浅谈配电变压器最佳容量的选择方式

浅谈配电变压器最佳容量的选择方式

蔡成

（阳江市阳东区东电安装维修有限公司广东阳江529500）

摘要：通过对住宅负荷不同季节的数据测量，给出了目前配电变压器负荷率的一般情况，对变压器的最佳负荷率进行推导，通过给定的负荷曲线找到实际情况下最佳的变压器容量，并对变压器损耗计算过程中需要的年最大负荷利用小时数进行了研究，分析结果可以为设计过程中变压器容量选择提供参考。

关键词：配电变压器；最佳容量；选择方式

引言

配电变压器容量选择是一个多目标多变量决策的过程，是一项要注重技术性、经济节能性为一体的综合性技术难点，配电变压器容量的选择需要以经济运行为前提，因此进行容量选择时，要注重对经济容量选择的优化作用。随着国内外变压器技术制作水平的不断提高，加之对新型材料的应用，传统的容量选择计算方法对现有的变压器设备已不再适用，本文阐述了对配电变压器最佳容量选择方法的几点意见，望给变压器最佳选择上，建立起一种更加合理有效的最佳容量选择方法。

一、配电变压器最佳选择的重要性

配电变压器的电能转换效率与其损耗成反比，要增强配电变压器运行的效率，就要做好其损耗的工作。配电变压器损耗主要由空载损耗和负载损耗构成，两者之和称为变压器总损耗。

配电变压器是电网分配中的最后一级变压器，配电变压器不单单是转换电压的零部件，还在电网中起到分配电压的关键性作用，所以，在电力系统中，配电变压器的数量比较多，其容量也较大，因此，配电电网中的配电变压器的能量损耗在电网中的能量损耗也较多。

若配电网络中的配电变压器的容量选择出现问题，会使得整个电网中的配电变压器能消耗变大，进而造成电网中的电压其成本投入过多，甚至使得变压器的空载损耗增加。若电网中的配电变压器的容量选择比正常值偏小，则会使得配电网络中的配电变压器经常处于空载运行的状态，最终影响变压器的使用寿命，进而造成变压器的空载损耗大于正常值。所以，配电变压器的选型对于电网的长久运行至关重要，需要得到大家的重视。合理实施电网中的配电变压器的容量选择，会使得配电网保持安全性、经济性运行。

二、配电变压器的容量选择方法及经济负荷率的研究

在我国各行各业的发展刺激下，我国电力行业的发展需要逐渐满足人们生产生活的需要，因此被依赖的程度也逐渐增大。一旦在生产的过程中出现停电现象，将会给人们的生产带来严重的影响，最终导致不可估量的经济损失。本文旨在考虑变压选择过程中的变压器节能损耗，在变压器的经济性基础上探讨变压器的容量优化和配置，给相关的从业人员提供一定的帮助。

对一台给定的变压器，其运行效率与功率因数和负荷率有关，且认为功率因数固定不变。我们对变压器在最高的运行效率时的负荷率进行分析，当变压器的空载损耗等于负载损耗时，有最高的变压器效率但是，实际中的变压器负荷随时间变化而变化，即配电变压器的负荷率是时间的函数，并不是任意时刻变压器的负荷率都是定值。因此，计算变压器年电能损耗时，须考虑到负荷曲线（即不同时间时的负荷值）对变压器经济负荷率的影响考虑无功功率对变压器损耗的影响，在变压器的实际运行过程中要消耗无功功率，还应计及无功功率对系统的影响，用无功经济当量来衡量，将无功功效损耗折算成有功损耗。

当前进行变压器的容量选择办法比较多，常见有负荷系数法、变压器电能损耗最低发以及变压器总拥有费用法等。其中，变压器选择的符合系数法是根据当前电网中的规划期间内部的符合情况，根据容量选择比理论计算负荷标称的变压器容量进行配电变压器的选择，这种办法使用起来虽然比较简单，但是不能在选择变压器的过程中即考虑变压器的投资效益，又仔细地参考变压器的损耗情况等变压器的使用经济效益，所以不能符合变压器的节能损耗的运行需要。

电能损耗最小法来进行变压器的选择时，不能充分的考虑变压器的投资情况，因此电能损耗最小的办法来选择变压器的容量具有一定的局限性。而总拥有法在进行变压器的选择时需要考虑较多的因素，比如变压器的投资情况、变压器的运行和维护以及变压器的损耗等，总拥有法在使用的过程中需要计算的过程比较繁琐，在具体的工业操作中并不推荐。除此之外，还有很多变压器的选择办法，这些办法综合了变压器的基础线则办法，通过优化的理论计算和实际的生产搭配使得变压器的选择更加具有科学性。

三、配网变压器的容量优化和配置方法

电网在选择比较配电导线时，若选择的配电导线截面积比较大，则电线铺设的投资就比较大，但是电线在运行的过程中需要的损耗则比较小，若选择的配电导线的截面积比较小，则电线铺设的投资也相对较少，因此配电导线的损耗也相对较低。所以，在配电线的选择则需要考虑导线的横截面积，又需要保证导线的投资较低，是一个较为复杂的过程。在实际的工程建设中，截面导线密度的办法不单单具有一定的科学性还需要具备合理性和经济性，所以十分的便捷。所以，在进行变压器的容量确定的过程中也需要兼顾变压器的投资效益和变压器的运行成本。

本文对变压器的损耗费用进行科学模型的建立，最终找寻具有经济效果的电流密度变压器容量参数的选择，并以此提出较为合适的变压器最佳配置，同时提出配置负载率的理念。把变压器的配置负载率理解成台区规划的最大负荷位于功率和台区配变总安装容量的比值，具体的公式如下所示：γ=SL/ST，其中γ、SL、ST分别是配置负载率、台区负荷的最大视在功率以及总安装量。在实施电网的规划建设时，需要综合分析变压器的投资和损耗以及变压器在投入使用过程中的停电损失，并根据实际的运行效果，得出年费用最小时的安装配变容量值，最终得出最好的配置负载率的值。

四、配电变压器的配置投资分析

在进行配电台区的建设投资费用分析时，需要利用传统的现行模型进行分析，根据现行模型最终得出配电台区的造价以及配电台区的容量二者之间的联系。每座配电台区的搭建成本和配电台区的容量具有线性关系，而配电台区的容量则是配电台区中的变压器数量和每台变压器的容量乘积。配电台区在运行过程中的维护费用具有以下关系。F=KZ，其中K为配电台区的维修概率，而Z则是配电台区的投资成本。

若变压器的容量待定，则变压器在空载过程中的损耗可以使用现行拟合得到其与容量之间的联系。根据电流密度的推导过程进行类比分析，最终得到最佳配置负载率的推到中需要注重符合以及变压器的优化配置容量之间的关系。此外，在该模型中，还需要注重停电损耗的计算。所谓的停电损耗就是若供电发生中断，则用户所经受的损失。配电台区每年的综合费用是通过各个费用叠加而成，主要包含变压器的投资费用、变压器的维护成本以及变压器的损耗费用和停电损耗几个部分。在得出综合费用的过程中，还需要注重变压器的容量下限，进而满足变压器每年的供应最大负荷的需要。

结语

综上所述，可知影响变压器最佳容量的选择以及其经济运行的主要原因，是对综合有功损耗性能参数的取值。在实际生产中，结合实际地区用电量调查统计，中小型变压器的负载率一般取值为50%-80%之间，并非在经济运行范围内，造成长期电能浪费。为此建议设计生产及尤电力系统内部技改时，可以适当降低变压器电流绕组密度，将运行效率合理利用。

参考文献：

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