2023-06-09

变压器的容量和数量怎么选择?


  说到变压器,想必大部分电气设计人员都非常清楚了。但是如果说到住宅小区的变压器台数及容量选择,可能很多电气设计人员都是云里雾里的,特别是一些电气设计初学者更是一问三不知了。我们都知道配电变压器简称“配变”,指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。对电的控制一般都是使用配电变压器,配电变压器主要是为了让交流电更有效的传输,有些地区将35千伏以下(大多数是10kV及以下)电压等级的电力变压器。那么问题来了,我们在电气设计中,变压器的容量和数量到底应该怎么选择呢?下面本文用典型实例给大家讲一讲,看完文章希望能给广大电气设计人员一些参考。
  01前言:
  02变压器单台容量与数量确定方法:
  变压器单台容量与数量,需要结合负荷计算来确定。
  例如住宅,每单元30户(系数可以取0.6),每栋楼60户(系数可以取0.5),变压器240户(系数可以取0.4)。系数的选择,是根据实际户数的。可参考下表。
  住宅建筑采用本规范表3.3.1中的用电负荷量进行单位指标法计算时,还应结合实际工程情况乘以需要系数。住宅建筑用电负荷需要系数的取值可参见表3。
  表3中的需要系数值给出一个范围,供设计人员参考使用。住宅建筑因受地理环境、居住人群、生活习惯、入住率等因素影响,需要系数很难是一个固定值,设计人员取值时应考虑当地实际工程状况。
  表3每套住宅用电负荷和电能表的选择
  03典型实例解析:
  典型实例:变压器选择,共计900户,三相配电系数按0.26,每户按6kW,计算负荷为900*6*0.26=1404kW,按功率因数0.9,负载率不宜超85%来考虑,1404/0.9/0.85=1835kVA,取2000kVA。
  如果是一台变压器,选择2000kVA的变压器没有问题。但是各地有不少地方对单台最大容量有限制(例如天津公变单台不允许超1000kVA,每个变配电室最多4台变压器),此时只能选择两台变压器,那么选择多大?两台1000kVA?注意此时2000不一定等于两个1000,应该说是大于等于。
  两台变压器的话,每台变压器带450户,系数需要按0.30-0.40,可取0.35或0.40,以0.35来计算,450*6*0.35=945kW,按功率因数0.9,负载率不宜超85%来考虑,945/0.9/0.85=1235kVA,取1250kVA。当要求最大单台容量不超1600kVA时,900户需要选择两台1250kVA变压器。当要求最大单台容量不超1000kVA时,900户需要选择两台1250kVA变压器,已经大于1000kVA,不符合要求,需要三台变压器。
  三台变压器的话,每台变压器带300户(查上表75-300户系数按0.40-0.45,户数是上限,系数就按下限),需要系数按0.40,300*6*0.40=720kW,按功率因数0.9,负载率不宜超85%来考虑,720/0.9/0.85=941kVA,取1000kVA。
  通过以上计算可知,900户按三相配电,每户6kW,变压器计算和选择,根据最大单台容量不同要求有这样几种结果:1台2000kV,2台1250kV,3台1000kV。(注意:如果先按900户计算出2000kVA,然后选择两台直接是2*1000kVA或者四台直接是4*500kVA是错误的!因为系数不同!!)
  以上只是基本原理和基本方法介绍,实际当中同样100平米住宅,江苏、上海等地指标高,高的达到低的2-3倍,同时变压器那里的系数也有要求,往往不允许太低,一般各地要求不允许低于0.4-0.5。这样变压器总容量就会大很多。
  仍然按上面例子的基本条件来算,10万平米小区,共计900户,按一户100平米。如按某地指标,每户12kW,变压器那里系数最小取0.5,单台变压器最大800,单个变电站最多四台变压器。
  计算容量为:
  900*12*0.5/0.9=6000kVA
  考虑负载率不超85%
  6000/85%=7058kVA
  单台最大800kVA
  7058/800=8.8
  如此看,2个变电站最多8台800的,还不够,至少需要3个站。此外不少地方还要求公变和专变都设置,变电站会更多。
  而在某地,无明确要求,允许用2000变压器,指标按规范,10万平米小区,一个2000变压器就够了,20万平米,两台也就够了。从容量角度考虑一个站就够了,供电半径有的地方也不严格。由此可见,各地差异极大。做实际项目的时候不可以想当然,必须结合当地要求。
  住宅,地方性极强。必须正视这个差异,有时候是颠覆性的差异。
  公建,供电局只管高压部分,所以低压部分极少限制。一般对变压器容量限制较小,对供电半径要求也低。因此更加灵活,更能体现设计水平。用电指标,变压器容量,变电站面积,变电站层高,排布等。