野、白忠敏、宇文争营、李成、张军、王涛、郭晓斌、何炜斌、王东 .中国南方电网城市配电网技术导则 .本导则有中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准 . 【作者简介】 : 李桃 ( 1975 ) , 女 , 云南临沧人 , 助理工程师 , 主要从事电力营销业扩报装技术工作 注：文章内所有公式及图表请用 PDF 形式查看。 2390