如果变压器容量选得过大，就会使契约电力较大，用户每月需支付很多的基本电费。此外，还会因变压器负荷率降低而降低效益。如果变压器容量选得过小，则会造成变压器过负荷及增加损耗，同时也限制了今后生产的发展。因此，必须确定合适的变压器容量。

变压器容量的确定是一个全面、综合性的技术问题，没有一个简单的公式可以表示。变压器容量的确定与负荷种类和特性、负荷率、需要率、功率因数、变压器有功损耗和无功损耗、电价、基建投资(包括变压器价格)、使用年限、变压器折旧、维护费，以及将来的计划等因素有关。

照明用变压器容量的选择及实例

照明变压器容量可按下式计算：

式中 S ——照明变压器的容量，kV·A;

K t ——照明负荷同时系数，见表1-4;

表1-4　照明负荷同时系数 K t

P z ——正常照明或事故照明装置容量，kW;

α ——镇流器及其他附件损耗系数，白炽灯、卤钨灯、LED灯， α =0;气体放电灯， α =0.2;

cos φ ——光源功率因数，见表1-5。

表1-5　各种照明器的功率因数(参考值)

【例1-1】 某车间有40W荧光灯120只，500W卤钨灯10只、250W高压汞灯22只、180W低压钠灯80只、60W LED灯120只。照明系统单独用一台变压器供电，试选择变压器容量。设该车间的照明负荷同时系数 K t ，荧光灯、LED灯为0.9，卤钨灯为0.8，高压汞灯、低压钠灯为0.7。

解： 各类灯具的功率因数由表1-5查得。

荧光灯cos φ =0.9(有电容补偿)， α =2，其功率为

高压汞灯cos φ =0.55， α =0.2，其功率为

低压钠灯cos φ =0.6， α =0.2，其功率为

卤钨灯cos φ =1， α =0，其功率为

LED灯cos φ =1， α =0，其功率为

因此，

=0.9×(6400+7200)+0.8×5000

+0.7×(12000+28800)=44800(W)≈45(kW)

故可选用S9-63kV·A的变压器。

动力用变压器容量的选择及实例

(1)公式一

式中 S e ——变压器容量，kV·A;

P 2 i ——各电动机输出功率，kW;

ηi ——各电动机效率;

cos φi ——各电动机功率因数。

(2)公式二

考虑数台电动机同时启动，则

式中 P 2 ——电动机输出功率，kW;

η ——电动机效率;

cos φ ——电动机功率因数;

U d %——变压器阻抗电压百分数;

K ——电动机启动电流大于额定电流的倍数;

Δ U %——电动机启动时可允许的电压损失百分数的限值。

如果按公式二计算的结果小于按公式一计算的结果，则应采用公式一的计算结果作为选择变压器的依据。

当动力及照明负荷混合供电时，笼型异步电动机直接启动时的最大功率参考值，见表1-6。

表1-6

表1-6　笼型异步电动机直接启动功率最大值(供参考)

注：10%仅对启动次数很少的情况而言。

【例1-2】 某生产车间动力负荷有以下各型异步电动机：5.5kW 20台，15kW10台，30kW8台，55kW5台，其中可能同时启动的电动机是55kW3台，已知这3台电动机的效率 η 为0.91，动率因数为0.87， K 为6.5;设变压器的阻抗电压百分数 U d %为4.5，要求母线上的电压降不大于10%，试选择供电变压器容量。

解： ①按1.2.2项中公式一计算

S e ≈0.74∑ P 2 i

=0.74×(5.5×20+15×10+30×8+55×5)

=573.5(kW)

故初步选用630kV·A的变压器。

②按1.2.2项中公式二计算

该容量小于630kV·A，因此可选用S9-630kV·A的变压器。

厂用变压器容量的选择及实例

(1)公式一

S e = S sjs + S f

式中 S e ——变压器容量，kV·A;

S f ——考虑将来的增容裕量，kV·A;

S sjs ——企业总计算负荷，kV·A;

P js ——计算有功负荷，kW;

Q js ——计算无功负荷，kvar。

(2)公式二

S e = S / β m

式中 S ——实际使用负荷，kV·A;

β m ——所选变压器最高效率时的负荷率。

(3)公式三

按年电能损耗最小原则选择变压器容量。变压器本身电能损耗费 Y 为

Y =[( P 0 + K G Q 0 ) T +( β 2 P d + K G β 2 Q d ) τ ] δ ×10 -4

式中 Y ——变压器本身电能损耗费，万元/年;

K G ——无功电价等效当量，见表1-7;

表1-7　无功电价等效当量 K G 表

T ——变压器年运行时间，h;

τ ——变压器正常负荷下的工作时间，h;

δ ——电价，元/(kW·h);

P 0 ——变压器空载有功损耗，kW;

Q 0 ——变压器空载无功损耗，kvar;

P d ——变压器负载有功损耗，kW;

Q d ——变压器短路无功损耗，kvar。

(4)公式四

式中 S js ——工厂总视在计算容量，kV·A;

P js ——工厂总有功计算功率，kW;

Q js ——工厂总无功计算功率，kvar;

A P ——年有功电能需要量，kW·h;

A Q ——年无功电能需要量，kvar·h;

α n ， β n ——年平均有功和无功负荷系数，一般取 α n =0.7～0.75; β n =0.76～0.82;

T ——年实际工作时间，h， T 的参考值如下：一班制企业， T =2300h;二班制企业， T =4600h;三班制企业， T =6900h;全年连续工作， T =8760h。

按公式二和公式三选择的变压器容量往往偏大。公式一是按最高效率时对应的负荷率 β m 选择变压器容量，变压器在最高工况下运行，不一定会使企业得到最好的经济效益，变压器容量偏大，会使契约电力增大，企业要多支出这笔费用。公式二只考虑变压器年电能损耗最小这一点，还未考虑其他因素，因此也不是全面的。

【例1-3】 某工具制造厂年用电量约4.6×10 6 kW·h，设有无功补偿(cos φ 为0.9)，试估算变压器容量。

解： 年有功电能需要量为 A P =4600000kW·h

年无功电能需要量为 A Q = A P tan φ =4600000×0.4843kvar·h=2227780kvar·h

设企业生产为三班制， T =6900h，取年平均有功和无功负荷系数为 α n =0.7， β n =0.76，年有功功率、无功功率、视在功率计算值为

变压器容量为

S e =1.3 S js =1.3×1041=1353(kV·A)

可选两台800kV·A的变压器(裕量较大)。

农用变压器容量的选择及实例

农村负荷有其本身的特点，合理选择农用变压器容量，能起到节约电能、提高农网经济效益的作用。

(1)台区负荷的计算

台区用电负荷(最大负荷)可按下式计算

式中 P ——台区用电负荷(最大负荷)，kW;

n ——台区用户数;

K P ——用户用电同时率，如全是电炊、照明等时， K P 可取1，否则小于1;

Δ P %——台区低压线损率，应低于12%;

P 1 ——每户用电负荷(最大负荷)，kW;

N ——每户平均人口;

A i ——年人均用电量，kW·h;

T ——最大负荷利用时间，h。

【例1-4】 某村年人均用电量150kW·h，每户人口平均为4人，最大负荷利用时间为2000h，共有农户100户，同时率为1，设低压线损率为10%，试求台区用电负荷。

解： 每户用电负荷为

台区用电负荷为

(2)最小配电变压器容量的确定

在正常负荷下变压器不应超载运行，因此有

式中 S m ——台区最大负荷视在功率，kV·A;

S e ——所选变压器额定容量，kV·A;

cos φ m ——台区最大负荷时的功率因数，对农村变压器，一般可取0.8。

对于上例， S m =33.3/0.8=41.7(kV·A)，因此可选用 S e 为50kV·A的变压器。

电力排灌站变压器容量的选择

小型电力排灌站的变压器一般为单台，容量为320kV·A及以下，电压为10/0.4kV。

变压器容量可按下式选择：

式中 S ——变压器容量，kV·A;

P 1 ——电动机的额定功率，kW;

η ——电动机的效率;

cos φ ——电动机的功率因数;

——同时投入运行的电动机功率总和;

K 1 ——电动机负荷率，

;

P 3 ——水泵的轴功率，kW;

K 3 ——换算系数，当 P 3 / P 1 =0.8～1时， K 3 可取1;当 P 3 / P 1 =0.7～0.8时， K 3 取1.05;当 P 3 / P 1 =0.6～0.7时， K 3 取1.1;当 P 3 / P 1 =0.5～0.6时， K 3 取1.2;

P 2 ——照明用电总功率，kW;

K 2 ——照明用电同时系数，一般取0.8～0.9。

变压器容量也可按以下简化公式选择：

S =∑ P (1+25%)

式中　∑ P ——电动机总容量，kW。

式中考虑同时率为1。若按此式所算得的变压器容量较小，电动机不能直接启动时，应采用减压启动方式。

一般电动机和变压器容量的配合可参见表1-8。

表1-8　电动机和变压器容量配合参考表

【例1-5】 某排灌站有2台30kW和6台15kW水泵，电动机的效率及功率因数分别为 η 为0.9、cos φ 为0.85和 η 为0.88、cos φ 为0.81;铭牌上标明，30kW水泵的轴功率 P 3 为23kW，15kW水泵的轴功率 P 3 为13kW;照明用电总共1.5kW，试选择该排灌站的变压器容量。

解： 对于30kW水泵， P 3 / P 1 =23/30=0.77，故换算系数 K 3 =1.05，电动机负荷率 K 1 = K 3 P 3 / P 1 =1.05×23/30=0.805。

对于15kW水泵， P 3 / P 1 =13/15=0.867， K 3 =1，电动机负荷率 K 1 = K 3 P 3 / P 1 =1×13/15=0.867。

取照明用电同时系数 K 2 =0.8。

变压器容量为

可选择180kV·A的变压器

若按简化公式选择，则

S =∑ P (1+25%)=2×30+6×15=150(kV·A)

可选择180kV·A的变压器。

调容量变压器容量的选择

(1)调容量变压器的优点

调容量变压器是一种农村专用的节能变压器。它可通过变换挡操作改变变压器的容量，以适应农村用电高峰和农闲季节用电低谷的不同需要，因而大大节约电能，是一种应大力推广的农用变压器。

调容量变压器有自己的系列化产品。例如型号为S9-T，50-25/10型三相调容量变压器，其含义如下：

S表示三相;T表示油浸自冷式调容量变压器;数字9表示设计序号，是低损耗系列变压器;分子数字50表示大挡额定容量为50kV·A;25表示小挡额定容量为25kV·A，分母数字10表示高压侧电压等级是10kV。

调容量变压器采用了两种联结组标号，大容量时为Dyn11，而小容量时为Yyn0。如果由大容量调为小容量，高压绕组联结方式由△接线改变为Y接线，相电压就相应地为大容量时的1/3，低压侧输出电压也就会同倍数降低。

S9-T型与S9型变压器损耗的对比情况见表1-9。

表1-9　S9-T型与S9型变压器损耗对比

(2)调容量变压器容量的选择

调容量变压器的容量要根据具体用电负荷的特点，综合考虑大小两挡容量的需要后再决定。其选择原则如下。

①适用调容量变压器的季节负荷特点　调容量变压器适用于用电负荷季节性变化明显，特别是变动周期较长的用户，如农村、林区、牧区、茶厂、棉花加工厂、糖厂、绳丝厂、棒冰厂、孵坊、农场、蚕场、渔场、排灌站、小水电站、基建工地、有空调单位等。

②大挡容量选择　按最大实际计算负荷留有适当发展裕度来选择。如估计增长幅度较大时，可考虑目前只装一台调容量变压器，将来再增加一台普通变压器的方案，或有更换大一级容量的调容量变压器的可能。

③小挡容量选择　使高峰用电期过后经常负荷率不超过节电临界负荷率。

实际运行中当经常负荷率小于节电临界负荷率时即换成小容量挡，或按最大负荷利用小时核算出年电能节电临界负荷率，当最大负荷率小于此值时便换成小容量挡，但此时节电量较上述少。

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