罗猛 陈冲 孙哲

摘 要：介绍变电站容量选择需要考虑的因素和变压器经济运行应具备的条件，依据供电区域内负荷性质，结合实际应用实例进行分析计算，选择变压器的容量。

关键词：变电站： 变压器； 容量选择； 经济运行

变电所设计规程规定：主变压器的台数和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。建设、扩建和变压器增容的台数和容量的选择，一般根据常规经验和设计者的观点来进行，结合相关规程制度，一般都应考虑如下因素：

（1）新建变电站变压器容量应满足5～10年规划负荷的需要，应能满足供电区域内用电负荷的需要。

（2）有重要负荷的变电所应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的一级和二级负荷；一般性变电所，当一台主变停运时，其余变 压器应能保证全部负荷的70%～80%。

实施变压器的经济运行，一般应具备和满足以下条件：

（1）新建变电站分期建设，考虑负荷的增长首期一台变压器时，要结合最终规模确定变压器容量，变压器的负载率应贴近最佳经济运行区域，一般在75%以下为最佳，若短期内不进行扩建，变压器不宜满负荷运行。

（2）并列运行的多台变压器应满足并联条件。

（3）变压器的技术参数，应以变压器整体可靠性为基础，综合考虑技术参数的先进性和合理性，兼顾对系统安全的影响，充分考虑变压器自身 固有的综合损耗，在负载损耗基本相同时，尽量选用空载损耗小的变压器。

下面结合某公司三个变电站和供电区域内不同的负荷性质，计算变压器的容量并对经济运行进行分析。

一、供电区域内为稳定负荷

某市变电站区域内的用电负荷稳定，基本在35000kW左右，且全部为一、二类负载，为此，选择两台双绕组、型式为SFZ7-40000/110的变压器，变电站110kV电源侧双回线路供电；考虑供电的安全可靠和电网的经济运行，110kV线路一主一备，装设无压自投装置；两台变压器并列运行，10kV负荷侧单母线分段，投分段开关保护。两台变压器损耗的性能参数如表1：

按《工矿企业电力变压器经济运行 导则》，对变压器容量选择的经济性进行核算；得出变压器的最佳负载系数分别为：?1==50.3%。 ?2 =/=53.9%。 为方便计算，假定两台变压器并列运行时的负载分配平衡，两台变压器实际运行的负载系数：β=S/Sn=17500kVA/40000kVA=43.8%，接近最佳经济运行点，在变压器的经济负载区域范围内。两台变压器运行损耗分别为：⊿P1= P01+βPk1=34.6+β2136.5=67.8kW ⊿P2=P02+β2Pk2=42.2+β2145.3=70.1kW

可见，两台变压器的总损耗⊿P=⊿P1+⊿P2=137.9 kW。甲变压器的损耗特性优于乙变压器，两台变压器的效率为：η=（Pk-⊿P）/Pk=99.61% 若正常安排一台变压器带全部负荷，变压器的实际负载系数为： β=S/Sn=35000kVA/40000kVA=87.5% 两台变压器分别运行时的功率损耗⊿P1= P01+β2Pk1=34.6+β2136.5=139.1kW ⊿P2= P02+β2Pk2=42.2+β2145.3= 153.4kW 皆高于两台变压器并列运行时的综合损耗137.9 kW。可以看出，两台SFZ7-40000kVA的变压器，在并列运行时处在经济运行区域内；且当一台变压器故障或正常停电检修时，另一台变压器能够承担正常供电任务，满足安全可靠供电的基本要求。

二、供电区域内为季节性负荷

某地变电站共110kV、35kV和10kV三个电压等级，正常负荷为11MW，在农灌时达到50MW；变电站改造时，考虑正常负荷时变压器运行的时间长，变压器的容量选择无须过大，同时又要满足农灌高负荷的需要，容量又不能太小，所以选择安装两台变压器的方式，型式为SFSZ7-31500/110，額定容量比为：31500/31500/31500；变电站有两条110kV线路，正常运行方式为1路主供，1台变压器运行，另一条线路单向备自投，两台变压器的损耗性能参数如表2：

按《工矿企业电力变压器经济运行导则》，在此，仅考虑有功功率损耗， 对变压器容量选择的经济性进行核算；由于变压器三侧绕组容量相等， 两台变压器的阻抗和变比基本相同，为简化计算方法，采用稳态工程计算式。计算1#变压器各侧额定负载损耗，分别为：高压侧Pk1=（ Pk12+ Pk13-Pk23）/2=84.9kW，中压侧Pk2= 62.8kW，低压侧Pk3=58.85kW；计算2#变压器各侧额定负载损耗分别为：高压侧Pk1= 85.49kW，中压侧Pk2=60.14kW，低压侧Pk3=57.91kW。正常负载条件下，变压器实际运行的负载系数 β=S/Sn=11000kVA/31500kVA=35% 农灌时，变压器实际运行的负载系数β=S/（Sn1+ Sn2） =50000kVA/63000 kVA=79% 相比较得出：正常负载和农灌时，变压器实际运行的负载系数在其经济运行负载区域范围内。正常方式下：甲变压器运行时有功损耗⊿P1= P01+β2Pk1=31.8+β284.9=42.2 kW。甲变压器效率η=（Pk1-⊿P1/Pk1=99.6% 乙变压器运行时有功损耗⊿P2=P02+β2Pk2=31.8+β2 85.49=42.3kW 乙变压器效率η=99.6% 两台变压器都运行时有功损耗⊿P=行区域内；且当一台变压器故障或正常停电检修时，另一台变压器能够承担正常供电任务，满足安全可靠供电的基本要求。

通过以上计算分析可以得出结论：变电站变压器容量选择过大，增加投入成本，造成资金浪费；容量选择过小，不能满足供电的需求，使变压器过载运行，影响变电站对外安全可靠供电。