配电变压器容量选择
农村配电变压器容量的合理选择
张金星徐成宇山东省青州供电局 (262500)
接要本文提出了运用技术经济比较的方法选择配电变压器容量的
主张。针对农村用电的性质和特点，计算了配电变压器的负荷及其在不同情况下的年运行费，揭示了配电变压器的主要技术经济状况，通过对配电变压器容量的选择，证明了上述方法与主张是切合实际的，是合理的。
关键词农村用电配电变压器容量合理选择计算负荷年运行费分析计算配电变压器在农村电力网中分布广、数量多，占有举足较重的地位。配电变压器容量(视在功率)的选择是农电工程中的一个重要环节，选择的合理与否，不但影响供用电的可靠性，而且还决定着初投资的大小和运行的经济性。因此，配电变压器容量的选择问题应当认真探讨。
在选择配电变压器时，使其具有足够的带负荷能力，满足各种用电负荷的需要是对它的基本要求。因此，只有对农村用电负荷进行分析和计算，得到针对变压器的计算负荷来，为其容量的确定提供技术依据，才能在各容量等级的配电变压器中进行技术性选择。
1.1 农村用电负荷的分析
农村用电的特点归纳起来主要表现在以下四个方面：
(1)多样性：负荷种类有照明排灌、动力及乡镇村办企业的综合负荷。照明在时间上比较集中，动力多为中小型电动机，负载率低，自然功率因数(cos
φ)低。
(2)分散性：负荷分布广、线路长、容量小、数量多及供电距离长短不一。
(3)波动性：农电负荷昼夜变化较大。如照明多在晚上，动力多在白天，排灌连续用电，综合负荷有开有停，峰谷差别较大。年最大负荷利用小时在3000h左右。
(4)季节性：灌溉在旱季，排涝在雨季，收获期及其后的加工用电负荷也较为突出，年峰谷差也较大。
从以上情况可以看出，就负荷而言以下五个方面是影响变压器容量的主要因素。
(1)实际统计的总负荷。它是一个基本量，反映了变压器用电负荷的多少，再考虑同时率后就是比较实际的负荷了。
(2)高峰负荷。是用电负荷大的季节且负荷同时率最高时出现的负荷，它要求变压器的容量应大于该值。
(3)三相导步电动机起动电流。起动电流是额定电流的5～7倍，如变压器容量选得过小，在单台较大容量电动机起动和多台电机同时起动时，就会出现过电流和严重的低电压。如果没有减压措施，配电变压器容量势必选得过大，在负荷平稳时就会“大马拉小车”。
(4)自然功率因数与无功补偿。当负荷的自然功率因数很低时，带同样的有功负荷就需选较大容量的变压器，且变压器的有功损耗很高，显然，若用电容器进行无功补偿，就可以避免上述情况，但是又增加了低压配电装置的投资。
(5)低压出线的供电半径。原部颁规程规定400V低压线路的供电半径不应超过500m，这个值既能保证电压质量又比较经济。在实际中有些农村尽管供电区域半径不超过500m，但由于地理条件限制，配电变压器无法安装在中心，还有些农村的负荷点远离中心区(半径超过500m)。为了解决这些问题，我们不得不增加配电变压器的安装点和台数，调剂配电变压器的容量。
1.2 农村用电负荷的计算
1.2.1 照明负荷
农村照明负荷主要集中在夜间灯峰期，其同时率很高，此时其他家用电器的负荷比较高，并且日光灯、洗衣机、电冰箱、电风扇、电视机等存在无功负荷，因此，计算负荷与统计负荷基本相当，即PC≈P。
1.2.2 排灌负荷
由于电动机同时运行，且在同一排灌期内大多数电动机连续运行，所以把各电动机铭牌功率加起来，同时考虑电动机的效率η、功率因数cos φ以及5%～10%的功率损失，即可得到排灌专用配电变压器的计算负荷： Sc＝
式中 Sc——计算负荷，kVA；
∑ＰMN——电动机额定功率的总和，kW；
η——电动机的效率，取0.85；
cosφ——电动机的功率因数，取0.85；
δ——功率损失，取5%～10%。
计算负荷应按直接起动最大的电动机的功率校核，最大的电动机的功率不应大于计算负荷的30%，即PMN≤0.3SC，如不满足此项条件，应采取降压措施。
1.2.3 综合负荷
综合负荷是指既有用于农村工业、农副产品加工业等的动力负荷，又有相应的生产照明及生活照明等负荷，有时还有学校、商业、娱乐等办公营业负荷。这些负荷的大小、年受电时间、同时率、功率因数及供电半径等因素，对计算负荷的大小与准确性影响很大。因此，必须全面综合分析，并应考虑到经济运行和负荷的发展。
(1)估测计算负荷
Ｓgc＝∑ＰＫＴ／Ｋη
式中Ｓgc——综合负荷的运行计算值，kVA；
∑P——总计负荷，kW；
KＴ——综合负荷的同时率取，取0.5～0.8；
Kη——功率因数和效率的综合系数，取0.75～0.8。
(2)经济计算负荷Ｓ
Ｓ＝Ｋ1。Ｋ2。A/cosφＫ1＝
式中 A——全年用电的电能数，kWh；
cosφ——负荷的功率因数，取0.8～0.85；
K1——经济负荷系数，1/h；
K2——近期(2～3年)负荷发展系数，取1.0～1.2；
ΔK——配电变压器的损耗比ΔPk／ΔＰ0，S7系列取6.3，S9系列取5.3；
tf——全年有负荷时间，h；
td——全年有电时间，h。
(3)用直接起动的一台最大功率电动机进行校核。
2 单台配电变压器的经济性分析与计算
投资最省是对配电变压器的经济性要求，分析和计算它的综合年运行费是考察的必要手段。将拟定的计算负荷对高于计算负荷2～3级容量的配电变压器进行分析、计算和比较，其结果是确定变压器容量经济性的依据。
2.1 年运行费的内容
(1)在抵偿年限内的初投资的年均值(Z1)
Ｚ1＝ＺＴ／m (1)
式中 ZＴ——配电变压器的现行市场参考价格，元，见表1；
m——抵偿年限，取20年。
(2)年大修折旧费(Ｚ2)
Ｚ2＝ＺＴn％ (2)
式中 n%——折旧率，取6%。
表1 配电变压器价格
注ＳＴ——配电变压器容量。
(3)年空载损耗费(Ｚ3)
Ｚ3＝Ｐ0Ｔ0(1/3C1＋2／3Ｃ2) (3)
