10kV電力系統中變電所變壓器臺數和容量的選擇研究

陳波

摘 要：本文介紹了10kV電力系統中變電所變壓器工作的原理，列舉了變電所變壓器如何進行選擇，從實際的操作中選擇應用的臺數和容量以及變電所需要承擔用戶的情況，進而利用相應的數據進行計算，確定如何安裝無用功率的補償裝置。要想充分地利用10kV電力系統，需要確定所選擇變壓器的類別、需要的臺數和所承載的容量。

關鍵詞：10kV電力系統；變壓器；臺數；容量

1 變電所變壓器臺數和容量的選擇考慮因素

第一，變壓器的容量選擇需要考慮能夠承載當地范圍內的用電負荷。一所新建立的變電所中變電器的容量要滿足當地所有用電設備10年以上的負荷需求，避免進行重新調整，增大擴建費用，也能有效地避免因為重新擴建造成大面積的停電，影響用戶的正常生活。按照相關規定，要確保變電所的供電安全，最好在變電所內一次安裝兩臺符合規定的變電器，每臺變電器的負載量低于50%。

第二，如果在供電范圍內，有非常重要的用戶，需要考慮在變電所內備用一臺緊急變電器，從而應對平時變電器出現故障或者臨時檢修造成不必要的損失。所有變電器在正常運作的范圍內，要確保用戶的負荷能力，從而確保用戶的用電安全。如果所在供電區域內沒有重要的用戶，變電所中任何一臺變電器出現故障，都不能影響所在區域內用戶的用電安全，其他變電器需要承載的負荷電量要達到80%左右。

2 變電所變壓器臺數和容量的選擇

2.1 變壓器的選擇原則

供電系統中最重要的設備就是電力變壓器，它最主要的功能是升壓或者降壓，進而確保電力的傳輸和運用，同時，電力變壓器的安全運行能夠確保變電所供電的安全和經濟。按照國家的相關規定，選擇變壓器需要按照不同地區的情況而定，結合當地的情況，進行適當的選擇，選擇技術最先進、節能效果最好和零維修的變壓器。

2.2 變壓器類型的選擇

變壓器類型的選擇需要按照變壓器的相數、容量、工作方式和絕緣方式等進行選擇。變壓器的相數一般可以分為單相的相數和雙相的相數兩種，但是在變電所內變壓器的相數是三相的。按照變壓器的調試方式可以分為有載調壓和無載調壓兩種方式，對于10kV配電變壓器，我們通常使用的是無載調壓的方式。變壓器按照纏繞的方式，可以分為雙相纏繞方式、三相纏繞方式和自耦纏繞方式。但是很多變電所選用的都是雙相纏繞方式的變壓器。對于聯結方式，10kV配電變壓器主要有兩種，一種是Yyn0，另一種是Dyn11。如果采用Dyn11聯結組變壓器就會使單側的電壓直接接地，整個線路因為電流瞬間過大，造成線路出現短路，這種方式的好處是便于故障的切除、有很強大的負載能力和有效的抑制零序諧波電流注入電網，由于這些好處促使低壓電網得到了變電所的喜愛，被很多變電所使用。

2.3 變壓器臺數的選擇

在選擇變壓器臺數的時候，一般需要考慮的是負荷等級、所能承載的電量以及什么時候運行起來最合理。在相關的規定中指出，對于一個10kV電力系統中，變電器臺數的選擇需要滿足以下條件中的一項：一是10kV電力系統中安裝2臺以上的變壓器；二是所選擇的變壓器有很大的承載能力，能夠滿足當地所有用電設備的一級或二級用電；三是能夠應對當地季節性變化引起的電量差異；四是如果出現集中用電的話，變壓器要有足夠大的負荷容量。在變電所中，每一臺變壓器的容量都要在0.4～250kV之間，如果所在地區的用電設備量過大，負荷電量相對比較大，為了確保其運營安全，需要選擇容量大的變壓器。

2.4 變壓器容量的選擇

變壓器在進行能量傳遞過程中，需要消耗一定的能量，這部分能量需要產生一定的功率。根據一些研究學者的探究發現，變壓器因為自身運轉和能量傳遞中消耗的電能占整個系統能量消耗的1/3，造成了很嚴重的浪費。因此，如果在適當的范圍內選擇最經濟、最合理的變壓器，將使損耗的電能降到最低。

如果變壓器的容量用SN.T來表示，要計算負荷SC的數值，我們就需要變壓器能夠安全、有效地運轉。

例如：如果在一個變電所中有2臺變壓器，為了好計算，我們假設這2臺變壓器的容量相同，同時，每臺變壓器的容量需要滿足以下兩個條件：

（1）滿足總計算負荷70%的需要，則：

SN.T≈0.7SC （1）

（2）滿足全部一級、二級負荷的需要，則：

SN.T≥SC（Ⅰ+Ⅱ） （2）

條件（1）是在變壓器正常運作過程中，每臺變壓器需要獨自承受總計算負荷的50%，負載率約為0.7，得出的結論是，此時的變壓器效率非常高。當故障出現，在一定的運作時間內，有一臺變壓器的承載能力下降，承載負荷下降10%。在這種情況下，要及時地進行調整，及時地切斷三級負荷，保護正常的用電安全。條件（2）是變壓器一旦出現故障，變電所要保證一臺變壓器能夠提供一級和二級負荷的供電，使用戶的供電不受影響。

根據無功補償后的計算負荷，Sc=674.19kVA，即SN.T≥0.7×674.19=471.933kVA，取變壓器容量為500kVA，因此，選擇S9-500/10Dynll型電力變壓器，為油浸式、無載調壓、雙繞組變壓器。主變壓器的選擇如表1所示。

表1 主變壓器的選擇

變壓器的損耗計算：

如果能夠確定負荷能力的大小，我們需要對變壓器進行綜合計算，得出最佳的容量大小，從而確定變壓器的容量。

3 結語

綜上所述，在滿足相關規范的情況下，要對變壓器進行合理的計算，計算出變壓器的臺數、容量，有效提高變壓器的負荷能力，從而提升當地的用電安全。

參考文獻

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（作者單位：國家新聞出版廣電總局952臺）