上海电机技术高等专科学校军工路校区原有630kVA变压器一台，随着实训中心的数控、车工、铣工、磨工加工车间的改建和食堂、阅览室的扩建，实际的用电量一下子有了较大的增加，现有变压器已不能满足供电要求。因此，对供电系统进行了改造。

　　在改造项目中，从变压器容量、供电方式、变电所地址的选择及运行模式等方面进行了计算和论证，选择出了合理、经济的改造方案，取得了较好的效果，达到了安全、节能的目的。

　　"负荷计算主要用电设施有实训中心、1~5号教学楼、食堂、图书馆和办公楼等，表1是主要负荷的计算。

　　表1负荷计算设备名称装机容量需要k/）系数车、铣床办公楼照明教学楼照明宿舍照明阅览室照明食堂合计通过上面的计算可知，学校负荷情况是：有功功率计算值P+s=838kW；无功功率计算值0s=786kvar，视在功率计算值S+s=1148kVA，总的功率因数7，伞=0.73 tg 2无功功率的补偿从上面的数据不难看出，该系统的无功功率较大，系统的总功率因数如，4）只有0.73，这是不能满足要求的，根据电网的管理规定，功率因数必须在0.9以上，因此，须进行无功补偿。按功率因数为0.9计算，则可方便地确定补偿的容量。

　　实际取无功补偿的容量为400234，则补偿后的计算负荷如果再取同时系数为0.8的话，则实际计算负荷为922x0.8=737kVA.这个数值可以作为我们选择变压器的依据。

　　3容量的确定有了上面的计算，变压器容量的选择似乎无须讨论了，其实不然，要设计一个经济、合理的供电系统，还是要进行一下具体的计算。

　　3.1变压器的负荷率变压器的一个重要经济运行指标，就是变压器的效率，而变压器的效率不仅和制造参数有关，还和变压器的负荷率紧密相连。根据效率（力）的定义应有下式成立：输出输出+损失假设：变压器的容量为S；功率因数为70S4负荷率为E；铁损为/1；额定负荷下的铜损为/则式可变为：从上式可以看出，变压器的效率是随着负荷率的变化而变化的。经计算可知，当m=VW/7时，效率T呈比较大值。实际上，通常负荷率在50%（60%之间效率比较高，这个关系如所示。

　　以上是理论的分析，实际选用变压器时，要考虑初投资等所以，变压器的实际负荷率为：i多种因素，但一般新建变压器的负荷率无论如何不能高于3.2容量选择论证由上面的计算不难知道，该校变压器的总容量应在800kVA左右即可满足要求，但是，并不能做到经济运行。那么选多大容量合适呢，我们还是计算一下再说。

　　假设变压器的负荷率为60%，根据负荷率的公式有：贝U：S=1228kVA，根据国家标准，变压器的容量应选用足经济运行的要求，变压器的容量应选用1250k%A. %供电方案选择变压器的容量确定后，自然会提出另一个问题，那就是应安装一台还是两台变压器“，这个看似简单的问题，不经过论证并不好回答。

　　从定性的角度分析，安装一台1250kVA的变压器，优点：现有变压器室可以满足要求，且不必增加高压柜，施工方便。

　　缺点是：低压线路较长，尤其是离用电量较大的图书馆、食堂有300多米的距离，不太合理。如果安装两台630kVA的变压器，优点是：可以使变压器靠近负荷中心，低压线路损耗小；从使用的角度看，两台变压器相互联络，互为备用，可以灵活调度，更为安全、可靠。缺点是：需要异地再建一个变电室，初投资会略大一些。

　　经过定量分析和技术论证（洋见5）得到的答案是：采用两台变压器异地供电比一台变压器集中供电好，可以有明显的节能效果，从长远看，该方案更为合理，更为经济，符合国家的能源政策。因此，选择了两台变压器的供电方案，供电系统图如所示。

　　5节能分析节能分析主要是对8台变压器集中供电“和两台变压器异地供电”方案的能耗比较计算，根据这个计算，选出了经济合理的方案。能耗计算主要包括变压器本身的损耗和线路损耗两部分。

　　5.1变压器能耗选用的产品为S9节能型全封闭变压器，以下就以此为依据进行计算。

　　大家都知道变压器的损耗包括铁损/，和铜损/.两部分。其铁损只取决于变压器的材料和制作工艺，与负荷无关，即：Wi-?.而铜损却和负荷率m的平方成正比。

　　江谏用一台1250k%A变压器时的能耗如果采用一台变压器，只要有一处用电，变压器就要运行，其工作时间是每年365天，因此，其能耗计算如下：从设备手册中查得1250k%A变压器的损失额定值为：WF-2kW当变压器满载时，损耗主要是铜损，铁损可以忽略不计，而在轻载或空载时，铁损是不变的，比重就大大上升了。为了减少铁损的影响，采取了PLC控制的分时段交替运行方略，即：在负荷轻的时段　　由于采用两台变压器分时段交替作业，所以，每天有11个小时和每年3个月的假期总共5315个小时是单台变压器工作的，因此，可计算出其损耗如下：栏目编辑！肖朝晖从设备手册中查得630k%A变压器的损耗额定值为：栏目编辑！肖朝晖H卜如果负荷率也近似取/9%的话，那么，一台630kVA变压器的损耗为：因此，我们可以计算出一年中两台变压器的能耗为：通过上面的计算我们知道采用科学、合理的管理，两台变压器交替运行比一台大的变压器独立运行节约了53436- 5.2线路损耗计算线路损耗主要集中在低压侧，低压线路过长，会造成线路损耗过大，不但造成浪费，严重时还会造成电机、用电器的起动困难或工作不正常。

　　在设计中，采用两台变压器供电，使食堂、宿舍、阅览室的线路至少分别缩短了约15m，不妨就这三项来计算一下线路损耗。

　　为了清楚起见，再把前面的负荷计算表整理如表2.表2部分负荷计算电流名称计算电流电缆宿舍照明阅览室食堂从电缆手册中查到铜芯电缆的电阻分别是‘50mm2电缆的R??芯电缆的电阻私）；P?线路损耗功率）；把表2的数据代人公式3）既得上述三项的线路损失为’如果按每年工作270天计算，则节约的电能为：合并以上两项计算结果不难看出，采用两台变压器供电比一台变压器集中供电每年可节约用电14380+80352=94732kWh，如果按1.2元/kWh计算，则每年可节约11.37万元。对于能源紧张且快速发展的上海，这些电能的社会效益和所创造的经济效益就不可低估了。

　　6PLC控制程序两台变压器分时段运行，可以节能，但如果由人工切换，势必会带来很大的不便。因此，采用了小型PLC定时程序控制。

　　达到了准确、方便、安全及节约人力的目的。

　　将每天的24个小时分为两个时段，从早晨8点钟到晚上9点钟，两台变压器器同时工作，而在其他时段只有一台变压器运行，另一台完全切除。

　　在编制程序时，考虑到PLC的固有计时器一般只有几分钟伽：FX小型机为327.67秒），是不能满足我们长达13个小时的要求，为此，我们用了一个300秒的计时器；0）和两个计数器<0）。其中C.的计数值为156，也就是说每300秒计一次数，当C.动作时刚好是13个小时，而Q的计数值为132，即当计数到设定值时正好是11个小时。

　　程序功能是这样的，当手动/自动选择开关信号X0闭合时，计时器Td开始计时，而Td每动作一次计数器Cd就计一次数，当Cd计数到156时，>0输出，而>0的输出动作使中的1TM、2TM的联络开关3QM闭合，同时使2TM高压侧开关2QM断开，两段母线均由1TM供电。C.计数结束时，Q开始计数，当G计数到132而动作时，输出，的作用恰与>.相反，它会使联络开关3QM断开，2TM的高压侧开关2QM闭合，实现两台变压器的同时运行。两台变压器分时控制的程序梯形如所示。

　　程序梯形结论经过一段时间的运行，证明选择是正确的，达到了预期的效果。我们的经验可以为类似工程提供一点儿借鉴。当然，并非所有情况都是如此，由于负荷率、铁损、铜损的额定值及工作时间的不同，两台变压器分散供电不一定比一台变压器集中供电节能，要具体情况具体分析。