变压器的设计选型探讨

何玉珍

摘  要：变压器是一种非常重要的电气设备，在电力系统当中有着很大的作用，所以就必须要保证变压器的运行合理。在变压器的实际运行过程和应用当中，通常都需要对变压器进行设计，变压器的设计和选择具有非常重要的意。

关键词：变压器，设计选型，探讨

引言：为了能够使用电系统在运行过程当中的输电效率得到一个有效的提升，通常都会选择多方面的深入设计，变压器就是这个过程当中一个不可或缺的环节。在变压器的设计过程当中，一定要选择最合理的，这样才能够满足实际的需求，为了能够确保变压器在很大的程度上充分地发挥它的实用功能，所以，相关的工作人员就必须要高度重视变压器的选型，从而确保变压器能够进行一个良好的运行和使用。

一、主变压器设计选型关注的要点

1、变压器能源损耗

变压器的有功损耗一般都分为同耗和铁耗两种，在这其中，铁耗主要包含磁滞与涡流损耗，而这种消耗，主要是和它的材质有关。而且好的另一种叫法是空载损耗，他的消耗程度主要是铁芯的质量决定的，与荷载的大小无关。因此，我们在选用材料的时候，就要选择一些消耗比较低的材料。銅耗主要是指原，副绕组的直流电阻损耗和由肌肤效应所引起的电流沿导线截面分布不均所增加的损耗。所以在变压器的使用过程当中，我们一定要注意负载电流不能超过额定值。变压器的无功损耗主要是电流和漏磁的损耗所引起的，然而，电流的损耗，其主要的原因还是由铁芯的材质决定的。

2、电力超标故障

变压器作为一种电流的设备，它虽然承担着转变和稳定电压的作用，但是他的自身也存在着一定的额定电压，在设备工作的过程当中，变压器的电压与电超过额定的电压，内部结构就会在一定的程度上受到损伤。为了解决电力超过标准的问题，我们通常所采用的方法就是在其内部安装低压保护装置，这种装置主要是以空气作为开关，这样一来，我们就可以在很大的程度上控制变压器的内部电压，如果说电压超过额定的标准开关就能够在第一时间切断电路，这样一来就可以有效的避免高压现象的发生。

3、三相负荷不平衡

如果说变压器的运行不平衡，就一定会产生非常大的零序电流，然而变压器内部的零序电流就一定会在田心当中产生零序磁通，这样一来就会在变压器的油箱内壁，或者说其他的构建当中形成回路。但是变压器的金属构件都是非导磁部件，所以说磁滞和涡流损耗就会使这些部件发热，这样一来，就会导致变压器部分金属构件温度异常，严重的话，会造成变压器的运行事故。

二、主变压器设计选型

1、主变压器联结组别的确定

（1）它应能够最及时而有效地的去抑制掉来自各负载端所发出去的各类次谐波电流，尤其要特别重视是对那些高次谐波，保证了输出端电流输出最大限度的正弦度值和电压输出的高质量。实际的工程设计中我们所需经常都要被采用的到的主变压器就应该属于这么一种双圈变压器，当此时我们可以将某一个正弦波电压信号施加于主线圈原边，就已经自动的形成出了这样一个正弦波电流输出的电势图和磁通。当铁心能量已达到近乎完全的饱和时的谐振状态，空载电流时输出电流的一个正弦波形信号即将变成另一个尖顶波，该正弦波形信号输出中本身就已不仅是会波含有基波，还必然伴随的还有大量的高次谐波。

2、变压器容量选择

变电站主变压器出线容量计算应注意根据各地区实际供电环境条件、负荷性质、运行维护方式条件和设计用电容量范围等有关条件来进行和综合分析考虑。总的来说，对配电主变压器的容量大小类型的准确选择，取决于用电区域负荷增长的技术现状水平和实际增长速度、上哪一级主电网能够提供有效负载增量的输送能力、与之紧密相连接的主要配电装置技术规格和各项性能指标，取决于电力负荷设施本身工作的工作性质要求和客户对系统供电系统可靠性要求指标的相对高低水平等多个因素。主变压器设计额定电压容量一般应能完全满足额定供电频率区域系统内各种用电机械负荷能力的运行需要，即可以满足电网全部的用电及设备工作总电负荷容量的供电需要，以便机组投入电网运行使用后也能维持常年平稳经济高效运行，避免主变压器长期持续处于高压过低负荷状态运行。新建变电站主变压器负荷容量设计的合理方案选择首先要充分考虑主变压器设计最佳的负荷率，运行系统效率比要高、损耗系数要更低等的综合要求。单台主变压器负荷容量大小的设计选择一般不宜设置过大负荷或设计过小，单台容量大应尽可能根据各供电侧区域电网的设计负荷密度水平进行优化选择，要尽量预留大负荷的发展条件和进一步扩建变电站的空间可能，实现主变电站容量比由小到大。投产试运行初期要求主变压器的经济运行负载率能尽量的接近其最佳的经济的运行负载率系数，最大运行负荷的利用小时数在大于3000 h以上时可取为0.6～或0.7，最大运行负荷的利用小时数在小于3000 h以下时则可取为0.75～1.00。

3、变压器节能设计

变压器损耗包括有功功率损耗及无功功率损耗。变压器有功损耗由铁损和铜损，铁损又称空载损失，其值与铁心材质等有关，而与负荷大小无关，是基本不变的;而铜损与负荷电流平方成正比，负载电流为额定值的铜损又称短路损失变压器的无功损耗由两部分组成，一部分由励磁电流即空载电流造成的损耗，他与铁心有关而与负荷无关;另一部分无功损耗指一、二次绕组的漏磁电抗损耗，其大小与与负载电流平方成正比。

结语：变压器的经济运行的状况对城市电力系统供电的安全可靠性起着有着重要作用。在用电需求条件下，电力企业应重视主变压器的设计和选型，充分考虑电力系统的综合因素，科学选择主变压器的选型，提高主变压器的整体性能，以保证电力系统的安全稳定运行。

参考文献：

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[2]牛燕，配电变压器的设计选型探讨[J].华中电力，2020， 17 （3）：65-67。