摘要：分析了所用變壓器負(fù)荷的計(jì)算方法及容量的確定原則，根據(jù)技術(shù)規(guī)定，舉例分析了負(fù)荷計(jì)算時(shí)需注意的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：所用電;變壓器容量;負(fù)荷計(jì)算

根據(jù)技術(shù)規(guī)程，所用電負(fù)荷的計(jì)算是選擇變壓器容量的依據(jù)，統(tǒng)一和明確變電所的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，使變壓器的選擇符合安全可靠的設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)適用、符合國情的原則。

1、所用電負(fù)荷計(jì)算方法

各類用電負(fù)荷運(yùn)行情況必須按規(guī)程規(guī)定的原則，對主要所用電負(fù)荷特性（見表1）進(jìn)行確認(rèn)，以保證計(jì)算的合理性、統(tǒng)一性及準(zhǔn)確性。其負(fù)荷計(jì)算原則如下：

a）連續(xù)運(yùn)行及經(jīng)常短時(shí)運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)予計(jì)算;

b）不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常而斷續(xù)運(yùn)行的設(shè)備不予計(jì)算;

c）經(jīng)常斷續(xù)及不經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備也應(yīng)予計(jì)算。

表1：變電站主要所用電負(fù)荷特性表

序號

名""" 稱

負(fù)荷類別

運(yùn)行方式

是否計(jì)算

1

充電裝置

Ⅱ

不經(jīng)常、連續(xù)

是

2

浮充電裝置

Ⅱ

經(jīng)常、連續(xù)

是

3

變壓器強(qiáng)油風(fēng)（水）冷卻裝置

Ⅰ

經(jīng)常、連續(xù)

是

4

變壓器有載調(diào)壓裝置

Ⅱ

經(jīng)常、斷續(xù)

是

5

有載調(diào)壓裝置的帶電濾油裝置

Ⅱ

經(jīng)常、連續(xù)

是

6

斷路器、隔離開關(guān)操作電源

Ⅱ

經(jīng)常、斷續(xù)

是

7

斷路器、隔離開關(guān)、端子箱加熱

Ⅱ

經(jīng)常、連續(xù)

是

8

通風(fēng)機(jī)

Ⅲ

經(jīng)常、連續(xù)

是

9

事故通風(fēng)機(jī)

Ⅱ

不經(jīng)常、連續(xù)

是

10

空調(diào)機(jī)、電熱鍋爐

Ⅲ

經(jīng)常、連續(xù)

是

11

載波、微波通信電源

Ⅰ

經(jīng)常、連續(xù)

是

12

遠(yuǎn)動裝置

Ⅰ

經(jīng)常、連續(xù)

是

13

微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

Ⅰ

經(jīng)常、連續(xù)

是

14

微機(jī)保護(hù)、檢測裝置電源

Ⅰ

經(jīng)常、連續(xù)

是

15

空壓機(jī)

Ⅱ

經(jīng)常、短時(shí)

是

16

深井水泵或給水泵

Ⅱ

經(jīng)常、短時(shí)

是

17

生活水泵

Ⅱ

經(jīng)常、短時(shí)

是

18

雨水泵

Ⅱ

不經(jīng)常、短時(shí)

否

19

消防水泵、變壓器水噴霧裝置

Ⅰ

不經(jīng)常、短時(shí)

否

20

配電裝置檢修電源

Ⅲ

不經(jīng)常、短時(shí)

否

21

電氣檢修間（行車、電動門等）

Ⅲ

不經(jīng)常、短時(shí)

否

22

所區(qū)生活用電

Ⅲ

經(jīng)常、連續(xù)

是

說明：

（1）負(fù)荷特性系指一般情況，工程設(shè)計(jì)中由逆變器或不停電電源裝置供電的通信、遠(yuǎn)動、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、交流事故照明負(fù)荷也可計(jì)入相應(yīng)的充電負(fù)荷中。

（2）負(fù)荷分類

Ⅰ類負(fù)荷：短時(shí)停電可能影響人身或設(shè)備安全、使生產(chǎn)運(yùn)行停頓或主變壓器減載的負(fù)荷。

Ⅱ類負(fù)荷：允許短時(shí)停電、但停電時(shí)間過長，有可能影響正常生產(chǎn)運(yùn)行的負(fù)荷。

Ⅲ類負(fù)荷：長時(shí)間停電不會直接影響生產(chǎn)運(yùn)行的負(fù)荷。

（3）運(yùn)行方式欄中“經(jīng)常”與“不經(jīng)?！毕祬^(qū)別該類負(fù)荷的使用機(jī)會?！斑B續(xù)”“短時(shí)”“斷續(xù)”系區(qū)別每次使用時(shí)間的長短。即：

連續(xù)——每次連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)2h以上的。

短時(shí)——每次連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)2h以內(nèi)的，10min以上的。

斷續(xù)——每次使用從帶負(fù)荷到空載或停止，反復(fù)周期地工作，每個工作周期不超過10min的。

經(jīng)?！抵概c正常生產(chǎn)過程有關(guān)的，一般每天都要使用的負(fù)荷。

不經(jīng)?！抵刚２挥?，只在檢修、事故或者特定情況下使用的負(fù)荷。

2、所用變壓器容量

2.1主變壓器

變電所最大負(fù)荷按下式計(jì)算：

P_M" ≥ K₀ ? ΣP … …（1）

式中：

P_M——變電所最大負(fù)荷;

K₀——同時(shí)率;

ΣP— — 按負(fù)荷等級統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。

變電所主變壓器容量的選擇要充分考慮利用變壓器的正常和事故情況下的過負(fù)荷能力。對于裝設(shè)兩臺及以上主變壓器的變電所，規(guī)定主變壓器容量按照5～10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，并當(dāng)停用一臺主變壓器時(shí)，需保證全部負(fù)荷的60%，同時(shí)應(yīng)保證用戶的一級負(fù)荷和大部分二級負(fù)荷，以免對設(shè)備、人身和生產(chǎn)造成重大損失。變電所一般安裝 2 臺主變壓器，通常按S_H= 0.6PM選擇每臺主變壓器的容量。

從近年運(yùn)行情況看，我國大多數(shù)單位認(rèn)為，為提高供電的可靠性，應(yīng)適當(dāng)增大備用容量，而把保證負(fù)荷值由60%提高到70%，這樣，再考慮變壓器事故停用時(shí)的過負(fù)荷能力（見表2），大致可以滿足全部負(fù)荷的需要。

表2：油浸變壓器在事故情況下允許過負(fù)荷倍數(shù)及時(shí)間

過負(fù)荷倍數(shù)

1.3

1.45

1.6

1.75

2.0

2.4

3.0

允許時(shí)間（分）

戶內(nèi)

60

/

15

8

4

2

0.8

戶外

120

80

45

20

10

3

1.5

2.2工作變壓器

當(dāng)負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法時(shí)，所用變壓器容量按下式計(jì)算（當(dāng)有備用所用變壓器時(shí)，其容量應(yīng)與工作變壓器相同）：

S ≥ K ₁ ? P ₁+ P ₂+ P ₃ ……（2）

式中 S——所用變壓器容量，kVA

K ₁ ——所用動力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取K ₁ = 0.85;

P ₁ ——所用動力負(fù)荷之和（kW）

P ₂ ——所用電熱負(fù)荷之和（kW）

P ₃ ——所用照明負(fù)荷之和（kW）

3、計(jì)算實(shí)例

某220kV變電站所用電有兩臺220/10kV主變，兩臺10/0.4kV工作變，單母線分段接線，容量為630kVA，計(jì)算負(fù)荷為560 kVA?，F(xiàn)計(jì)劃擴(kuò)建：綜合樓空調(diào)（僅夏天用）所有相加的額定容量為80kW，照明負(fù)荷為40 kW，深水井水泵為22 kW（功率因數(shù)為0.85），冬天取暖所用電爐一臺，接在2號變壓器的母線上，容量為150kW。

3.1新增用電計(jì)算負(fù)荷至少應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？

（A）288.7kVA（B）208.7kVA（C）292kVA（D）212kVA

解：根據(jù)公式（2）

S ≥" K ₁ ? P ₁+ P ₂+ P ₃ = 0.85 × 22 + max（150，80）+ 40 = 208.7kVA

注：深水井水泵為經(jīng)常短時(shí)負(fù)荷，應(yīng)計(jì)入（見表 1）。

空調(diào)與取暖設(shè)備為季節(jié)性負(fù)荷，按較大者計(jì)入。

所以正確答案為：（B）208.7kVA

3.2若新增用電計(jì)算負(fù)荷為200 kVA，則所用變壓器的額定容量為下列哪項(xiàng)數(shù)值？

（A）1號工作變630kVA，2號工作變800 kVA

（B）1號工作變630kVA，2號工作變1000 kVA

（C）1號工作變800kVA，2號工作變800 kVA

（D）1號工作變1000kVA，2號工作變1000 kVA

解：依據(jù)《220kV～500kV變電站所用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5155-2002第4.1.1條：220kV變電所宜從主變壓器低壓側(cè)分別引接兩臺容量相同，可互為備用，分列運(yùn)行的所用工作變壓器，每臺工作變壓器按全所計(jì)算負(fù)荷選擇。

總計(jì)算負(fù)荷：∑S = S ₁ + S ₂ = 560 + 200 = 760kVA

所以正確答案為：（C）1、2號工作變均為800kVA

3.3若綜合用電負(fù)荷為1100 kVA，同時(shí)率K ₀ = 0.88，則主變壓器的額定容量至少為下列哪項(xiàng)數(shù)值？

（A）665.6kVA（B）632.6kVA（C）698.6kVA（D）677.6kVA

解：根據(jù)公式（1）

P _M ≥ K ₀ ? Σ_P=0.88 × 1100=968kVA

又因?yàn)镾_H ≥ 0.7P_M =0.7 × 968=677.6kVA

所以正確答案為：（D）677.6kVA

4、結(jié)束語

負(fù)荷計(jì)算是選擇變壓器設(shè)備及其規(guī)格的關(guān)鍵一步，變電站所用電負(fù)荷計(jì)算及容量選擇對電氣設(shè)計(jì)人員來說是一項(xiàng)基本功;因此，掌握其計(jì)算原則及計(jì)算方法對電氣技術(shù)人員來說是十分必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]《220kV～500kV變電站所用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5155-2002

[2]《發(fā)電廠變電所電氣接線和布置》（第一版）（上冊）西北電力設(shè)計(jì)院編P121

[3]《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（電氣一次部分）P268" 第7-1節(jié)

[4]《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊》（第一版）電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編P23