變壓器選型設(shè)計規(guī)程概述一、概述

變壓器選型設(shè)計是電力系統(tǒng)工程設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。本規(guī)程概述了變壓器選型設(shè)計的基本原則、主要步驟和技術(shù)要求，旨在為工程技術(shù)人員提供系統(tǒng)性的指導(dǎo)。變壓器選型設(shè)計應(yīng)綜合考慮負荷特性、運行環(huán)境、技術(shù)經(jīng)濟性等因素，確保所選變壓器滿足系統(tǒng)需求。

二、選型設(shè)計基本原則

變壓器選型設(shè)計需遵循以下基本原則：

（一）技術(shù)匹配性

1.變壓器參數(shù)（如額定容量、電壓比、連接組別）必須與系統(tǒng)要求相匹配。

2.考慮負荷增長趨勢，預(yù)留適當裕量，一般裕量宜取10%-20%。

3.電壓等級和頻率需符合電網(wǎng)標準。

（二）經(jīng)濟合理性

1.依據(jù)負荷利用率選擇變壓器容量，避免過小或過大。

2.優(yōu)先選用高效節(jié)能型變壓器，如SCB10、SG系列等。

3.綜合計算初投資和運行成本，選擇綜合經(jīng)濟性最優(yōu)方案。

（三）環(huán)境適應(yīng)性

1.高海拔地區(qū)需選用高原型變壓器，或提高絕緣等級。

2.濕熱帶地區(qū)需考慮防潮、防霉設(shè)計。

3.噪音要求高的場所宜選用低噪音變壓器。

三、選型設(shè)計主要步驟

變壓器選型設(shè)計可按以下步驟進行：

（一）負荷計算

1.收集用電設(shè)備清單，計算最大負荷、平均負荷和負荷率。

-示例：某工廠用電設(shè)備總功率為500kW，負荷率為65%，則變壓器額定容量需≥500kW÷65%≈769kVA。

2.考慮季節(jié)性負荷變化，必要時進行分期選型。

（二）參數(shù)確定

1.確定變壓器額定電壓和電壓比。

-高壓側(cè)電壓：如10kV、35kV等；低壓側(cè)電壓：如0.4kV。

2.選擇連接組別，常用有Yyn0、Dyn11等，需與系統(tǒng)匹配。

（三）型式選擇

1.根據(jù)環(huán)境條件選擇變壓器型式：

-戶內(nèi)型：適用于室內(nèi)安裝，如SC（干式）變壓器。

-戶外型：適用于室外安裝，如S9油浸式變壓器。

2.考慮維護便利性，干式變壓器維護量較小。

（四）校驗與優(yōu)化

1.校驗短路阻抗、溫升等關(guān)鍵參數(shù)是否滿足標準。

2.對比不同方案的經(jīng)濟性，如初投資、損耗等。

3.必要時進行仿真計算，驗證選型合理性。

四、技術(shù)要求與標準

變壓器選型設(shè)計需符合以下技術(shù)要求：

（一）效率標準

1.S11系列變壓器空載損耗≤0.8%，負載損耗≤2.0%。

2.高效變壓器（如SG10）空載損耗≤0.3%，負載損耗≤1.2%。

（二）絕緣等級

1.根據(jù)最高工作電壓選擇絕緣等級：如AC6kV、AC10kV等。

2.高溫環(huán)境需提高絕緣等級或采用加強絕緣設(shè)計。

（三）環(huán)境適應(yīng)性

1.高海拔地區(qū)絕緣距離需按1.5倍修正。

2.濕熱帶地區(qū)需選用防潮等級為TH類變壓器。

五、注意事項

1.選型時需考慮變壓器壽命周期成本，而非僅初投資。

2.對于特殊負載（如整流設(shè)備），需核算諧波影響并選擇相應(yīng)抗諧波變壓器。

3.變壓器運輸和安裝條件需納入選型范圍。

四、技術(shù)要求與標準（續(xù)）

（四）效率標準（續(xù)）

1.能效等級劃分

-變壓器能效等級分為S11、S12、S13、S14等，數(shù)字越小能效越高。

-S11系列適用于一般工業(yè)和商業(yè)負載，S13系列強制要求低損耗，S14為最高能效等級，適用于對節(jié)能要求嚴格的場合。

2.損耗計算方法

-空載損耗：通過空載試驗測量，或查閱產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)。

-負載損耗：根據(jù)短路阻抗和額定電流計算，公式為：

\[P_08e08qo=I_{n}^{2}\timesZ_{k}\times10^{-3}\]

其中，\(P_8a6g880\)為負載損耗(kW)，\(I_{n}\)為額定電流(A)，\(Z_{k}\)為短路阻抗(%)。

（五）絕緣與安全標準

1.絕緣材料選擇

-油浸式變壓器常用絕緣紙板、絕緣紙，要求耐壓強度≥30kV/mm。

-干式變壓器采用環(huán)氧樹脂絕緣，厚度根據(jù)電壓等級確定，如10kV級需≥15mm。

2.安全保護配置

-必須配置過流保護、差動保護（大容量變壓器）、溫度保護（油溫、繞組溫度）。

-高壓側(cè)需加裝避雷器，防止雷擊過壓。

（六）環(huán)境適應(yīng)性標準（續(xù)）

1.防污等級

-根據(jù)空氣污染程度選擇絕緣子爬電距離，如級、級、級。

-濕熱帶地區(qū)需額外增加憎水性涂層。

2.抗震設(shè)計

-地震多發(fā)區(qū)需進行抗震計算，選擇抗震等級為A、B、C級的變壓器。

-油箱需加強加固，附件（如散熱器）需固定牢固。

五、注意事項（續(xù)）

1.負載特性匹配

-變壓器不宜長期滿載運行，建議負載率控制在80%-90%范圍內(nèi)。

-對沖擊性負載（如電焊機），需增加變壓器容量或選用專用變壓器。

2.運輸與安裝

-變壓器出廠前需進行出廠試驗，運輸時需用專用車輛，避免劇烈振動。

-安裝時基礎(chǔ)需水平，凈空距離滿足巡視和維修需求，如高壓側(cè)間隔≥1.5m。

3.運行維護

-油浸式變壓器需定期檢查油位、油色、色譜分析，一般每年一次。

-干式變壓器需監(jiān)測繞組溫度，防止過熱老化。

六、選型設(shè)計實例

案例：某工廠變配電系統(tǒng)選型

（一）負荷計算

1.用電設(shè)備清單：

-電動機：300kW（η=0.9），風(fēng)機：100kW（η=0.85），整流器：200kVA。

-總計算負荷：\(P_{30}=(300\times0.9+100\times0.85+200)\times0.7=438.5\text{kW}\)。

2.負載率：\(\beta=438.5\text{kW}\div800\text{kVA}=0.55\)，選S11系列變壓器。

（二）參數(shù)確定

1.電壓等級：高壓10kV，低壓0.4kV。

2.連接組別：Dyn11（常見工業(yè)配電方案）。

（三）型式選擇

1.戶內(nèi)安裝，選擇SCB10干式變壓器。

2.考慮諧波影響，低壓側(cè)加裝電抗器。

（四）校驗與優(yōu)化

1.短路阻抗校驗：選用標準值4%，符合國標范圍。

2.經(jīng)濟性對比：SCB10初投資較油浸式高15%，但運行維護成本低，綜合成本更低。

七、結(jié)論

變壓器選型設(shè)計是一個系統(tǒng)性工程，需結(jié)合技術(shù)標準、經(jīng)濟性和環(huán)境因素綜合決策。通過科學(xué)計算和合理選型，可確保電力系統(tǒng)安全高效運行，并降低全生命周期成本。設(shè)計人員應(yīng)熟悉各類變壓器特性，靈活運用計算方法，避免盲目套用標準，以提升工程質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

一、概述

變壓器選型設(shè)計是電力系統(tǒng)工程設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。本規(guī)程概述了變壓器選型設(shè)計的基本原則、主要步驟和技術(shù)要求，旨在為工程技術(shù)人員提供系統(tǒng)性的指導(dǎo)。變壓器選型設(shè)計應(yīng)綜合考慮負荷特性、運行環(huán)境、技術(shù)經(jīng)濟性等因素，確保所選變壓器滿足系統(tǒng)需求。

二、選型設(shè)計基本原則

變壓器選型設(shè)計需遵循以下基本原則：

（一）技術(shù)匹配性

1.變壓器參數(shù)（如額定容量、電壓比、連接組別）必須與系統(tǒng)要求相匹配。

2.考慮負荷增長趨勢，預(yù)留適當裕量，一般裕量宜取10%-20%。

3.電壓等級和頻率需符合電網(wǎng)標準。

（二）經(jīng)濟合理性

1.依據(jù)負荷利用率選擇變壓器容量，避免過小或過大。

2.優(yōu)先選用高效節(jié)能型變壓器，如SCB10、SG系列等。

3.綜合計算初投資和運行成本，選擇綜合經(jīng)濟性最優(yōu)方案。

（三）環(huán)境適應(yīng)性

1.高海拔地區(qū)需選用高原型變壓器，或提高絕緣等級。

2.濕熱帶地區(qū)需考慮防潮、防霉設(shè)計。

3.噪音要求高的場所宜選用低噪音變壓器。

三、選型設(shè)計主要步驟

變壓器選型設(shè)計可按以下步驟進行：

（一）負荷計算

1.收集用電設(shè)備清單，計算最大負荷、平均負荷和負荷率。

-示例：某工廠用電設(shè)備總功率為500kW，負荷率為65%，則變壓器額定容量需≥500kW÷65%≈769kVA。

2.考慮季節(jié)性負荷變化，必要時進行分期選型。

（二）參數(shù)確定

1.確定變壓器額定電壓和電壓比。

-高壓側(cè)電壓：如10kV、35kV等；低壓側(cè)電壓：如0.4kV。

2.選擇連接組別，常用有Yyn0、Dyn11等，需與系統(tǒng)匹配。

（三）型式選擇

1.根據(jù)環(huán)境條件選擇變壓器型式：

-戶內(nèi)型：適用于室內(nèi)安裝，如SC（干式）變壓器。

-戶外型：適用于室外安裝，如S9油浸式變壓器。

2.考慮維護便利性，干式變壓器維護量較小。

（四）校驗與優(yōu)化

1.校驗短路阻抗、溫升等關(guān)鍵參數(shù)是否滿足標準。

2.對比不同方案的經(jīng)濟性，如初投資、損耗等。

3.必要時進行仿真計算，驗證選型合理性。

四、技術(shù)要求與標準

變壓器選型設(shè)計需符合以下技術(shù)要求：

（一）效率標準

1.S11系列變壓器空載損耗≤0.8%，負載損耗≤2.0%。

2.高效變壓器（如SG10）空載損耗≤0.3%，負載損耗≤1.2%。

（二）絕緣等級

1.根據(jù)最高工作電壓選擇絕緣等級：如AC6kV、AC10kV等。

2.高溫環(huán)境需提高絕緣等級或采用加強絕緣設(shè)計。

（三）環(huán)境適應(yīng)性

1.高海拔地區(qū)絕緣距離需按1.5倍修正。

2.濕熱帶地區(qū)需選用防潮等級為TH類變壓器。

五、注意事項

1.選型時需考慮變壓器壽命周期成本，而非僅初投資。

2.對于特殊負載（如整流設(shè)備），需核算諧波影響并選擇相應(yīng)抗諧波變壓器。

3.變壓器運輸和安裝條件需納入選型范圍。

四、技術(shù)要求與標準（續(xù)）

（四）效率標準（續(xù)）

1.能效等級劃分

-變壓器能效等級分為S11、S12、S13、S14等，數(shù)字越小能效越高。

-S11系列適用于一般工業(yè)和商業(yè)負載，S13系列強制要求低損耗，S14為最高能效等級，適用于對節(jié)能要求嚴格的場合。

2.損耗計算方法

-空載損耗：通過空載試驗測量，或查閱產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)。

-負載損耗：根據(jù)短路阻抗和額定電流計算，公式為：

\[P_q8aywug=I_{n}^{2}\timesZ_{k}\times10^{-3}\]

其中，\(P_ccaqyeq\)為負載損耗(kW)，\(I_{n}\)為額定電流(A)，\(Z_{k}\)為短路阻抗(%)。

（五）絕緣與安全標準

1.絕緣材料選擇

-油浸式變壓器常用絕緣紙板、絕緣紙，要求耐壓強度≥30kV/mm。

-干式變壓器采用環(huán)氧樹脂絕緣，厚度根據(jù)電壓等級確定，如10kV級需≥15mm。

2.安全保護配置

-必須配置過流保護、差動保護（大容量變壓器）、溫度保護（油溫、繞組溫度）。

-高壓側(cè)需加裝避雷器，防止雷擊過壓。

（六）環(huán)境適應(yīng)性標準（續(xù)）

1.防污等級

-根據(jù)空氣污染程度選擇絕緣子爬電距離，如級、級、級。

-濕熱帶地區(qū)需額外增加憎水性涂層。

2.抗震設(shè)計

-地震多發(fā)區(qū)需進行抗震計算，選擇抗震等級為A、B、C級的變壓器。

-油箱需加強加固，附件（如散熱器）需固定牢固。

五、注意事項（續(xù)）

1.負載特性匹配

-變壓器不宜長期滿載運行，建議負載率控制在80%-90%范圍內(nèi)。

-對沖擊性負載（如電焊機），需增加變壓器容量或選用專用變壓器。

2.運輸與安裝

-變壓器出廠前需進行出廠試驗，運輸時需用專用車輛，避免劇烈振動。

-安裝時基礎(chǔ)需水平，凈空距離滿足巡視和維修需求，如高壓側(cè)間隔≥1.5m。

3.運行維護

-油浸式變壓器需定期檢查油位、油色、色譜分析，一般每年一次。

-干式變壓器需監(jiān)測繞組溫度，防止過熱老化。

六、選型設(shè)計實例

案例：某工廠變配電系統(tǒng)選型

（一）負荷計算

1.用電設(shè)備清單：

-電動機：300kW（η=0.9），風(fēng)機：100kW（η=0.85），整流器：200kVA。

-總計算負荷：\(P_{30}=(300\times0.9+100\times0.85+200)\times0.7=438.5\text{kW}\)。

2.負載率：\(\beta=438.5\text{kW}\div800\text{kVA}=0.55\)，選S11系列變壓器。

（二）參數(shù)確定

1.電壓等級：高壓10kV，低壓0.4kV。

2.連接組別：Dyn11（常見工業(yè)配電