10kV电力系统中变电所变压器台数和容量的选择研究

陈波

摘 要：本文介绍了10kV电力系统中变电所变压器工作的原理，列举了变电所变压器如何进行选择，从实际的操作中选择应用的台数和容量以及变电所需要承担用户的情况，进而利用相应的数据进行计算，确定如何安装无用功率的补偿装置。要想充分地利用10kV电力系统，需要确定所选择变压器的类别、需要的台数和所承载的容量。

关键词：10kV电力系统；变压器；台数；容量

1 变电所变压器台数和容量的选择考虑因素

第一，变压器的容量选择需要考虑能够承载当地范围内的用电负荷。一所新建立的变电所中变电器的容量要满足当地所有用电设备10年以上的负荷需求，避免进行重新调整，增大扩建费用，也能有效地避免因为重新扩建造成大面积的停电，影响用户的正常生活。按照相关规定，要确保变电所的供电安全，最好在变电所内一次安装两台符合规定的变电器，每台变电器的负载量低于50%。

第二，如果在供电范围内，有非常重要的用户，需要考虑在变电所内备用一台紧急变电器，从而应对平时变电器出现故障或者临时检修造成不必要的损失。所有变电器在正常运作的范围内，要确保用户的负荷能力，从而确保用户的用电安全。如果所在供电区域内没有重要的用户，变电所中任何一台变电器出现故障，都不能影响所在区域内用户的用电安全，其他变电器需要承载的负荷电量要达到80%左右。

2 变电所变压器台数和容量的选择

2.1 变压器的选择原则

供电系统中最重要的设备就是电力变压器，它最主要的功能是升压或者降压，进而确保电力的传输和运用，同时，电力变压器的安全运行能够确保变电所供电的安全和经济。按照国家的相关规定，选择变压器需要按照不同地区的情况而定，结合当地的情况，进行适当的选择，选择技术最先进、节能效果最好和零维修的变压器。

2.2 变压器类型的选择

变压器类型的选择需要按照变压器的相数、容量、工作方式和绝缘方式等进行选择。变压器的相数一般可以分为单相的相数和双相的相数两种，但是在变电所内变压器的相数是三相的。按照变压器的调试方式可以分为有载调压和无载调压两种方式，对于10kV配电变压器，我们通常使用的是无载调压的方式。变压器按照缠绕的方式，可以分为双相缠绕方式、三相缠绕方式和自耦缠绕方式。但是很多变电所选用的都是双相缠绕方式的变压器。对于联结方式，10kV配电变压器主要有两种，一种是Yyn0，另一种是Dyn11。如果采用Dyn11联结组变压器就会使单侧的电压直接接地，整个线路因为电流瞬间过大，造成线路出现短路，这种方式的好处是便于故障的切除、有很强大的负载能力和有效的抑制零序谐波电流注入电网，由于这些好处促使低压电网得到了变电所的喜爱，被很多变电所使用。

2.3 变压器台数的选择

在选择变压器台数的时候，一般需要考虑的是负荷等级、所能承载的电量以及什么时候运行起来最合理。在相关的规定中指出，对于一个10kV电力系统中，变电器台数的选择需要满足以下条件中的一项：一是10kV电力系统中安装2台以上的变压器；二是所选择的变压器有很大的承载能力，能够满足当地所有用电设备的一级或二级用电；三是能够应对当地季节性变化引起的电量差异；四是如果出现集中用电的话，变压器要有足够大的负荷容量。在变电所中，每一台变压器的容量都要在0.4～250kV之间，如果所在地区的用电设备量过大，负荷电量相对比较大，为了确保其运营安全，需要选择容量大的变压器。

2.4 变压器容量的选择

变压器在进行能量传递过程中，需要消耗一定的能量，这部分能量需要产生一定的功率。根据一些研究学者的探究发现，变压器因为自身运转和能量传递中消耗的电能占整个系统能量消耗的1/3，造成了很严重的浪费。因此，如果在适当的范围内选择最经济、最合理的变压器，将使损耗的电能降到最低。

如果变压器的容量用SN.T来表示，要计算负荷SC的数值，我们就需要变压器能够安全、有效地运转。

例如：如果在一个变电所中有2台变压器，为了好计算，我们假设这2台变压器的容量相同，同时，每台变压器的容量需要满足以下两个条件：

（1）满足总计算负荷70%的需要，则：

SN.T≈0.7SC （1）

（2）满足全部一级、二级负荷的需要，则：

SN.T≥SC（Ⅰ+Ⅱ） （2）

条件（1）是在变压器正常运作过程中，每台变压器需要独自承受总计算负荷的50%，负载率约为0.7，得出的结论是，此时的变压器效率非常高。当故障出现，在一定的运作时间内，有一台变压器的承载能力下降，承载负荷下降10%。在这种情况下，要及时地进行调整，及时地切断三级负荷，保护正常的用电安全。条件（2）是变压器一旦出现故障，变电所要保证一台变压器能够提供一级和二级负荷的供电，使用户的供电不受影响。

根据无功补偿后的计算负荷，Sc=674.19kVA，即SN.T≥0.7×674.19=471.933kVA，取变压器容量为500kVA，因此，选择S9-500/10Dynll型电力变压器，为油浸式、无载调压、双绕组变压器。主变压器的选择如表1所示。

表1 主变压器的选择

变压器的损耗计算：

如果能够确定负荷能力的大小，我们需要对变压器进行综合计算，得出最佳的容量大小，从而确定变压器的容量。

3 结语

综上所述，在满足相关规范的情况下，要对变压器进行合理的计算，计算出变压器的台数、容量，有效提高变压器的负荷能力，从而提升当地的用电安全。

参考文献

[1]周和平.10kV电力系统电能计量装置运行异常的案例分析[J].电工技术，2010，（2）：45-46.

[2]杨增力，石东源，段献忠.线路保护整定计算中的自动调整问题[J].电力系统自动化，2007，（9）：51-55.

（作者單位：国家新闻出版广电总局952台）