知识点：站用变压器

站用变压器是站内为低压设备或照明等提供动力负荷的降压变压器，是站用电系统中的重要组成部分。一般变压器经常性负荷配置在接近35%额定容量时，变压器能获得较高的运行效率。合理选择变压器的容量，根据季节与负荷特性及时调整变压器分接头开关，提高变压器的负荷率。作为变电站内能量消耗的重要部分，站用变的型式和容量的选择对于全站的节能降耗具有重大的意义，站用变压器应选用低损耗节能型标准系列产品。

确定站用变压器容量时应对全站用电负荷详细分类、统计，充分考虑负荷的季节特性，同时考虑了检修、运行、水泵启动等负荷需要，确定了全站用电负荷总容量，以此为依据，确定站用变压器容量。

一、《35～110kV变电所设计规范GB 50059-2011》对站用电系统的规定：

1. 1在有两台及以上主变压器的变电站中,宜装设两合容量相同可互为备用的站用变压器,每台站用变压器容量应按全站计算负荷选择.两台站用变压器可分别接自主变圧器最低电压级不同段母线 。 能从变电站外引人一个可靠的低压备用电源时,亦可装设一台站用变压器。

1. 2按规划需装设消弧线圈补偿装置的变电站,采用接地变压器引出中性点时,接地变压器可作为站用变压器使用,接地变压器容量应满足消孤线圈和站用电的容量的要求。

1.3站用电接线及供电方式宜符合下列要求:

1）站用电低压配电宜采用中性点直接接地的TN系统,宜采用动力和照明共用的供电方式,额定电压宜为380V/220V。

2）站用电低压母线宜采用单母线分段接线。每台站用变压器宜各接一段母线;也可釆用单母线接线,两台站用变压器宜经过切换接一段母线 。

3）站用电重要负荷宜采用双回路供电方式。

1. 4 变电站宜设置固定的检修电源,并应设置漏电保护装置。

接地变压器的选择以后整理，本文不做介绍。

二、站用变压器型式选择

2.1、站用变压器分类

对于110kV变电站，由于站用变压器容量较小，为简化布置，常常将站用变压器置于开关柜中，即一般选用干式变压器。

干式变压器常见的有两种类型，即采用传统的硅钢片制作铁芯和采用非晶合金材料制作铁芯的变压器。

2.3、站用变压器比较

S13低损耗变压器，铁芯材料为硅钢片，空载损耗较大。非晶合金铁芯配电变压器，在变压器的节能降耗方面表现突出。非晶合金变压器是一种采用新材料、新结构、新工艺的节能型配电设备,其铁心材料是一种非晶合金,与传统的硅钢铁心相比,具有突出的低空载损耗特性。非晶合金铁芯变压器的特点如下：

①  空载损耗低

表2-1 10kV干式环氧浇注SH15型非晶合金变压器空载损耗表

容量（kvA）	空载损耗(W)
30	33
50	43
63	50
80	60
100	75

表1-2  10kV S13型硅钢铁芯变压器空载损耗表

容量（kvA）	空载损耗(W)
30	65
50	85
63	100
80	125
100	145

由上述数据可以看到，非晶合金变压器比同容量的S13型配电变压器空载损耗下降50% 左右，具有十分显著的节能效果。

②温升低

表2-3是在不同负载率下测量非晶合金变压器与硅钢片铁心变压器的温升值进行比较。

表2-3 

从表2-3中可以看出，在不同的负载率下，非晶合金变压器的高低压绕组、铁心温升均低于硅钢片铁心变压器。

③效率高

表2-4是在不同负载率下测量非晶合金变压器与硅钢片铁心变压器的效率值进行比较。从表中可以看出，在不同的负载率下，非晶合金变压器效率要比硅钢片铁心变压器要高。对于效率要求高的情况，非晶合金变压器是一个很好的选择。

表2-4

④制造过程节能环保；

传统硅钢铁心配电变压器中硅钢的生产分为炼钢、铸?热轧?冷轧等阶段, 其中冷轧阶段又分为酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、二次退火、高温退火、拉伸涂层和精整等多道工序, 需要大量的设备投资和工序能耗, 必须进行多次加热和热处理等高能耗过程, 其生产成本远高于非晶合金带的生产, 而且, 酸洗会轻微污染环境, 燃气加热会产生大量燃烧废气。

⑤运行节能环保；

变压器是一种消耗能源和污染大气的设备,非晶合金铁心变压器空载损耗低, 负载损耗和传统变压器基本相当。因此, 使用非晶合金铁心变压器可以节约用煤和水, 减少粉尘、二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物等有害气体的排放, 进而降低大气污染, 有利于环境保护,防止全球变暖。

基于上述优势，站用变选用节能型10kV非晶合金干式变压器，接线组别为Dyn11，站用变压器联结组别的选择,宜使各站用工作变压器及站用备用变压器输出电压的相位一致。

三、站用电负荷统计及站用变容量选择

3.1、站用电负荷统计

变电站内负荷分为三类，具体分类如下：

Ⅰ类负荷：短时停电可能影响人身或设备安全，使生产运行停顿或主变压器减载的负荷。

Ⅱ类负荷：允许短时停电，但停电时间过长，有可能影响正常生产运行的负荷。

Ⅲ类负荷：长时间停电不会直接影响生产运行的负荷。

3.1.1、站用电负荷计算的原则

（1）连续运行及经常短时运行的设备应予计算；

（2）不经常短时及不经常断续运行的设备不予计算；

（3）变电站主要站用电负荷特性按下表选用 。

注: 

1）负荷特性系指一般情况,工程设计中由逆变器或不停电电源装置供电的通信、远动、微机监控系统,交流事故照明等负荷也可计入相应的充电负荷中。

2）运行方式栏中“经常''与“不经常”系区别该类负荷的使用机会。 “连续”“短时”“断续”系区别每次使用时间的长短。即:

a.连续一每次连续带负荷运转2h以上 。

b.短时一每次连续带负荷运转2h以内,10min以上。

c.断续一每次使用从带负荷到空载或停止,反复周期地工作,每个工作周期不超过10min。

d.经常一与正常生产过程有关的,一般每天都要使用。

e.不经常一正常不用,只在检修、事故或者特定情况下使用 。

3.1.2、站用电负荷统计的季节因素

变电站的冬季和夏季负荷区别较大，冬季交流负荷主要是电热，夏季负荷主要为空调制冷和驱潮电热，其余主设备负荷基本不变，负荷统计仅将夏季或冬季的最高负荷进行计算，而不是简单的叠加而造成容量限制和浪费。

3.2、站用变容量选择

负荷计算采用换算系数法，站用变容量按以下计算：

S≥K1·P1+P2+P3

式中：  

S-站用变容量（kVA）

K1-站用动力负荷换算系数，一般取K1=0.85；

P1-站用动力负荷之和（kW）；

P2-站用电热负荷之和（kW）；

P3-站用照明负荷之和（kW）。

根据上式计算出站用变容量后应确保站用变压器容量大于全站用电最大计算容量。

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