某地鐵站降壓變壓器容量的計算

王健 劉秀蓉

摘 要：以某城市軌道交通K站為例，對其低壓負荷進行計算，從而計算出其降壓變壓器容量。

關鍵詞：降壓變壓器；低壓負荷；容量；計算

引言

軌道交通設備的容量選擇對象包括主變壓器、整流變壓器、配電變壓器、開關設備、電纜等；其中配電變壓器較其他變壓器承擔的負荷種類要復雜得多，相應的容量選擇也難度較大，本文針對軌道交通配電變壓器的容量選擇進行計算研究。

在配電變壓器容量選擇前一般要根據車站各系統設備提交的負荷來統計車站的負荷，由于各系統設備提交的負荷容量裕度一般較大，故國內軌道交通配電變壓器的容量選擇普遍存在著偏大的情況，容量偏大，不但增加建設成本，而且在運行中電能損耗更大，不符合國家節能減排的要求，因此，選擇合適容量的配電變壓器顯得尤其重要。

本文以某城市軌道交通K站為例，對其低壓負荷進行計算，從而計算出其降壓變壓器容量。

1 工程概述

K站總長為192.25m（內凈），標準段寬為17.8m（內凈），車站高度為14.11m；主體建筑面積為8805m2，為局部地下三層10.5m島式站臺車站。地下一層為設備層，地下二層為站廳層，地下三層為站臺層，車站無軌道交通換乘。車站共設4個出入口。

車站降壓變電所位于車站站臺層西端，負責供車站及兩端相鄰各半個區間的動力照明用電。

2 低壓負荷資料

2.1 低壓負荷容量

K站總低壓負荷容量為2877.7kW其中：動力負荷為2537.7kW，照明負荷為336kW，以動力負荷為主，占總負荷的88.3%。

2.2 負荷分類組成

根據軌道交通負荷特點進行如下分類，詳見表1

表1 K站負荷分類組成

注：1、動力照明負荷以一、二級負荷為主，占總負荷的55%。

2、動力負荷為2537.7kW，其中通風空調負荷為1355kW，占總負荷的47.1%，占動力負荷的53.4%。

3 計算方法及系數選取

3.1 計算方法

負荷計算的方法有需要系數法、利用系數法、單位指標法等幾種。其中需要系數法采用設備功率乘以需要系數和同時系數，直接求出計算負荷。這個方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。軌道交通負荷計算基本采用需要系數法。

3.2 需要系數法

由于用電設備組多數設備實際上不一定都同時運行，運行的那些設備又不太可能都滿負荷，考慮到設備和配線線路都有功率損耗，因此用電設備組的有功計算負荷應為：

Pc=K×Ps

式中，Pc為用電設備組的計算負荷；Ps為用電設備組的設備容量；Kx為需要系數，即用電設備組在最大負荷時所需的有功功率與其設備容量的比值，一般小于1。

3.3 需要系數的選取

根據對北京、南京、佛山（廣佛）、廣州、蘇州等城市軌道交通典型站的動力照明計算負荷進行匯總，進行建議值選取，詳見表2。

4 負荷計算

4.1 變壓器選擇的基本原則

4.1.1 軌道交通用配電變壓器容量的選擇一方面必須滿足當一臺變壓器故障退出運行時，另一臺變壓器在額定負載的條件下能夠承擔本變電站供電范圍內一、二級負荷。

4.1.2 配電手冊中對變壓器的負載率要求為60%～70%，且其事故率低于100%。

4.2計算原則及結果

根據用電負荷資料，及其中單相負荷盡量平均分配于三相中、 兩段母線盡量配置均衡、各消防負荷均不參與負荷計算的計算原則，得出以下結果：

4.2.1 當變壓器容量為1250kVA時：變壓器的負載率為60.63%；事故率為93.68%。

4.2.2 當變壓器容量為1000kVA時：變壓器的負載率為75.78%；事故率為117.11%。

5 結束語

通過以上計算，我們不難得出結論當變壓器容量為1250kVA時，符合其實際用電需求，故應選擇使用兩臺1250kVA容量變壓器較為合理。

參考文獻

[1]GB50157-2003，地鐵設計規范[S].

[2]GB50054-2011，低壓配電設計規范[S].

[3]GB50055-2011，通用用電設備配電設計規范[S].

作者簡介：王健（1987-），男，山東省陵縣人，2009年畢業于西南交通大學電氣工程及其自動化專業，本科，助理工程師，主要從事地鐵設計與研究工作。