2018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.http://
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 φ为功率因数 ,一般为 0.8～0.85；η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 φ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 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，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
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