某地铁站降压变压器容量的计算

王健 刘秀蓉

摘 要：以某城市轨道交通K站为例，对其低压负荷进行计算，从而计算出其降压变压器容量。

关键词：降压变压器；低压负荷；容量；计算

引言

轨道交通设备的容量选择对象包括主变压器、整流变压器、配电变压器、开关设备、电缆等；其中配电变压器较其他变压器承担的负荷种类要复杂得多，相应的容量选择也难度较大，本文针对轨道交通配电变压器的容量选择进行计算研究。

在配电变压器容量选择前一般要根据车站各系统设备提交的负荷来统计车站的负荷，由于各系统设备提交的负荷容量裕度一般较大，故国内轨道交通配电变压器的容量选择普遍存在着偏大的情况，容量偏大，不但增加建设成本，而且在运行中电能损耗更大，不符合国家节能减排的要求，因此，选择合适容量的配电变压器显得尤其重要。

本文以某城市轨道交通K站为例，对其低压负荷进行计算，从而计算出其降压变压器容量。

1 工程概述

K站总长为192.25m（内净），标准段宽为17.8m（内净），车站高度为14.11m；主体建筑面积为8805m2，为局部地下三层10.5m岛式站台车站。地下一层为设备层，地下二层为站厅层，地下三层为站台层，车站无轨道交通换乘。车站共设4个出入口。

车站降压变电所位于车站站台层西端，负责供车站及两端相邻各半个区间的动力照明用电。

2 低压负荷资料

2.1 低压负荷容量

K站总低压负荷容量为2877.7kW其中：动力负荷为2537.7kW，照明负荷为336kW，以动力负荷为主，占总负荷的88.3%。

2.2 负荷分类组成

根据轨道交通负荷特点进行如下分类，详见表1

表1 K站负荷分类组成

注：1、动力照明负荷以一、二级负荷为主，占总负荷的55%。

2、动力负荷为2537.7kW，其中通风空调负荷为1355kW，占总负荷的47.1%，占动力负荷的53.4%。

3 计算方法及系数选取

3.1 计算方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、单位指标法等几种。其中需要系数法采用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这个方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。轨道交通负荷计算基本采用需要系数法。

3.2 需要系数法

由于用电设备组多数设备实际上不一定都同时运行，运行的那些设备又不太可能都满负荷，考虑到设备和配线线路都有功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为：

Pc=K×Ps

式中，Pc为用电设备组的计算负荷；Ps为用电设备组的设备容量；Kx为需要系数，即用电设备组在最大负荷时所需的有功功率与其设备容量的比值，一般小于1。

3.3 需要系数的选取

根据对北京、南京、佛山（广佛）、广州、苏州等城市轨道交通典型站的动力照明计算负荷进行汇总，进行建议值选取，详见表2。

4 负荷计算

4.1 变压器选择的基本原则

4.1.1 轨道交通用配电变压器容量的选择一方面必须满足当一台变压器故障退出运行时，另一台变压器在额定负载的条件下能够承担本变电站供电范围内一、二级负荷。

4.1.2 配电手册中对变压器的负载率要求为60%～70%，且其事故率低于100%。

4.2计算原则及结果

根据用电负荷资料，及其中单相负荷尽量平均分配于三相中、 两段母线尽量配置均衡、各消防负荷均不参与负荷计算的计算原则，得出以下结果：

4.2.1 当变压器容量为1250kVA时：变压器的负载率为60.63%；事故率为93.68%。

4.2.2 当变压器容量为1000kVA时：变压器的负载率为75.78%；事故率为117.11%。

5 结束语

通过以上计算，我们不难得出结论当变压器容量为1250kVA时，符合其实际用电需求，故应选择使用两台1250kVA容量变压器较为合理。

参考文献

[1]GB50157-2003，地铁设计规范[S].

[2]GB50054-2011，低压配电设计规范[S].

[3]GB50055-2011，通用用电设备配电设计规范[S].

作者简介：王健（1987-），男，山东省陵县人，2009年毕业于西南交通大学电气工程及其自动化专业，本科，助理工程师，主要从事地铁设计与研究工作。