变压器容量的选择与计算【摘要】 电力变压器是供配电系统中必不可少且应用极广的设备，正确合理地选择变压器， 是电力系统经济、安全、可靠地运行的保证，在节能降耗方面也有重要意义本文详细地阐 述了根据系统负荷选择变压器的方法和步骤关键词】变压器 计算负荷 无功补偿电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压 以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可 靠与经济有着重要影响所以，正确合理地选择变压器的类型、台数 和容量，是主接线设计中一个主要问题一、台数选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综 合考虑确定当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：1. 有大量一级或二级负荷 在变压器出现故障或检修时，多台变 压器可保证一、二级负荷的供电可靠性当仅有少量二级负荷时，也 可装设一台变压器，但变电所低压侧必须有足够容量的联络电源作为 备用2. 季节性负荷变化较大 根据实际负荷的大小，相应投入变压器 的台数，可做到经济运行、节约电能3. 集中负荷容量较大 虽为三级负荷，但一台变压器供电容量不 够，这时也应装设两台及以上变压器当备用电源容量受到限制时，宜将重要负荷集中并且与非重要负荷分别由不同的变压器供电，以方便备用电源的切换。
二、容量选择变压器容量的选择，要根据它所带设备的计算负荷，还有所带负荷的种类和特点来确定首先要准确求计算负荷，计算负荷是供电设计计算的基本依据确定计算负荷目前最常用的一种方法是需要系数 法，按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为：有功计算负荷（kw） P二P二K P c m d e无功计算负荷（kvar） q二P tan申 cc视在计算负荷（kvA） s =-Pc- c cos 申计算电流（A）I SI = C—c 3N式中 UNKd用电设备所在电网的额定电压（kv）需要系数；例如：某380V线路上，接有水泵电动机5台，共200kW,另有通风 机5台共55kW，确定线路上总的计算负荷的步骤为（1）水泵电动机组 查表得K =0.7〜0.8（取k =0.8），cos 0.8,ddtan申=0.75，因此P = K P = 0.8 x 200kw = 160kw c.1 d .1 e.1Q = P tan 申=160kw x 0.75 = 120k varc .1 c .1 1（2 ）通风机组 查表得k =0.7〜0.8（取k =0.8），cos申=0.8，ddtan申=0.75，因此P = K P = 0.8 x 55kw - 44kwc .2 d .2 e.2Q - P tan申=44kw x 0.75 = 33k varc .2 c .2 2考虑各组用电设备的同时系数，取有功负荷的为Ky = 0.95，无 yP功负荷的为Ky = 0.97，总计算负荷为 乙qP = Ky (K P + K P ) = 0.95x (160+ 44)kw = 193.8kw c y p d .1 e .1 d .2 e .2Q = Ky (Q + Q ) = 0.97 x (120+ 33) = 148.41k var c y q c .1 c .2S *P2 + Q 2 = J193.82 +148.412kvA = 244kvAc c c二亠二严A 二 370.7 A c <3U 3 x 0.38kvN计算出设备的计算负荷后，就可选择变压器了。
变压器的容量SN.T首先应保证在计算负荷S下变压器长期可靠运行C对仅有一台变压器运行的变电所，变压器容量应满足下列条件S > SN .T C考虑到节能和留有余量，变压器的负荷率一般取70%~85%对两台变压器运行的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容 量应同时满足以下两个条件：① 满足总计算负荷70%的需要，即S〜0.7S ；N .T C② 满足全部一、二级负荷S 的需要，即S > S C（1+口） N.T C（1+口）条件①是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负 荷的50%，负载率约为0.7，此时变压器效率较高而在事故情况下， 一台变压器承受总计算负荷时，只过载 40%，可继续运行一段时间 在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷条件②是考虑 在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电当选用不同容量的两台变压器时，每台变压器的容量可按下列条件选择：S + S > S且N.T1 N.T 2 CS > SN.T1 C(I+n )S >SN.T2 C(I+n)另外，变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动要 求，并满足今后 5-10 年负荷增长的需要 再回到上例中，综合计算结果为：组别额定 功率需要HU系数功率 因数功率因 数正切有功 功率无功 功率视在 功率有功功率 同期系数 (0.8~0.9)无功功率 同期系数 (0.93~0.97)用电设备Pe(kW)Kdcos ©tg©Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kV.A)KpKq水泵电动机2000.80.80.75160120200通风机550.80.80.75443355合计255204153255同时系数0.7940.766193.8148.4244.10.950.97按照变压器的负荷率一般取 70%~ 85%(这里取 70%)进行计算：所选变压器的容量为：244/0.7=348.6kvA故可选 400kvA 的变压器。
若有无功功率补偿装置，可使供电系统的电能损耗和电压损耗降 低，从而可选较小容量的电力变压器如上例情况，在没有功率补偿 装置时，功率因数为 0.794，达不到国家标准，造成电能浪费，假设 要使功率因数提高到0.95，无功补偿容量Q应为：N.CQ = Q 一 Q = P (tan 甲一 tan 0)N.CCCC=244 x [tan(arccos0.794) - tan(arccos0.95)]二 84.7 kvar所以经补偿后的结果为：组别额定 功率需要liu系数功率 因数功率因 数正切有功 功率无功 功率视在 功率有功功率 同期系数 (0.8~0.9)无功功率 同期系数 (0.93~0.97)用电设备Pe(kW)Kdcos ©tg©Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kV.A)KpKq水泵电动机2000.80.80.75160120200通风机550.80.80.75443355合计255204153255同时系数0.7940.766193.8148.4244.10.950.97电容补偿84.71补偿后0.950.33193.863.7204这时可以算出有补偿装置后，变压器所选的容量为：204/0.7=291.4 因此可以用 315kvA 的变压器就可以了。
由此可见， 利用无功补偿提高功率因数，可以减少投资和节约有色金属，对整个 供电系统大有好处综上所述，电力变压器的选择取决于计算负荷，而计算负荷又与 系统中的负荷大小和负荷特性以及系统中的功率补偿装置有关了解 了这两点，可以根据实际情况灵活选择变压器的容量，电力变压器在 运行中，其负荷总是变化的，在必要时允许过负荷运行，但是，对室 内变压器，过负荷不得超过 20%；对室外变压器，过负荷不得超过 30%。