變壓器容量與額定電流如何計(jì)算？

在電力系統(tǒng)中，變壓器的總?cè)萘窟h(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)電機(jī)組和電機(jī)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(zhǔn)確地計(jì)算變壓器的最佳經(jīng)濟(jì)容量是節(jié)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(jì)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(jì)算：

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

求出變壓器負(fù)載的大小(要求統(tǒng)計(jì)最大綜合負(fù)荷，將有功負(fù)荷kW值轉(zhuǎn)換為視在功率kVA)，如果是兩臺(tái)變壓器，則每臺(tái)變壓器的容量可按照最大綜合負(fù)荷的70%選擇，一臺(tái)變壓器要按總負(fù)荷考慮，并保留適當(dāng)?shù)脑６?。其他品牌的參?shù)可結(jié)合變壓器產(chǎn)品適當(dāng)考慮。

比如：35/10kV變壓器。假設(shè)最大負(fù)載為3500kW，功率因數(shù)為0.8，選擇兩個(gè)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(chǎn)品目錄中再選擇一個(gè)型號(hào)。

一、變壓器容量的計(jì)算公式：

1、計(jì)算每相負(fù)載的最大功率

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

如：C相負(fù)載的總功率=電腦300W×10臺(tái))+(空調(diào)器2KW×4臺(tái))=11KW。

2、三相總功率的計(jì)算

11KW×3相=33KW(變壓器三相總功率)

3、變壓器總功率的計(jì)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(shù)。

33KW/0.8=41.25KW(變壓器總功率)

4、變壓器總?cè)萘康挠?jì)算

變壓器總功率/0.85，根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊》，變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇，對負(fù)荷平穩(wěn)供電的單臺(tái)變壓器，負(fù)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(shí)選擇50KVA即可。

二、變壓器容量計(jì)算中的幾個(gè)問題

1、變壓器的額定容量，應(yīng)是變壓器在規(guī)定使用條件下，能保證變壓器正常工作的最大負(fù)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(fù)荷；

3、變壓器額定工作時(shí)，變壓器輸出視功率等于額定容量；

4、變壓器額定工作時(shí)，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(rèn)為變壓器額定工作時(shí)，變壓器的輸入視功率等于額定容量，由此進(jìn)行的運(yùn)算和計(jì)算結(jié)果基本準(zhǔn)確；

6、使用變壓器時(shí)，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時(shí)才是安全的。

7、有人認(rèn)為變壓器有損耗，必須在額定容量的90%以下運(yùn)轉(zhuǎn)是錯(cuò)誤的！

8、變壓器設(shè)計(jì)選型容量時(shí)，根據(jù)計(jì)算的負(fù)荷要乘以安全系數(shù)是對的。

可見變壓器容量的計(jì)算其實(shí)并不難。重點(diǎn)是變壓器容量計(jì)算中的一些問題。

計(jì)算變壓器的額定電流：

額定電流是指設(shè)備在額定電壓下按額定功率運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的電流。還可以被定義為在額定環(huán)境條件(環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下能長時(shí)間連續(xù)工作的電器設(shè)備。電氣設(shè)備正常工作時(shí)，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(yīng)的系數(shù)(單相為1，三相是√3)計(jì)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(gòu)成三相變壓器的單相變壓器，如繞組為三角形聯(lián)結(jié)，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(yùn)行時(shí)，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(fù)載導(dǎo)則》，變壓器能超負(fù)荷運(yùn)行，三相額定容量不超過100MVA(單相不超過33.3MVA)時(shí)，變壓器可承受負(fù)荷率(負(fù)載電流/額定電流)不大于1.5的偶發(fā)性過載，在容量較大時(shí)可承受負(fù)載率不超過1.3的偶發(fā)性過載。