第三十一章
变压器容量估计 (Transformer MVA Sizing)
在电力系统中存在大量的设备，为这些设备选定的恰当规格对于电力传输系统的设计至关重要。其中一个非常重要的设备是电力变压器。在决定变压器的容量过程中将会牵涉到多种因素。ANSI和IEC标准提供了一系列指导原则来列出这些因素以及说明如何使用这些参数来决定是否一个变压器能够处理它所需的运行负荷。如果变压器的容量不合适，那么就会缩短设备的运行寿命或者引起过载故障。
ETAP 已经将包含在标准ANSI/IEEE C57，IEC 60076-2 & 60726 上的信息编译到一个特定程序中，它可以方便地决定一个电力变压器合适的容量。该程序使用的方法考虑了多种因素，包括周围温度、海拔高度、冷却阶段和类型(干燥型或充满液体型)。当设定一个变压器的容量时，考虑到它所需负荷的未来期望的增加也是非常重要的。容量估计确定程序使用调整因子来考虑以上因素。此外程序也考虑了变压器的短路要求，即变压器阻抗和基本脉冲级别（BIL）。该程序已经完成了比较计算得到的容量和阻抗和标准推荐的最小值之间的差别的功能。
ETAP 变压器容量估计程序提供了两种容量计算方法。一种计算方法是基于ANSI和IEC标准来确定单相和三相2绕组变压器的变压器容量的额定值（额定值和最大值）和%Z值。另一种计算方法是基于ANSI标准来优化一个发电机单元变压器抽头比率。因此第一种计算方法被称为变压器容量估计，而第二种方法被称为变压器抽头优化。变压器抽头优化将在第27章进行详细的阐述。
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Transformer Sizing
Calculation Methods 本章主要描述了运行变压器容量估计程序时涉及到的界面、输入数据和输出数据。也介绍其它相关的操作如数据更新。此外，关于相关标准的一个简单的概括也同样会给出。
变压器容量估计程序描述了如何启动压器容量估计程序，输入数据和计算得到的输出数据以及如何使用容量估计后的结果更新变压器编辑器。计算方法部分提供了一些关于在进行变压器容量估计涉及到的技术背景。
Transformer MVA Sizing变压器容量 2-Winding Transformer MVA Sizing2-绕组变压器容量估计 Calculation Method计算方法 Required Data需求数据
ETAP PowerStation Help IndexETAP PowerStation帮助索引
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Transformer Sizing Calculation Methods 31.1 2-绕组变压器容量估计(2-Winding Transformer MVA Sizing)
2绕组变压器容量估计是基于变压器的负荷、安装、绝缘等级和短路贡献来确定变压器的额定容量MVA、最大容量MVA以及阻抗百分数%Z。在容量估计中还可以考虑负荷变化因子。本节介绍如何访问变压器容量估计、选项、所需的输入数据和可提供的结果。
为了访问变压器容量估计程序，可以双击单线图中的变压器图标来访问变压器编辑器，然后选择容量属性页。
您同样可以从项目视图中访问变压器编辑器。
在容量属性页，您可以选择或录入变压器负荷数据、变压器安装和变压器绝缘数据来运行容量估计，并且可以选择推荐的容量结果并基于计算的容量大小来更新变压器的额定值。
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Transformer Sizing 变压器负荷(Transformer Loading)
Calculation Methods 变压器负荷选项允许您找到该变压器的运行负荷或已连接负荷，然后使用任意负荷值进行容量估计。此外，您可以为此变压器手工录入一个负荷值。
容量MVA
录入变压器负荷，可以通过手工输入负荷容量MVA或者通过点击运行或已连接 负荷按钮来自动更新负荷容量。该值用作容量估计中变压器负荷MVA。
运行容量MVA, 有功MW 和无功 Mvar(Operating MVA, MW and Mvar)
如果您运行了潮流分析并且从潮流分析案例编辑器中选择了更新运行负荷和电压 V该选项，变压器运行容量MVA，有功MW 和无功Mvar将被更新并显示在这些字段中，并且运行按钮将被激活。
潮流分析案例信息属性页
两绕组变压器容量属性页
点击运行按钮将会更新容量MVA字段中的值并同时进行容量估计。
已连接的容量MVA，有功MW和无功Mvar(Connected MVA, MW and Mvar)
如果变压器上的负荷是在一个放射性系统中，然而已连接的负荷能够被自动计算并显示在这些字段中，并且连接按钮会激活。如果碰到一个非放射性或环形的连接网络系统中，将显示“检测到环形连接网络 不能计算!” 的消息。
点击连接按钮更新负荷容量并运行计算。
备用负荷（Spare Loads）
当计算变压器下级所连接的总负荷时，您可以使用该选项来包含所有备用负荷来决定该变压器的最终已连接的负荷。备用负荷被定义为在各个设备编辑器中有一个连接状态设定为备用。 Operation Technology, Inc.
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Transformer Sizing
Calculation Methods Configuration Status Demand Factor 负荷变化（Load Variation）
该选项定义了影响容量估计的负荷变化因子。
增长因子（Growth Factor）
增长因子表示将来允许增长量。百分数值表明了对于给定的变压器在将来期望增长多少负荷值。增长因子用于计算变压器所需的额定容量MVA。如果以选择了采用最大容量的增长因子选项，那么增加因子将用于计算最大容量MVA。
负荷因子（Load Factor）
负荷因子定义为在一个指定的时间周期内平均负荷与峰值负荷的比值。您可以从以下关系式中得到以百分比表示的负荷因子。
其中各种符合的意义如下： i Ti Tt
当负荷为非零值时的时间间隔 在时间间隔i的小时数量 存在负荷和没有负荷的时间总和 kWi 在时间间隔i时的负荷 kWp 峰值负荷
Ton 存在负荷的总的小时数 Toff 没有负荷的总的小时数
如果变压器在每个时间间隔都带有负荷，那么上面关系式可以简化为：
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Transformer Sizing Calculation Methods 如果在所有的时间内变压器都一直带有所要求的负荷值，那么负荷因子将等于100%。
安装（Installation）
这部分定义了影响容量估计计算的变压器的安装条件。
海拔高度(Altitude)
输入以英尺或米为单位的变压器安装位置的海拔高度。ETAP基于此海拔高度来调整计算得到的所需的额定容量MVA。
按照标准C57.92-1981和C57.96-1986，针对那些在海拔高度超过3300ft (1000m)安装的变压器，在海拔3300ft (1000m)以上， ETAP 使用每330英尺（100米）的降低额定值因子。
冷却类型
液体浸入的空气冷却 液体浸入的水冷却 液体浸入的强迫空气冷却
液体浸入的具有液体到空气冷却器 的强迫液体冷却器
液体浸入的具有液体到水冷却器 的强行的液体冷却 干燥类型，自冷却(AA)
干燥类型，强迫空气冷却(AA/FA和 AFA)
对于IEC额定的变压器，采用自然冷却方法，在海拔超过1000m的情况下，平均绕组温度上升
的每经过400m下降1k，而对于强迫冷却的变压器，在相同的情况下，平均绕组温度上升的每经过250m下降1k。
降级因子(%) 0.4 0.0 0.5 0.5 0.0 0.3 0.5
环境温度(Ambient Temp)
输入以摄氏度为单位表示的变压器安装位置的环境温度。ETAP基于此环境温度值来调整所需的额定容量MVA。
阻抗(Impedance)
该数据区域定义了变压器的基本脉冲级别（BIL）以及会影响变压器阻抗计算的一次侧和二次侧短路贡献。
基本脉冲级别（BIL Limit）
输入变压器的基本脉冲级别（BIL）。ETAP根据ANSI/IEC标准利用该值来确定变压器的最小阻抗。
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Transformer Sizing Calculation Methods 短路电流kA （Limit Short-Circuit kA）
如果您选择了该选项，ETAP将采用短路电流贡献值、BIL值以及变压器类型来确定变压器的阻抗。
@一次侧（@ Prim.）
输入以kA为单位的一次侧绕组短路电流要求。ETAP将采用该值来计算变压器的阻抗。该值表明了从二次侧到一次侧转移的短路电流贡献值。
@二次侧（@ Sec.）
输入以kA为单位的二次侧绕组短路电流要求。ETAP将采用该值来计算变压器的阻抗。该值表明了从一次侧到二次侧转移的短路电流贡献值。
如果已知基于额定电压比的任何一个值，ETAP将确定一次侧或二次侧短路电流贡献值。
选项（Options）
该区域定义了用于变压器容量估计的其他选项。
采用最大容量的增长因子(Use GF for Max. MVA)
如果选择了该选项，ETAP将采用增长因子来调节由程序计算得到的所需要的最大容量MVA。
结果(Result)
该数据区域显示来自变压器容量估计的所有结果。
较大容量(Larger Size)
在这些字段区域里将显示一个较大容量的变压器计算得到的额定容量MVA，最大容量Max MVA以及阻抗百分数%Z。先计算所需的额定的容量MVA，最大容量Max MVA以及阻抗百分数%Z。然后，基于ANSI或IEC标准表， ETAP将从所需的值中选择一个标准的较大的容量。
您可以通过按下较大容量按钮使用计算得到的较大容量来更新变压器额定值。
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Transformer Sizing Calculation Methods
要求容量（Required Size）
ETAP计算所需的额定的容量MVA，最大容量Max MVA以及%Z。然后，在这些字段中被显示这些计算得到的值。
您可以通过按下要求容量Required Size按钮采用计算得到的所需容量来更新变压器额定值。
较小容量（Smaller Size）
在这些字段区域里将显示一个较小容量的变压器计算得到的额定容量MVA，最大容量Max MVA以及阻抗百分数%Z。ETAP先计算所需的额定的容量MVA，最大容量Max MVA以及阻抗百分数%Z。然后，基于ANSI或IEC标准表，ETAP将从所需的值中选择一个标准的较小的容量。
您可以通过按下较小容量按钮使用计算得到的较小容量来更新变压器额定值。
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Transformer Sizing Calculation Methods 31.2 计算方法－变压器容量(Calculation Method - Transformer MVA Sizing)
遵循的标准(Standard Compliance)
ETAP变压器容量估计服从以下ANSI/IEEE标准：
ANSI/IEEE C57-1994 IEC 60076-2 (liquid) IEC 60726 (Dry)
计算过程(Calculation Procedure)
ETAP变压器容量估计程序遵循推荐的变压器容量估计过程，正如标准ANSI/IEEE C57, IEC 60076-2和IEC 60726中所描述的那样。程序使用的标准的变压器容量摘自这些标准描述的变压器容量表。变压器容量估计程序是基于多个乘数因子来决定变压器所需容量。各种不同的乘数因子依赖于变压器安装位置的海拔高度、周围环境温度、绝缘/封装类型、相数、冷却阶段和变压器容量。例如，一个安装在环境温度为20摄氏度的变压器比安装在环境温度为30摄氏度的变压器有更高的容量MVA。ANSI/IEEE标准要求基于输出容量MVA需求来确定变压器的容量。IEC标准要求基于输出容量MVA需求以及变压器损耗来确定变压器的容量。这意味着当您按照IEC标准来确定变压器的容量时，变压器的损耗将会被包括在计算得到的所需容量中。
如果从ANSI/IEEE标准变压器容量中无法获得所需的值，ETAP会为下一个较大的容量MVA或下一个较小的容量MVA显示N/A。
变压器容量估计程序还提供给用户针对计算得到的所需容量、较大容量和较小容量的典型阻抗百分比值。如果激活短路电流选项，根据一次侧短路电流和所需容量MVA负荷的满负荷电流来确定阻抗百分比%Z值。变压器的BIL额定值用于确定变压器的最小阻抗以免所需的短路电流太高。
Transformer MVA Sizing变压器容量 2-Winding Transformer MVA Sizing2-绕组变压器容量估计 Calculation Method计算方法 Required Data需求数据
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Transformer Sizing Calculation Methods 31.3 需求数据－变压器容量(Required Data - Transformer MVA Sizing)
输入数据(Input Data)
可以在变压器编辑器中找到变压器容量估计所需的输入数据。这些数据位于以下三页内。
2绕组变压器编辑器信息页：
标准 类型
子类型 型号 运行温度
2绕组变压器编辑器额定值页：
一次侧绕组电压kV 额定值
2绕组变压器编辑器容量页：
增长因子 负荷因子 海拔高度 环境温度 BIL
一次侧/二次侧短路容量kA要求 运行负荷 已连接负荷
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