变电站站用变压器选择及容量计算

任捷

摘要 本文从变电站站用变压器的负荷计算以及容量选择、变压器类型与阻抗选择等方面，对其在变电站设计中的选择应用进行分析，以为实际设计与应用提供参考。

【关键词】变电站 站用 变压器 容量计算

随着社会经济发展以及电力能源需求的不断提升，现阶段的变电站设计中，电力负荷不断增加，变电站运行环境也日益复杂，变电站站用变压器作为变电站运行的重要电力设备，对其正常变电运行有着非常重要的作用和影响。因此，进行变电站站用变压器选择及容量计算研究，对于确保变电站站用变压器合理选择与设计应用，确保变电站工作运行稳定等，都有着十分重要的作用和意义影响。

1 变电站站用变压器的负荷计算

一般情况下，在变电站站用变压器选择应用中，根据变电站运行情况对变压器的负荷大小进行计算确定与选择应用，是其设计以及变压器选择的重要环节。值得注意的是，在进行变电站站用变压器负荷计算与选择应用中，对于变电站运行中连续运行和经常性短期运行的电力设备与负荷情况都应在变压器负荷计算中体现，此外，对于不经常性短期运行或者是偶尔、不经常性断断续续运行的设备及其电力负荷情况，在计算中可以不进行考虑。最后，在进行变电站站用变压器负荷计算与选择应用中，多通过将变电站电气设备的负荷额定功率换算成变压器的负荷额定功率进行计算，计算过程中对于变电站电机设备的负荷换算系数一般设置为0.85，但是，对变电站系统中电热负荷以及照明设备负荷换算计算中以l作为换算计算系数进行计算应用

根据上述对变电站站用变压器负荷计算的有关情况分析，在实际计算与选择设计中，需要针对变电站电气设备负荷情况进行有效分类后，以实现具体负荷大小的换算分析，从而避免计算结果与实际负荷之间的误差发生，影响变电站站用变压器负荷选择。此外，在进行变电器站用变压器负荷计算过程中，对于不同类型的电气设备及线路负荷进行划分中，需要注意连续性负荷要求在单次连续带负荷运转时间为2h以上，而短时负荷则以单次连续带负荷运转时间在10min以上、2h以内，断续型负荷则表示每次带负荷运转至空载或停止状态进行反复周期性工作运行中，其单个周期的时间要在10min以内;而经常性运转使用的负荷多是指每天都需要使用的情况，不经常运转使用负荷，则是指正常情况下不运行，只有在检修或者是事故等特定情况下才运转使用的负荷情况。

2 变电站站用变压器的容量选择与计算

一般情况下，在进行变电站站用变压器容量选择与计算分析中，通过对变电站各种电力设备的容量以及负荷情况进行计算确定情况下，其中，不包含消防负荷，对容量及负荷补偿后的视在容量，就是进行变电站站用变压器容量选择与设计的主要依据。如式（1），即为变电站站用变压器容量选择与计算公式，该公式中，S为变电站站用变压器的容量范围，一般使用kVA表示;而K1表示的是变电站站用变压器的动力负荷换算系数，一般情况下，系数值多设置为0.85;此外，P1、P2、P3分别表示的是变电站站用电力设备的动力、电热以及照明系统负荷的和值，单位使用kW进行表示。

S>K1.P1+P2+P3 （1）

3 变电站站用变压器型式及阻抗分析

在变电站工作运行中，站用变压器的选择与设置应用，其主要目的是确保变电站连接电网中各个站用变压器及备用变压器的输出电压保持一致，从而为电力系统安全稳定工作运行提供保障。结合当前我国电力系统变电站站用变压器类型，主要以D，yn以及Y，yn联接型式为主，并且第一种连接型式的变压器零序阻抗要比第二种联接型式的零序阻抗值减少很多，并且其变压器零序阻抗值与正序阻抗值基本相等，其中变压器工作运行中的单相短路电流会呈现增加变化，与三相短路电流之间的差异明显减小。这就意味着在采用第一种联接型式的站用变压器系统中，单相短路故障问题下系统保护设备的保护动作灵敏度大大提升，同时在系统保护设备以及电路馈线线路截面选择配合上具有较大的便利性，此外，也能够实现系统保护结构及形式的简化设置与应用，不需要进行单相短路保护的单独设置与应用，在进行电力系统高压侧过电流保护以及低压侧单相短路保护中，都具有较为突出的功能优势。

值得注意的是，在上述两种变电站站用变压器联接型式中，D，yn型联接变压器设备，其内部的三角形绕组设置，在给变压器连接线路中的三次谐波电流或者是零序电流创造了电流通路同时，也使其线路中的相电压更加趋近正弦波电压变化形式，对于线路电压波形质量改善具有较为突出的作用和效果。此外，在这种联接型式的变压器设备中，如果变压器联接线路的低压侧出现三相负荷不平衡情况时，变压器设备中关于低压侧中性点的浮动位移不会发生变化，从而对电网供电运行的稳定性具有较大的保障作用，因此，在实际设计应用中，变电站站用变压器多以D，yn型联接变压器选择应用为主。此外，针对D，yn型联接变压器在变电站工作运行中所产生的阻抗计算，一般是根据变电站系统中低压电器在短路故障下电流承载能力进行计算确定，根据这一情况，在变电站站用变压器阻抗选择与设计应用中，一般多以标准阻抗设计的普通变压器作为变电站站用变压器设备进行选择应用。

以某220kv变电站站用变压器为例，该变压器为干式变压器，采用强迫空气冷却方式，设置带防护外壳。在确定其技术参数，包括变压器工作运行的使用频率以及空载电流、绝缘等级、耐压强度、连接方式、运行环境等情况下，根据变电站各负荷综合情况，就可以对其变压器的容量进行计算确定，并在变电站设计中选择应用。

4 结语

总之，对变电站站用变压器选择及容量计算进行研究，对其在实际设计中的选择应用，具有一定的参考价值及作用意义，从而能够促进变电站设备的合理选择与设置应用，确保电力系统安全、稳定与可靠運行。

参考文献

[1]林陈贝，翁庭强.10kV变配电房设计中常见问题[J]，农村电气化，2017 （11）：13- 15.

[2]王璞，王承民，张焰，王刚等.城市配电网规划中变电站最佳供电半径及容量的实用计算方法[J].电气应用，2011，30 （23）：38-41.

[3]刘海涛，刘瑜.110kV双绕组变压器短路阻抗的优化[J].现代电力，2013，30（02）：74-77.

[4]司小庆，王徐延，叶婷，王宝华，大容量电机启动方式对电网的影响[J].电力建设，2014， 35 （07）：121-125.