电力变压器的容量计算.doc

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1、电力变压器的容量计算有关变压器容量计算问题在高层建筑电气设计中，如何合理确定配电变压器的容量，是十分重要的。对于用户来说，既希望变压器的容量不要选得过大，以免增加初投资；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。本文通过对变压器相对年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化的函数关系从中找出主要矛盾及矛盾的主要方面，从而得出一种电能损耗既不高且又节省初投资的配电变压器容量的计算方法。  一、按变压器的效率最高时的负荷率βM来计算容量  当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为：S＝Pjs/βb×cosφ2(KVA)        (1)

2、式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW；  cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9；  βb——变压器的负荷率。  因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。我们知道，当变压器的负荷率为：βb＝βM＝Po/PKH      (2)  时效率最高式中Po——变压器的空载损耗；PKH——变压器的短路损耗。  然而高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，配电变压器一般选用干式或环氧树脂浇注变压器，表一为国产SGL型电力变压器最佳负荷率。表  国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm容量(千伏安)50063080010001250160

3、0  空载损耗(瓦)185021002400280033503950  负载损耗(瓦)48505650750092001100013300  损失比α22.622.693.133.203.283.37最佳负荷率βm%61.861.056.655.255.254.5    由表可见，如果以βm来计算变压器容量，必将造成容量过大，使用户初投资大量增加，另外Pjs是30分钟平均最大负荷P30的统计值，而民用建筑的用电一般在深夜至次日清晨是处于轻载的，且一天运行过程中负荷也时有变化，大部分时间实际负荷均小于计算负荷Pjs，如果按βm计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率βm上，这样

4、不仅不能节约电能且运行在低β值上，则消耗更多的电能，因此按变压器的最佳负荷率βm来计算变压器的容量是不合理的。  二、按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算容量由于实际负荷总在变化，无法精确计算出变压器的电能损耗。然而对于某类电力用户，它的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数据来近似计算。变压器的年有功电能损耗可按下式估算△Wb＝PoTb+PKH(Sjs/S2e)²τ＝PoTb+PKHβ²τ        (3)式中β——计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比  Tb——变压器年投运时间  τ——年最大负荷损

5、耗时间，可由年最大负荷利用时数Tm查出如图一。  用户电力负荷消耗的年有功能为：  W＝βSebcosφTm      (4)    则变压器的年有功电能消耗率为：  △W%＝△Wb/W＝（PoTb+PKHβ²τ）/βS2ecosφTＭ      (5)  令d△W%dβ＝0求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj；βj＝PoTo/PKHτ＝βMToτ      (6)  即配电变压器按照节能负荷率βj计算容量时，其年有功电能损耗率最小。由式(6)可见，变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所对应的τ值，对于高层民

6、用建筑还没有这方面的统计资料，只能参考工业企业的类似资料。Tb按7500h，而根据高层民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范围内选取，因此T0/τ大于1，则βj必大于βM，且βj=(1.3-1.8)βM。从表(1)干式变压器的最佳负荷率βM值，可求出节能负荷率βj。对于高层写字楼，由于五天工作制，且晚上下班后的其余时间均处于轻载，其电力负荷的运行特点，相当于工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.85-0.98；对于高层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦，其相当于工业企业的两班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.71-0.85。由此可见，按节能负荷率计算变压器的容量

7、，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电能损耗小且一次性投资省，是一种可行的方法，然而对相当于两班制生产的电力负荷运行特点的高层建筑，其节能负荷率还不算太高，另本文均针对使用干式变压器而讨论，如果使用S7型节能变压器(某些变电所设于首层或附属楼)，其损失比PKH/P0约为6.25，βM约为0.4左右，则节能负荷率在0.52-0.63之间，从这些可以看出还是有潜力的。    三、按变压器的经济负荷率计算容量  上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负