如何选 国网YB箱式变压器详细介绍

河南省泰鑫电气限公司曹工提出了两台容量相等的配电变压器按照日负荷曲线自动投切的节能运行方案，对两台容量相等的小配电变压器运行和一台容量为两台小变压器容量之和的大变压器运行的损耗和节能效果进行了分析计算，还对本文所述方案的投资和回收期进行了简单估算，作者希望该方案能在城镇住宅小区供电工程中得到试验和推广。

　　在节能型变压器应用方面，油浸S11型及以上或干式变压器SC（B）10型及以上变压器得到推广应用，取得了比较好的节能效果。从运行方案入手，如果能使配电变压器节能运行，那么可降低电能损耗大约30%左右。

　　1 住宅小区现行配变运行方案住宅小区的负荷特点是峰谷差比较大，负荷率比较低（30%-40%），负荷出现时间一般为17时至22时，最小负荷一般出现在0时至5时。现行的住宅小区供电方案大多是一个供电区域配置一台变压器，变压器的额定容量按满足区域负荷选定，变压器容量不能调整。由于变压器容量越大，其空载损耗越高，所以，在负荷较小时使用大容量变压器会出现“大马拉小车”现象，不是经济运行方案；一台变压器的形式的弊端还在于一旦出现故障，就会导致供电瘫痪，不符合“N-1”原则，影响供电可靠性。

　　2 两台容量相同的变压器运行方案举例来说，如果某个供电区域需要配置一台额定容量为N1=800千瓦的变压器，按照改进方案，配置两台额定容量为N2=400千瓦的电压器，即N1是的N2的两倍关系。运行的具体实施方案为：平时仅靠一台长期运行的变压器供电，负荷高峰时另一台投入运行，等高峰期过完之后备用变压器退出运行。这种循环式配电方式的好处在于能够限度的降低损耗，并且当一台变压器故障或检修时，另一台变压器可以正常工作，不会因变压器故障造成供电区域全部停电。

　　3 节能效果分析3.1 变压器损耗计算公式有功损耗：？驻P = P0+ KTβ2PK；无功损耗：？驻Q = Q0+ KTβ2QK；综合功率损耗：？驻PZ= ？驻P + KQ？驻Q；年电能损耗：？驻WZ= 8760 ×？驻PZRS3。

　　其中：Q0――空载无功损耗（kvar），Q0≈I0%SN；P0――空载损耗（kW）；PK――额定负载损耗（kW ）；SN――变压器额定容量（kVA）；I0%――变压器空载电流***比；β――负荷率，城镇住宅小区估取 30%-40 %；KT――负载波动损耗系数，一般取 KT=1.05；QK――额定负载漏磁功率（千耳），QK≈UK%SN；KQ代表无功经济当量（kW/千耳），对城市电网的小功率供电取最小负荷，取 KQ=0.1kW/kvar；；RS3代表供电可靠率，取***。

　　3.2 两台变压器日并列运行时间因为2台小变压器并列运行时其综合功率损耗大于1台大变压器综合功率损耗。所以2台小变压器日并列运行时间不能大于T，否则，电能损耗高于1台大容量变压器电能损耗，该方案不能实现节能目的。

　　经推导得两台变压器平均每日并列运行时间为：T <24（？驻PZ1/？驻PZ2- 1）。计算时用上述公式计算。本案例经计算得出并列运行时间T=16。式中△PZ1、△PZ2――大变压器和小变压器的综合功率损耗，由上式求出。

　　3.3 损耗计算公式如上所示，先计算出两个小变压器的有功损耗、无功损耗、综合功率损耗和年电能损耗，负荷率取40% ，供电可靠率取99.9%。负荷率与有功功率和无功功率大致成平方关系，负荷率是衡量变压器是否节能运行的重要参数。根据以上公式计算值就可以得出结论：用2台小变压器取代1台大变压器供电方案有比较好的节能效果，变压器容量越大，节能效果越明显。

　　从表1可知，用2台小变压器取代1台大变压器供电方案有比较好的节能效果，变压器容量越大，节能效果越明显。假设1个县城有10个2×S11-400配置供电台区，每年能节约316 MWh左右的电能，有明显的推广应用价值。

　　4 设备配置和投资估算两台容量相同变压器配置方案按照安装方式不同可分为户外柱上安装方式、户内配电室安装方式和箱式变安装方式，关键设备有变压器高压和低压侧断路器，变压器自动投切控制器。

　　4.1 断路器设备断路器设备应具备遥控、遥信接口，每天能够进行合分操作1至2次。

　　户外柱上安装方式每台变压器高压侧配置1台电动操作的断路器，每台变压器低压侧配置1台断路器，断路器类型与单台变压器供电方案相同。为了节省投资，一台长期运行的变压器高压侧可以不配断路器。

　　户内配电室安装方式和箱式变安装方式中断路器类型与单台变压器供电方案相同。在户内配电室设计时，有的配电室已经按2台配变设计，这样的配电室很容易实现2台配变按日负荷曲线运行方案。

　　4.2 变压器自动投切控制器变压器自动投切控制器要求具备能根据负荷大小通过自动分合相应的变压器高低压断路器的功能。此功能可以集成于负荷管理终端、变压器监控终端或无功补偿控制器中，因此就要求这三种设备必须具有测量荷载大小的功能，尤其是能够交流采样的负荷管理终端，这样一来只要稍作改动就可以在变压器自动投切控制器上使用。

　　4.3 新增投资与回收期估算新增投资主要集中于变压器高压侧断路器上，经过对比计算，户外配置方式的投资，回收期也最长，所以该方案不做优先考虑。室内配电室方式和箱式的投资较少，应该优先采用本文所述的方案。如果本身配电室已经采用两台变压器形式，那么本文所述方案的优势将更加突出。容量在630kVA以下的一台小变压器与大变压器的价格比较的话基本相当，但容量在630 kVA以上的两台小变压器加起来比大的稍贵。因此，630以上的大容量变压器更换为2 台小容量变压器的更为经济。

　　5 结语综上所述，河南省泰鑫电气有限公司所描述的住宅小区配电变压器节能运行方案具有比较好的供电可靠性和经济效益；该方案较适合平均日负荷峰谷差比较大的供电区域；该方案较适用于配电室方式和箱式变供电方式。

目前住宅小区基本上分两种类型：一种是经济适用型，一种是小康型(豪华型)，尽管这两种住宅小区用电水平不同，但选择配变容量的方法大致相同。

1　负荷计算

1.1　单位指标法

应用单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷)，即：

Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)

式中　Pei——单位用电指标，如：W/户(不同户型的用电指标不同)，由于地区用电水平的差异，各地区应根据当地的实际情况取用

　　　Ni——单位数量，如户数(对应不同面积户型的户数)

邯郸市居民住宅负荷计算参考值见表1。

表1　居民住宅负荷表

户建筑面积(m2)  ＜80 80～100 ＞100
　　计算负荷(W) 3000～4000 4000～6000 7000～8000
　　计算电流(A) 14～18 18～27 32～36
　　内线截面(mm2) 4 6 10
　　电能表规格(A) 5(20) 5(20) 10(40)

　　应用以上方法计算负荷应乘以同时系数，即实际负荷(PM)。PM=Pjs×η(式中η——同时系数，不同的住户η值不同：一般情况下，25～100户的小区取0.4；101～200户的小区取0.33；200户以上的小区取0.26。)

1.2　单位面积法

按单位面积法计算负荷，在一定的面积区有一个标准，面积越大的区其负荷密度越小，其表达式如下：

PM=Ped×S×η

式中　PM——实际负荷，kW

　　　Ped——单位面积计算负荷，W/m2

　　　S——小区总面积，m2

　　　η——同时系数，取值范围同上

根据以上两种方法求出照明及家用负荷后，结合小区的实际情况，看是否还有其它负荷，如有其它负荷则应考虑进去。一般的成规模的小区会有路灯、公用照明、物业楼(物业办公及商场联用)用电负荷；如果是小高层(9层以上)(小康型)还应考虑电梯负荷；二次加压泵房负荷(供生活及消防用水)，以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷，而照明及家用电负荷出现值的时段为每天19：00～22：00，因而在计算小区的负荷时就以19：00～22：00时段的照明及家用电负荷为基础，然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为：

(1)　电梯：

PD=∑PDi×ηD。

式中　PD——电梯实际总负荷，kW

　　　PDi——单部电梯负荷，kW

　　　ηD——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见表2)

表2　电梯同时系数一览表

电梯台数 1 2 3 4 5 6 … 12 同时系数 1 0.91 0.85 0.8 0.76 0.72 … 0.48
　　(2)　二次加压水泵：

PMS=∑PSi×NSi

式中　PMS——二次加压水泵运行方式下(开泵最多的方式)的实际负荷

　　　PSi——各类水泵的单台负荷

　　　NSi——运行方式下各类水泵的台数

(3)　物业楼：

PWM=PWS×ηW

式中　PWM——物业楼在照明及家用电负荷时段实际负荷

　　　PWS——物业楼设计负荷，kW

　　　ηW——物业楼负荷、照明及家用电负荷的同时系数

(4)　路灯及公用照明：

按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。路灯负荷为PL(kW)。

1.3　住宅小区的综合负荷

P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL(kW)

2　选择配变容量

S＝P∑÷cosφ(kVA)

cosφ一般取值为0.8～0.9。

如果有集中中央空调，则集中中央空调的配变单独选择计算，这里不再赘述。

3　实例计算

某小区有3栋带电梯的9层住宅楼(顶层为跃层式，每个单元一部电梯)，共计216户，建筑面积33000m3，另外还有物业楼1栋，4栋楼均采用冰储冷中央空调(单制冷)，冬季由城市集中供热(通过热交换器交换后)取暖。考虑到小区供用电的安全性，整个小区采用了2台箱式变压器供电，一台为1000kVA，主要用于住宅楼及物业楼的正常供电；另一台为800kVA，主要用于中央空调，具体用电负荷计算及配变容量选择如下。

3.1　1000kVA配变所带负荷的计算

(1)　住宅楼：

①照明及家用电负荷：

按单位指标法计算：考虑到该花园中央空调由专用配变供电的实际情况，故照明及家用电负荷指标8000W/户中应减去2000W/户，每户的用电负荷为6000W/户。所以，Pjs=∑Pei×Ni÷1000=6000×216÷1000=1296(kW)

小区实际负荷PM=Pjs×η=1296×0.33＝427.68(kW)+(考虑到216户超出200户不是太多，故式中的η取0.33，这样所取的η值更为合理)。

②电梯负荷：

每部电梯用电负荷为10kW，共12部电梯，同时系数为0.48，则：

PD=∑PDi×ηD=10×12×0.48=57.6(kW)

所以该小区住宅楼总负荷为：

Pjs+PD=485.28(kW)

(2)　物业楼：

设计负荷为150kW。

PWM=PWS×ηW=150×0.5=75(kW)(ηW取0.5，是考虑物业楼实际负荷出现在白天，与住宅楼晚上的负荷值不同步)

(3)　二次加压水泵房负荷：

包括给水主泵3×5.5kW、***泵1×2.2kW、潜水泵1×1.1kW、喷淋泵2×15kW(其中一个备用)、消防泵2×18.5kW(其中一个备用)。

所以运行方式下的负荷为：PMS=∑PSi×NSi=5.5×3+2.2+1.1×1+15×1+18.5×1=53.3(kW)

(4)　路灯及公用照明负荷PL按30kW计算。

(5)　备用负荷(集中供热时利用冷冻循环泵通过热交换器供热)包括：冷冻水循环泵3×30kW、空调水定压罐2×3kW(其中一台备用)、差压全自动过滤机2×0.33kW。

PBj=30×3+2×0.33+3×1=93.66(kW)

综合负荷：

P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL+PBj=427.68+57.6+75+53.3+30+93.66=737.24(kW)

(6)　选择配变容量：

S＝P∑÷0.8=737.24÷0.8=921.55(kVA)<1000kva，所以选1000kva的配变。<>

3.2　800kVA配变所带中央空调用电负荷计算

(1)　设备容量：螺杆制冷机2×240kW、冷冻水循环泵3×30kW、乙二醇溶液循环泵3×22kW、冷却水循环泵3×37kW(其中一台备用)、排污泵1×1.5kW、空调水定压罐2×3kW(其中一台备用)、软化水处理装置24h耗电<1kw·h(忽略不计)、差压全自动过滤机2×0.33kw、冷却塔2×7.5kw。<>

(2)　中央空调运行方式：

每天12：00～14：00，18：00～22：00，所有设备均为满负荷运行，为运行方式。

(3)　负荷计算及配变容量选择：

Pj=2×240+3×30+3×22+2×37+1.5+3+2×0.33+2×7.5=730.16(kW)，选取各设备的负荷的同时率为0.9，并取cosφ为0.85，则：

S=Pj×0.9÷cosφ=657.14÷0.85=773.11(kVA)<800(kva)，所以选800kva的配变。
<800(kva)，所以选800kva的配变。

<1kw·h(忽略不计)、差压全自动过滤机2×0.33kw、冷却塔2×7.5kw。<>

<1000kva，所以选1000kva的配变。<>

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