【電魯班】變壓器容量計算全掌握：公式詳解與應(yīng)用
2024-07-18瀏覽次數(shù)：572
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變壓器容量計算秘籍
電力科普|電工知識|電力小課堂
引言
變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的形式及其可靠與經(jīng)濟有著重要影響。
所以，通過科學(xué)的計算方法和合理的選擇策略，我們可以確保變壓器的容量既能夠滿足電力系統(tǒng)的需求，又能夠避免不必要的浪費和損失。
下面主要為大家介紹如何計算變壓器容量。
01
常規(guī)方法
根據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》，變壓器容量應(yīng)根據(jù)計算負荷選擇，對平穩(wěn)負荷供電的單臺變壓器，負荷率一般取85％左右。
即：β=S/Se 式中：S———計算負荷容量（kVA）；Se———變壓器容量（kVA）；β———負荷率（通常取80％～90％）。
02
計算負載的每相最大功率
將A相、B相、C相每相負載功率獨立相加，如A相負載總功率10kW，B相負載總功率9kW，C相負載總功率11kW，取最大值11kW。（注：單相每臺設(shè)備的功率按照銘牌上面的最大值計算，三相設(shè)備功率除以3，等于這臺設(shè)備的每相功率）
例如：C相負載總功率 = (電腦300W X10臺)+(空調(diào)2kW X4臺)=11kW
03
計算三相總功率
11kW X 3相 =33kW（變壓器三相總功率）
三相總功率 / 0.8，這是最重要的步驟，目前市場上銷售的變壓器90%以上功率因素只有0.8，所以需要除以0.8的功率因素。
33kVA / 0.8 = 41.25kVA（變壓器總功率）
41.25kVA / 0.85 = 48.529kVA（需要購買的變壓器功率），那么在購買時選擇50kVA的變壓器就可以了。
04
變壓器容量計算需要注意問題
變壓器的額定容量，是變壓器在規(guī)定的使用條件下，能夠保證變壓器正常運行的最大載荷視在功率；
視在功率即是變壓器的輸出功率，也是變壓器能帶最大負載的視在功率；
變壓器額定運行時，變壓器的輸出視在功率等于額定容量；
變壓器額定運行時，變壓器的輸入視在功率大于額定容量；
由于變壓器的效率很高，一般認為變壓器額定運行時，變壓器的輸入視在功率等于額定容量，由此進行的運算及結(jié)果也是基本準(zhǔn)確的；
所以在使用變壓器時，只需觀察變壓器輸出的電流、電壓、功率因數(shù)及其視在功率等于或小于額定容量就是安全的（使用條件滿足時）；
有人認為變壓器有損耗，必須在額定容量90%以下運行是錯誤的；
變壓器在設(shè)計選用容量時，根據(jù)計算負荷要乘以安全系數(shù)是對的。
05
變壓器的額定電流計算
額定電流是指用電設(shè)備在額定電壓下，按照額定功率運行時的電流。也可定義為電氣設(shè)備在額定環(huán)境條件（環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等）下可以長期連續(xù)工作的電流。用電設(shè)備正常工作時的電流不應(yīng)超過它的額定電流。
額定電流是由繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應(yīng)的系數(shù)（單相為1，三相為√3）而算得的流經(jīng)繞組線端的電流。因此，變壓器的額定電流就是各繞組的額定電流，是指線電流。但是，組成三相組的單相變壓器，如繞組為三角形聯(lián)結(jié)，繞組的額定電流則以線電流為分子，以√3為分母來表示，例如線電流為500A，則繞組的額定電流為（500/√3）A。
變壓器在額定容量下運行時，繞組的電流為額定電流。參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15164—1994《油浸式電力變壓器負載導(dǎo)則》，變壓器可以過載運行，三相的額定容量不超過100MVA（單相不超過33.3MVA）時，可承受負載率（負載電流/額定電流）不大于1.5的偶發(fā)性過載，容量更大時可承受負載率不超過1.3的偶發(fā)性過載。
套管也應(yīng)有相應(yīng)的過載能力，繞組熱點溫度和頂層油溫度分別不能超過140℃和105℃。
變壓器額定電流的計算
根據(jù)公式計算，變壓器電流：I=S/(根號3*U) 負載功率P=S*cos。
口算 ：一次電流：I=S*0.06，二次電流：I=S*1.5，S是變壓器的容量，cos是變壓器的功率因數(shù)，變壓器的負荷率。
變壓器的負荷率一般如80%～90%。也就是說變壓器的最佳工作狀態(tài)為額定容量的85%，滿載或過載都將減少變壓器的使用壽命。
求電流：與三相負載求電流相同，I＝S/1.732×U，I＝80/1.732×0.4，I＝115A。
變壓器的過載能力及允許過載時間
過載10%，變壓器可持續(xù)運行180分鐘。
過載20%，變壓器可持續(xù)運行150分鐘。
過載30%，變壓器可持續(xù)運行120分鐘。
過載60%，變壓器可持續(xù)運行45分鐘。
過載75%，變壓器可持續(xù)運行15分鐘。
在工作中經(jīng)常會遇到這樣的問題，一般只要按照容量與以下系數(shù)的乘積就可以得到基本估算值，與實際值非常接近，完全可以滿足工作需要，不必用公式做繁瑣的運算，以10kV變0.4kV的變壓器為例，高壓側(cè)容量乘以0.06即是高壓側(cè)額定電流值4.8安，低壓容量乘以1.5即為低壓側(cè)額定電流值120安。
變壓器的銘牌上都標(biāo)有變壓器的容量和實際的額定電流，計算變壓器的額定電流，必須知道變壓器的容量和電壓等級，額定電流Ie=容量S/1.732*U。
內(nèi)容源自：電氣圈
【END】
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