变电站供电负荷与变压器的容量选择

变电站供电负荷与变压器的容量选择摘要：针对变电站供电区域内负荷情况，对变压器容量选择和经济运行的条件及要求进行了分析。结合实例，介绍了变压器实施经济运行与容量选择之间的安全和经济效益关系，提出了相关注意事项。

关键词：变电站；供电负荷；变压器的容量；选择

电力系统为满足社会用电量和供电安全可靠性的要求!在变电站建设、扩建和变压器增容等项工作中，首要考虑的问题是根据变电站的供电负荷选择变压器的容量"。选择变压器的容量如果过大，那么就会增加变压器本身和相关设备购置和安装、运行维护的投入，造成资金浪费；如果选择变压器的容量过小，就不能满足供电的需求，使变压器超铭牌额定值运行，造成设备损坏，影响变电站对外安全可靠供电；如果选择变压器容量相当，不仅可节约建设的一次性投资，而且有利于变压器的安全经济运行，减少运行、维护的费用。笔者依据有关的规程制度，结合自己的工作经验，提出在选择变压器容量时应遵循的原则及其经济运行的条件和要求，对不同的方案进行经济技术和安全性比较，分析变压器容量选择所要考虑的因素，并对供电负荷和变压器容量的确定进行综合效益分析。

1.在选择变压器容量时应遵循的原则

变电站内变压器的容量和台数是影响电网结构、供电安全可靠性和经济性的重要因素"，而容量大小的选择一般取决于区域负荷的现状和增长速度、周围上一级电网或电厂提供负载的能力、与之相联结的配电装置技术和性能指标、负荷本身的性质和对供电可靠性要求的高低、变压器单位容量造价以及系统短路容量和运输安装条件等等。在变电站建设、扩建和变压器增容时，变压器的台数和容量的选择，在国内尚无明确具体规定的情况下，通常是按相关规程、制度并结合经验进行。笔者认为应考虑如下因素：

1.1变压器额定容量应能满足供电区域内用电负荷的需要，即满足全部用电设备总计算负荷的需要，避免变压器长期处于过负荷状态运行。新建变电站变压器容量应满足五年到十年规划负荷的需要，防止不必要的扩建和增容。

1.2对于供电区域内有重要用户的变电站，应考虑一台变压器在故障或停电检修状态下，其它变压器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。对一般负荷的变电站，任何一台变压器停运，应能保证全部负荷的百分之七十到百分之八十的电力供应不受影响。

1.3虽然大容量变压器单位容量造价低，在高负荷密度供电区域建设大容量变电站能够节省投资，且容量越大，效果就越明显；但为保证供电运行方式灵活，应考虑采用多台变压器。单台变压器容量的选择不宜过大或过小，要预留负荷发展而扩建的可能，实现变电站容量由小到大，变压器的台数由少到多。

1.4为保证变电站运行方式灵活可靠，减少和方便备用容量储备，便于与相联结配电装置的配合，便于检修维护，达到变电站整体规范统一，选择的变压器容量种类应尽量减少，一般不超过两种。在城市供电的一个变电站内最好统一变压器容量等级。

1.5虽然容量增大损耗降低，但与之配套的开关等设备的开断能力的要求也大，节约的电费可能难以补偿投资费用的增加。所以，变压器容量的选择要考虑变压器及其配套装置的一次性投资#$%，执行国家降损节能政策，必要时，要对变压器经济运行方式进行计算。

1.6由于供电企业要求城区供电满足N-1的可靠性准则。变压器容量的选择，除符合上述条件外，还要考虑事故和检修状态下，减少供电引起的经济损失和对社会的影响。应满足一台变压器停电后，部分负荷调至周围变电站，不影响对全部用户的正常用电需求。

1.7对供电企业变电站密集区，由于变电站之间存在联络供电线路，因此变电站之间可以拉手互供。变压器的容量选择可以适当减小，正常条件下分区域各自供电。当不能满足供电输出时，可以靠周边的变电站通过联络线带部分负荷。

1.8对低压侧有发电机组并网的变电站，变压器容量也可以适当减小，但容量选择时要考虑：①满足发电机组的额定容量在区域负荷最小时，能够通过变压器向电力系统正常输出；②变压器和发电机组的额定容量之和大于该地区的最大负荷；③发电机组停运，变压器应能保证全部负荷的百分之七十到百分之八十的电力供应不受影响，并保证一级和二级负荷正常用电。

2.变压器经济运行应具备的条件和要求

变压器经济运行是在确保变压器安全和满足供电质量和可靠性的基础上，充分利用变电站的设备条件，选择变压器最佳运行方式，降低变压器本身的能量损耗，提高其电源侧的功率因数，实现降损节能的目标。供电负荷与变压器容量的确定，关系到变压器经济运行的方式。实施变压器经济运行与变电站内变压器的台数、容量和性能参数密切相关，是建立在确保安全可靠供电前提下的一项综合经济技术指标，贯穿在变压器从设计选型、运行检修到退役的整个过程。在变电站建设、扩建和变压器增容时就要考虑其相关的因素和条件，确保变压器的经济运行。在变压器设计和选型时应对如下几点给予充分考虑。

2.1新建变电站分期建设，要考虑负荷的增长，要结合最终规模确定变压器的容量，其负载率应贴近最佳经济运行区域，一般在百分之七十以下为最佳，若短期内不进行扩建，变压器不宜满负荷运行。

2.2并列运行的多台变压器应满足并联条件：即联结组别与相位关系相同，电压和变压比相同，允许偏差相同，调压范围内的每级电压相同，短路阻抗相同，允许偏差控制在百分之十的范围内#)%，容量比在0.5~2之间，以保证负荷分配均匀，防止短路阻抗小和容量小的变压器超铭牌额定值运行，而容量大和短路阻抗大的变压器欠载。

2.3变压器技术参数的选择，应综合考虑技术参数的合理性和安全性及先进性，并兼顾该台变压器对系统安全的影响，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，负载损耗满足国标《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》。

2.4变压器在负载区域运行时，其绕组、线夹、引线、绝缘油及绝缘部件的温度不宜过高，在变压器负载导则规定的温度限值内，避免因在高温下运行造成绝缘老化加快而缩短变压器的寿命和引发损坏事故。

2.5在装有备用变压器的变电站，要按负载的变化规律，合理选择最佳组合方式。要通过调整负载，提高负荷率，提高功率因数，使变压器在经济运行区的优选段内工作。

2.5变压器经济运行必须建立在安全可靠的前提下。备用变压器应用可靠的自动投入装置相配套，保证在相邻变压器不能运行时备用变压器能自动投入运行，确保不中断正常供电。

2.6安排变压器并列运行时，要对联络开关的额定遮断容量进行核算，防止系统短路故障时因开关遮断容量不足而损坏设备，影响故障点的自动隔离；分列运行的母线联络开关备用电源自投动作时，应能自动断开接入母线侧的其它电源的开关。

结语

变电站供电负荷与变压器的容量选择关系密切，是一项关系供电企业安全和效益的综合性工作，需要认真执行《电力变压器运行规程》等相关规程制度，以《工矿企业电力变压器经济运行导则》为依据，进行周密的计算分析，综合供电区域内的各类因素，发挥变压器良好的节能技术指标，以达到供电负荷与变压器容量的优化和统一。本文着重介绍装备