變壓器容量與額定電流如何計算?

在電力系統中,變壓器的總容量遠遠超過發電機組和電機的容量。變壓器在傳輸電能的過程中消耗部分有效功率和無效功率。合理準確地計算變壓器的最佳經濟容量是節約能源的必要手段之一,本文將介紹變壓器的容量與額定電流的計算方法。

引文作者:上海蓋能電氣市場部(專注干式變壓器30年)

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變壓器容量計算 

    變壓器容量計算:

先確定變壓器的額定電壓。高電壓與接入網電壓相等,該電壓比低壓側電網高10%5%的電壓(決定變壓器電壓等級和阻抗電壓大小);額定容量選擇。

求出變壓器負載的大小(要求統計最大綜合負荷,將有功負荷kW值轉換為視在功率kVA),如果是兩臺變壓器,則每臺變壓器的容量可按照最大綜合負荷的70%選擇,一臺變壓器要按總負荷考慮,并保留適當的裕度。其他品牌的參數可結合變壓器產品適當考慮。

比如:35/10kV變壓器。假設最大負載為3500kW,功率因數為0.8,選擇兩個變壓器,容量S=0.7×3500/0.8=3062kVA,可選用3150kVA變壓器,電壓比為35kV/10.5kV。在產品目錄中再選擇一個型號。

一、變壓器容量的計算公式

1、計算每相負載的最大功率

A相、B相、C相相負荷獨立相加,如A相負荷總功率10KW,B相負荷總功率9KW,C相負載總功率11KW,C相負載總功率為11KW。(注:單相位設備的功率按銘牌上的最大值計算,三相設備功率除以3,即該設備的每相功率。)

如:C相負載的總功率=電腦300W×10)+(空調器2KW×4)=11KW。

2、三相總功率的計算

11KW×3=33KW(變壓器三相總功率)

3、變壓器總功率的計算

三相總功率為0.8,這是最重要的一步,目前市面上銷售的變壓器90%以上功率因子僅為0.8,因此需要除以0.8的功率因數。

33KW/0.8=41.25KW(變壓器總功率)

4、變壓器總容量的計算

變壓器總功率/0.85,根據《電力工程設計手冊》,變壓器容量應根據計算負荷選擇,對負荷平穩供電的單臺變壓器,負荷率一般為85%左右。

41.25KW/0.85=48.529KW(變壓器所需的電力采購),那么在購買變壓器時選擇50KVA即可。

二、變壓器容量計算中的幾個問題

1、變壓器的額定容量,應是變壓器在規定使用條件下,能保證變壓器正常工作的最大負荷視在功率;

2、此視在功率是變壓器的輸出功率,也是視在功率,變壓器能承受最大負荷;

3、變壓器額定工作時,變壓器輸出視功率等于額定容量;

4、變壓器額定工作時,變壓器輸入視功率大于額定容量;

5、由于變壓器的效率很高,一般認為變壓器額定工作時,變壓器的輸入視功率等于額定容量,由此進行的運算和計算結果基本準確;

6、使用變壓器時,只需觀察變壓器輸出的電流、電壓、功率因數及其視在功率等于或小于額定容量時才是安全的。

7、有人認為變壓器有損耗,必須在額定容量的90%以下運轉是錯誤的!

8、變壓器設計選型容量時,根據計算的負荷要乘以安全系數是對的。

可見變壓器容量的計算其實并不難。重點是變壓器容量計算中的一些問題。

計算變壓器的額定電流

額定電流是指設備在額定電壓下按額定功率運行時所產生的電流。還可以被定義為在額定環境條件(環境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下能長時間連續工作的電器設備。電氣設備正常工作時,其電流不得超過其額定電流。

額定電流是用繞組的額定容量除以繞組的額定電壓和相應的系數(單相為1,三相是√3)計算出的通過繞組線端的電流。所以變壓器的額定電流就是每組線圈的額定電流,即線路電流。而構成三相變壓器單相變壓器,如繞組為三角形聯結,其額定電流以線電流為分子,以√3為分母,如線電流為500A,則繞組的額定電流為(500/√3)A。

額定容量運行時,變壓器繞組電流為額定電流。參考GB/T15164-1994GB《油浸電力變壓器負載導則》,變壓器能超負荷運行,三相額定容量不超過100MVA(單相不超過33.3MVA)時,變壓器可承受負荷率(負載電流/額定電流)不大于1.5的偶發性過載,在容量較大時可承受負載率不超過1.3的偶發性過載。

套筒還應有相應的過載能力,卷筒熱點溫度和頂油溫度分別不得超過140℃105℃。

1、檢查變壓器的額定電流



2、變壓器額定電流的計算

電壓互感器的額定電流是I1N/I2N,單位為kA。指變壓器正常工作時能承受的電流,而線電流在三相變壓器中都代表。

變電所的額定電流公式:I1N=SN/U1N;I2N=SN/U2N對三相變壓器:I1N=SN/[√3*U1N];I2N=SN/[√3*U2N];

U1N在正常運行時一次側應增加的電壓;

U2N是指一次側電壓增加,而二次側處于空載狀態下的電壓。V單元;

注意:額定電壓為線路電壓。

I1N是正常工作時的一次側變壓器的額定電流;I2N是主變壓器的額定電流。A的單位是。 

變壓器的額定容量為SN,單位為VA、kVA、MVA。

經驗公式:變壓器次級側電流(I2N)=變壓器額定容量*1.44。

比如:100KVA變壓器次級側電流。

I=100*1.44=144(A)