王国伟

[摘 要]本文通过对选煤厂配电变压器的接线组，容量，经济负荷率的分析，来确定变压器的选择方法。

[关键词]变压器接线组，变压器容量，经济负荷率

中图分类号：TD611 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）13-0005-01

一、变压器的接线组选择

变压器接线组在过去设计中都选Y，yn0，是因为其单相接地短路电流小。

现在为什么又普遍改选D，yn11呢？这是因为在低压电网中较多选用电子设备，电子设备产生的谐波（特别是三次谐波）通过Y，yn0变压进入中、高压电网引起继电保护误动作，而D，yn11接线组，因为高压是△接线，三次谐波在△内形成环路，不致影响上一级电网，并且现在低压断路器的分断能力已有明显提高，单相短路电流大一些可以承受。

由于660V配电系统中性点经高电阻接地后，系统单相接地电流很小（几百毫安），因此单相接地短路电流小的Y，yn0接线组在这里就无优点了，故660V配电系统一律选用D，yn11接线组。

二、配电变压器的容量选择

规范GB50053-2013，20kV及以下变电所设计规范规定[1]“3.3.3变电所中低压为0.4kV的单台变压器的容量不宜大于1250kVA，当用电设备容量较大，负荷集中且运行合理时，可选用较大容量变压器。

选煤厂的低压动力电压等级多为0.69kV，照明与控制电压等级为380V/220V，故0.69kV时配电变压器的容量一般为2500kVA左右，最大可到3150kVA ，照明与控制用0.4kV变压器的容量一般为1000kVA左右。对容量较大的变压器（如1600kVA及以上），应满足限制低压系统短路电流的要求。[2]

（一）配电变压器容量大优点

1、设计方便，只要将负荷统计一下，分成两部分，各选一台变压器就行了；如果变压器容量受限制，就要仔细考虑配电区域划分，使得配电区域内的负荷总容量不超过变压器限制容量的负担能力。

2、中压配电设备与配电回路减少了。

（二）配电变压器容量大缺点

1、设计不受配电半径的限制，变压器容量越大，配电半径越大，低压系统能耗的问题将很严重，只要计算一下网损就会知道，经济损失十分严重，此外配电半径大了终端负荷供电电压质量就差了，而电动机输出轴功率（力矩）是与电压的平方成比例的，电动机的正常工作受很大影响。

2、变压器容量大了，低压侧短路电流就大，低压短路电流有三个供应源，主要是电力系统提供的短路电流：阻抗电压（Uk%值）一定，容量越大，短路电流就越大；其次是电动机反馈电流：变压器容量越大，它所带的电动机容量越大，电动机的反馈电流就越大，选煤厂是放射式配电系统，几乎全部电动机同时提供反馈电流；再次变压器容量越大，低压补偿电容器组总容量越大，向短路点提供放电电流越大。流向短路点的这三部分电流，除了来自电力系统的短路电流可以提高变压器Uk%加以限制外，其余都是无法限制的。变压器容量低压0.4kV时超过1250kVA（或低压0.69kV时超过1600kVA），配电用塑壳断路（分断能力增大）和配电屏的价格增加，应做全面技术经济比较，合理时方可选用。

总之，限制配电变压器容量是一个技术经济问题，主要目的是限制配电半径。限制配电半径可以降低低压电网的网损和保证电网末端电动机的端电压质量，即电动机的输出力矩质量，以保证机械设备稳定运行。

3、配电变压器的经济负荷率

（1）配电变压器的效率

其中η—变压器的效率，P2—变压器输出功率，P0—变压器的铁损，PK—变压器的铜损。

配电变压器的容量越大，铁损越大，当变压器的负荷率小于30%时，变压器的效率很低。理论上当变压器的铜损与铁损相等时效率最高。对一般类型变压器（S9，S11）来说，一般负荷率在50%～60%时，变压器的效率最高。[3]

2、配电变压器的经济负荷率时，正常运行时变压器的负荷率常在最高效率时的负荷率以上。如果要提高负荷率，可选较小容量变压器以至于减少变压器的投资，但却增加变压器的电耗；反之要降低负荷率时，可选较大容量变压器以至于减少变压器的电耗，但却增加一次投资。当在合理的投资回收期内，节电省下的费用能补偿一次投资的负荷率就是变压器的经济负荷率。可见变压器的经济负荷率是由变压器的售价和电价所决定的。变压器价格越高，经济负荷率越高，电价越高，经济负荷率越低，但是变压器的电耗除了与其运行效率高低有关外，影响更大的是它所带负荷的负荷曲线，即电力负荷的最大负荷损耗时间（简单说就是年运行小时数），选煤厂的全年总运行时间为5280h，而电厂、石油、化工、冶炼企业的年运行小时数高达8000h以上，在相同负荷率差别之下，因效率差引起的电耗差是与企业的年运行小时数几乎成正比，可见配电变压器的经济负荷率不可能是一个固定数，而且选煤厂配电变压器的经济负荷率应远高于电力、石油、化工和冶炼企业。

总之，变压器的经济负荷率不是一个定值，而是由变压器价格、电价和电力负荷的年运行小时数决定的，对于选煤厂具体条件下，变压器的负荷率越高越经济。从经济运行角度看，选煤厂的配电变压器的负荷率应比电厂、石化等年运行时间更长的企业的更高才合理。

参考文献

[1] GB50053-2013，20kV及以下变电所设计规范[S].

[2] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册（第三版）[M].中国电力出版社，2005.

[3] 张重泉，王世果.提高配电变压器运行效率的实用方法[J].科学与财富，2011.