（已结贴）电源电气擂台第九十九期----变压器容量问题 点击：461 | 回复：13
额定容量是100千伏安的变压器，能否带100千瓦的负载？为什么？
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100 千伏安是指变压器的视在功率，变压器在额定负载下，其功率因数若按 0.8 考虑，则该变压器所带有功功率为 P=100 × 0.8=80 千瓦，如果带 100 千瓦的负荷，会使变压器的过负荷运行，变压器温度升高，加速绝缘老化，减少变压器使用寿命。
特殊情况下，变压器短时过负荷运行，冬季不得超过额定负荷的 1/3 ，夏季不得超过 15% 。超负荷运行时间长短的限制决定于变压器的环境温度和超负荷的倍数。
还可以解释为：额定容量是100千伏安的变压器，它的视在功率是100千伏安，它包括有功功率和无功功率，即视在功率S²=有功功率P²+无功功率Q²。
而正常负载线路不可能只是纯电阻电路，包括有容性负载（电容）和感性负载（电动机）等，容性负载和感性负载不但要消耗有功功率，还要消耗无功功率，无功功率会占去一部分资源。100千瓦是有功功率的负荷，所以额定容量是100千伏安的变压器不能带动100千瓦的负载。
额定容量是100千伏安的变压器，不能带100千瓦的负载。因为一旦负载超过额定值一定数量，会引起变压器因过负荷而被烧坏。变压器额定容量计算应留有一定余地。
一.选择配电变压器容量的一般原则
通常，在确定变压器容量以前，应调查了解本单位的用电性质、负荷情况、用电设备数量和容量（千瓦），在哪些季节使用，每天使用多少小时，同时使用的设备总共有多少千瓦、最大一台直接起动的电动机的容量是多少千瓦等。具体地说，选择配电变压器的容量，应遵循以下原则：
（1）要使变压器的容量得到充分利用。一般情况下，所带的负荷应为变压器额定容量的75%左右。
（2）要分析用电负荷的性质和用电设备的同时系数。
（3）为了保证电动机能顺利起动，应考虑最大一台直接起动的电动机的容量与变压器的容量相匹配，即该电动机的容量不超过变压器容量的30%。
（4）变压器的运行要经济、可靠，并有一定的发展余地。
（5）应选择低耗节能型变压器。
二.现结合本行业实际，谈谈变压器容量的选择
确定变压器容量首先要统计厂用负荷。
大型电厂厂用变压器的负荷，决定于机炉类型、燃料种类和供水的情况。高温高压电厂比中温中压电厂，给水泵容量大；燃煤电厂因具有制粉系统，比燃油和燃气的耗电量大。冷却方式用集中江岸水泵房开式循环比闭式冷却塔的耗电大。另外，各种燃料的发热量不同，需要空气量也不同，风机的容量也不同。这几类机械都是厂用电的 容量负荷，一般采用3-6千伏高压电动机。特大型电厂如采用汽动给水泵，它的厂用电即相对降低。由于电厂容量已定，厂用机械设备已选定，只要准确而仔细地统计厂用机械，按照主机满发的要求和厂用电母线按锅炉分段的原则，便可选出所需容量的厂用高压变压器。它的台数，则等于锅炉用电的段数，即一台变压器供给一台炉的厂用母线段。
（一）厂用负荷的计算原则
根据厂用电的重要性，厂用负荷可分为三类，设计时，应考虑重要电动机的自起动。在计算变压器容量时，要考虑变压器连接分段母线上，实际所接电动机的台数和容量，同时分析，它们是经常工作的或是备用的，是短时使用的，或平时很长时间均不使用而一旦使用就运行几天或几周。为了计及这些不同的情况，选出既能满足要求又不致过大的厂用变压器。所以，应按使用时间对厂用负荷进行分类。
（1）经常连续运行的负荷 这类负荷包括除了事故和检修外，均长期不停地运行的电动机。如吸风、送风、排粉、给水、循环水、凝结水等电动机。
（2）经常而间断运行的负荷 这类负荷有疏水泵、压缩空气电动机等。疏水泵只在疏水箱的水位达到一定高度时，才自动启动，将疏水排走，然后又自动停下来。经过一定时间，当水位再次增长时，又自动开动起来。空气压缩机也是如此，当储气柜压力降至某一气压时就自动起动。
（3）不经常但是连续的负荷 这类负荷有备用励磁机、充电机、事故备用油泵等。它们平时不经常使用，但一使用就可能持续几天或几月，比如蓄电池，一般3-4个月充放电一次，但充电一次充电机就需要运行一两天。而事故备用油泵，除了事故时起动外，有时开停机也使用，大型机组的事故备用油泵可能运行几天。至于备用励磁机则可能很久不用，一旦使用，便可能运行半年或一年，直到机组试验时，才恢复工作励磁机。
另外，有一些负荷既不经常也不连续运行，如修理间的行车、检修用电焊机等，则不必仔细计算，设计时让变压器容量留有裕度即可。
上述（1）类负荷应作为该变压器母线分段上的负荷计算；（2）类负荷可不计入变压器容量内，但对于电抗器供电的高压分段应予以计算，因为电抗器一般为空气自然冷却，过载能力很小，故需要准确计算。而变压器过载能力较大，如有加强循环的油泵或风扇，即能适应较多的过负荷；（3）类负荷也应计入变压器容量内。
（二）厂用负荷的计算方法
S=K∑P
式中 S---厂用分段上的计算负荷（千伏安）；
K---需要系数，K=KdKi/ηCOSΦ
∑P---电动机计算容量之和，∑P=P1+P2+P3+.......+Pn
式中 Kd---同时系数；
Ki---负荷率；
η---电动机的平均效率；
COSΦ---电动机的平均功率因数
以上S的计算结果可作为一组电动机的千伏安值，或一段母线上各类电动机的千伏安值。系数K是根据调查统计的结果而得的，一般采用下面的数值：
单独计算给水泵、循环水泵、射水泵的电动机时 K=1
热力发电厂高压3千伏I、II段，无公用段时 K=0.75
热力发电厂低压380伏I、II段，无公用段时 K=0.75
其他电动机 K=0.8--0.85
采用上述方法算出的S值，如接近所选变压器容量的95%时，为了避免变压器过负荷，必要时可采用另一种“轴功率计算法”进行校核，其算式为
S≥Ks∑（Ps/ηCOSΦ）
式中 Ks---电动机轴上所接功率的同时系数，对新建电厂，Ks取0.9，对扩建电厂，Ks取0.95；
Ps---电动机轴功率最大值。
这个公式计算的结果比较偏大，可供校核之用。
（三）变压器容量的确定
选择厂用变压器的容量时，还应考虑周围温度的影响，即
KSn≥S
式中 Sn---变压器的额定容量（千伏安）；
K----年平均温度修正系数。
变压器装于户外时，直接查K。装于户内由主厂房进风时，先查出K″再算K;装于户内但由户外进风时，则先查K′再计算出K。计算公式如下：
K=K′-1/200（t2-t1）
K=K″-1/200（t2-t1）
式中 t1---进风温度；
t2---出风温度。
一般情况下不能。因为额定容量是100千伏安的变压器，它的视在功率是100千伏安，它包括有功功率和无功功率。变压器容量是指变压器一次侧的容量，还要扣除变压器的铜损和铁损，二次侧的容量实际应该比名牌容量小些，一般情况下，可以忽略地认为一二次容量是一样的。
如果在功率因数是1的情况下，可以带与变压器相同的负载。但实际运行过程中，功率因数都小于1，只有在无功补偿非常好的情况下，才有可能接近1。但是功率因数为0.9的时候，100KW就相当于111KVA了，但超10%的负载变压器还是可以承受的，但运行时间是有限的，不能长期运行，如果功率因数再低，那变压器就不一定能承受了。所以一般来说，100KVA的变压器不能带100KW的负载，应该至少选用125KW的变压器。
按国家相关规定：油浸式变压器过载能力及时间：
过载10% 变压器可持续运行 180分钟
过载20% 变压器可持续运行 150分钟
过载30% 变压器可持续运行 120分钟
过载60% 变压器可持续运行 45分钟
过载75% 变压器可持续运行 15分钟
过载100% 变压器可持续运行 7.5分钟
过载140% 变压器可持续运行 3.5分钟
过载200% 变压器可持续运行 1.5分钟
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