變電站站用變壓器選擇及容量計算

任捷

摘要 本文從變電站站用變壓器的負荷計算以及容量選擇、變壓器類型與阻抗選擇等方面，對其在變電站設計中的選擇應用進行分析，以為實際設計與應用提供參考。

【關鍵詞】變電站 站用 變壓器 容量計算

隨著社會經濟發展以及電力能源需求的不斷提升，現階段的變電站設計中，電力負荷不斷增加，變電站運行環境也日益復雜，變電站站用變壓器作為變電站運行的重要電力設備，對其正常變電運行有著非常重要的作用和影響。因此，進行變電站站用變壓器選擇及容量計算研究，對于確保變電站站用變壓器合理選擇與設計應用，確保變電站工作運行穩定等，都有著十分重要的作用和意義影響。

1 變電站站用變壓器的負荷計算

一般情況下，在變電站站用變壓器選擇應用中，根據變電站運行情況對變壓器的負荷大小進行計算確定與選擇應用，是其設計以及變壓器選擇的重要環節。值得注意的是，在進行變電站站用變壓器負荷計算與選擇應用中，對于變電站運行中連續運行和經常性短期運行的電力設備與負荷情況都應在變壓器負荷計算中體現，此外，對于不經常性短期運行或者是偶爾、不經常性斷斷續續運行的設備及其電力負荷情況，在計算中可以不進行考慮。最后，在進行變電站站用變壓器負荷計算與選擇應用中，多通過將變電站電氣設備的負荷額定功率換算成變壓器的負荷額定功率進行計算，計算過程中對于變電站電機設備的負荷換算系數一般設置為0.85，但是，對變電站系統中電熱負荷以及照明設備負荷換算計算中以l作為換算計算系數進行計算應用

根據上述對變電站站用變壓器負荷計算的有關情況分析，在實際計算與選擇設計中，需要針對變電站電氣設備負荷情況進行有效分類后，以實現具體負荷大小的換算分析，從而避免計算結果與實際負荷之間的誤差發生，影響變電站站用變壓器負荷選擇。此外，在進行變電器站用變壓器負荷計算過程中，對于不同類型的電氣設備及線路負荷進行劃分中，需要注意連續性負荷要求在單次連續帶負荷運轉時間為2h以上，而短時負荷則以單次連續帶負荷運轉時間在10min以上、2h以內，斷續型負荷則表示每次帶負荷運轉至空載或停止狀態進行反復周期性工作運行中，其單個周期的時間要在10min以內;而經常性運轉使用的負荷多是指每天都需要使用的情況，不經常運轉使用負荷，則是指正常情況下不運行，只有在檢修或者是事故等特定情況下才運轉使用的負荷情況。

2 變電站站用變壓器的容量選擇與計算

一般情況下，在進行變電站站用變壓器容量選擇與計算分析中，通過對變電站各種電力設備的容量以及負荷情況進行計算確定情況下，其中，不包含消防負荷，對容量及負荷補償后的視在容量，就是進行變電站站用變壓器容量選擇與設計的主要依據。如式（1），即為變電站站用變壓器容量選擇與計算公式，該公式中，S為變電站站用變壓器的容量范圍，一般使用kVA表示;而K1表示的是變電站站用變壓器的動力負荷換算系數，一般情況下，系數值多設置為0.85;此外，P1、P2、P3分別表示的是變電站站用電力設備的動力、電熱以及照明系統負荷的和值，單位使用kW進行表示。

S>K1.P1+P2+P3 （1）

3 變電站站用變壓器型式及阻抗分析

在變電站工作運行中，站用變壓器的選擇與設置應用，其主要目的是確保變電站連接電網中各個站用變壓器及備用變壓器的輸出電壓保持一致，從而為電力系統安全穩定工作運行提供保障。結合當前我國電力系統變電站站用變壓器類型，主要以D，yn以及Y，yn聯接型式為主，并且第一種連接型式的變壓器零序阻抗要比第二種聯接型式的零序阻抗值減少很多，并且其變壓器零序阻抗值與正序阻抗值基本相等，其中變壓器工作運行中的單相短路電流會呈現增加變化，與三相短路電流之間的差異明顯減小。這就意味著在采用第一種聯接型式的站用變壓器系統中，單相短路故障問題下系統保護設備的保護動作靈敏度大大提升，同時在系統保護設備以及電路饋線線路截面選擇配合上具有較大的便利性，此外，也能夠實現系統保護結構及形式的簡化設置與應用，不需要進行單相短路保護的單獨設置與應用，在進行電力系統高壓側過電流保護以及低壓側單相短路保護中，都具有較為突出的功能優勢。

值得注意的是，在上述兩種變電站站用變壓器聯接型式中，D，yn型聯接變壓器設備，其內部的三角形繞組設置，在給變壓器連接線路中的三次諧波電流或者是零序電流創造了電流通路同時，也使其線路中的相電壓更加趨近正弦波電壓變化形式，對于線路電壓波形質量改善具有較為突出的作用和效果。此外，在這種聯接型式的變壓器設備中，如果變壓器聯接線路的低壓側出現三相負荷不平衡情況時，變壓器設備中關于低壓側中性點的浮動位移不會發生變化，從而對電網供電運行的穩定性具有較大的保障作用，因此，在實際設計應用中，變電站站用變壓器多以D，yn型聯接變壓器選擇應用為主。此外，針對D，yn型聯接變壓器在變電站工作運行中所產生的阻抗計算，一般是根據變電站系統中低壓電器在短路故障下電流承載能力進行計算確定，根據這一情況，在變電站站用變壓器阻抗選擇與設計應用中，一般多以標準阻抗設計的普通變壓器作為變電站站用變壓器設備進行選擇應用。

以某220kv變電站站用變壓器為例，該變壓器為干式變壓器，采用強迫空氣冷卻方式，設置帶防護外殼。在確定其技術參數，包括變壓器工作運行的使用頻率以及空載電流、絕緣等級、耐壓強度、連接方式、運行環境等情況下，根據變電站各負荷綜合情況，就可以對其變壓器的容量進行計算確定，并在變電站設計中選擇應用。

4 結語

總之，對變電站站用變壓器選擇及容量計算進行研究，對其在實際設計中的選擇應用，具有一定的參考價值及作用意義，從而能夠促進變電站設備的合理選擇與設置應用，確保電力系統安全、穩定與可靠運行。

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