变压器的额定容量和负荷能力详解

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：变压器的负荷能力，是指在较短时间内所能输出的容量。在不损坏变压器绕组的绝缘和不降低变压器使用寿命的条件下，它可能大于变压器的额定容量。变压器的过负荷能力，可分为在正常情况下的过负荷和在事故情况下的过负荷两种。但应注意，变压器的温升不能超过规定标准。其允许的过负荷倍数即允许的持续时间应根据变压器的负荷曲线及冷却介质的温度及过负荷前变压器所带的负荷来确定。

变压器的额定容量是指变压器在额定电压、额定电流下连续运行时所输出的容量。对三相变压器而言，额定容量

式中　UN——额定电压，kV；

IN——额定电流，A。

变压器在额定周围空气温度时，可以按额定容量连续长期运行，绝缘将有正常的老化速度，不会在正常的使用年限内（约20年）破坏。

变压器的负荷能力，是指在较短时间内所能输出的容量。在不损坏变压器绕组的绝缘和不降低变压器使用寿命的条件下，它可能大于变压器的额定容量。

变压器的过负荷能力，可分为在正常情况下的过负荷和在事故情况下的过负荷两种。变压器的正常过负荷可以经常使用，而事故过负荷只允许在事故情况下使用。但应注意，变压器的温升不能超过规定标准。

1.变压器的正常过负荷能力

变压器在正常运行时允许过负荷，这因为变压器在24h内的负荷，有时是高峰，有时是低谷，在低谷时，变压器是在较低的温度下运行；其次在一年内，季节性的温度也在变化，冬季变压器周围冷却介质的温度较低，变压器的散热条件也优于制造厂规定的数值，因此在不损害变压器绕组的绝缘和不降低变压器的使用寿命的前提下，变压器可以在高峰负荷及冬季时过负荷运行。其允许的过负荷倍数即允许的持续时间应根据变压器的负荷曲线及冷却介质的温度及过负荷前变压器所带的负荷来确定。变压器允许的正常过负荷大小主要考虑以下两个因素：

图3-1　油浸式变压器允许过负荷系数与日负荷率及最大负荷持续时间的关系曲线

（1）昼夜负荷不均。可根据典型日负荷曲线的负荷率β和最大负荷持续时间t，查图3-1所示过负荷曲线，即可得到变压器的允许过负荷系数KOL.1值。

（2）季节性负荷差异。如果变电所最大负荷在冬季，则夏季平均日负荷曲线中的最大负荷Sm低于变压器的实际容量ST时，则每低1％，可在冬季过负荷1％。但此项过负荷不得超过变压器额定容量的15％，因此其允许的过负荷系数为

综合考虑上述情况，变压器总的过负荷系数为

但是同时又规定，室内变压器过负荷不得超过20％，即KOL≤1.2；室外变压器过负荷不得超过30％，即KOL≤1.3。因此变压器正常过负荷能力（最大出力）可达

干式电力变压器一般不考虑正常过负荷问题。

2.变压器的事故过负荷能力

在发电厂、变压所或系统发生事故时，由于一方面需要保证对重要用户的连续供电。另一方面又不应限制发电厂的出力，故允许变压器在短时间（消除事故所必需的时间）内过负荷运行，这种过负荷称为事故过负荷。但运行人员应迅速进行事故处理，以消除事故过负荷。

事故过负荷会引起变压器绕组的绝缘温度超过允许值，使绝缘的老化速度比正常工作条件下快得多，因而会缩短变压器的使用年限。但考虑到事故发生的机会少，以及变压器平时一般以相当大的欠负荷状态运行，所以短时的事故过负荷不会引起绝缘的显著损害。

变压器允许事故过负荷的时间参照表3-1。超过时间后，可允许切除次要负荷以保证重要负荷运行。

表3-1　电力变压器事故过负荷与时间允许值