摘要：针对路灯变压器容量及数量的设计选型进行探讨，，减少变压器的投资，减低变压器的损耗为道路电气工程变压器选型提供参考。
关键词：负荷计算，变压器容量，损耗,投资
前言
目前由于道路各类用电越来越多，如路灯用电，广告灯箱用电，候车亭用电，交通信号灯用电，景观照明用电，自行车租赁用电等等，导致用电容量比较大，目前有很多项目，设计人员简单的将安装负荷当成计算负荷，且简单套按规范有关于路灯变压负载率不宜低于70%的要求，导致变压器容量选型偏大，造成极大的浪费。
一、项目简介
南宁市五象新区某条道路，路灯为LED光源，总安装容量为25.9kW；绿地照明预留安装容量4kW；智慧小品预留安装容量10kW；灯箱广告预留安装容量33.5kW；候车亭预留安装容量20kW；交通信号灯安装容量为20kW，无人报刊亭预留安装容量为12kW，自行车租赁用电预留安装容量为10kW，天网监控用电预留安装容量为24kW，铁塔用电预留安装容量为37kW，总的安装容量为196.4kW，设计人员直接把196.4kW作为计算负荷，功率因数按0.95取值，然后根据广西地方标准《城乡道路半导体照明工程技术规范》DBJ/T45-004-2015的要求，按变压负载率不宜低于70%的要求，故该工程变压器容量选择为315kVA。
另外，路灯管理部门提供的部分路段的数据如下：
经以上的参考数据，推算目前很多路灯变压器的负载率在40%左右。
二、存在问题
以上设计的问题首先在于负荷计算的取值就不是很正确，目前一般计算负荷可按需要系数方式进行计算，笔者认为除路灯需要系数可取1，其他负荷需要系数取值0.8即可满足使用要求，同时系数可以取值为可以为0.8~0.9，，本工程如同时系数按0.9取值，该工程计算负荷应为146.8kW。
另外规范《城乡道路半导体照明工程技术规范》DBJ/T45-004-2015中所说的路灯变压负载率不宜低于70%，是作为路灯专用变压器的情形，而本案例中道路用电有多种负荷时，该变压器已不再是路灯专用变压器，应不再适用该条款，变压器负载率应为75%~85%比较适合，按该计算方式，对于以上项目变压器容量选型为200kVA即可满足要求。
变压器容量减小，变压器的投资也会降低，而且可以减小既开关的整定值、减少电容补偿量，甚至母线也可以减小，能够降低整个项目路灯方便的整体投资，另外，变压器减小，变压器的损耗也会较少，对于节能起到很大作用，以下主要对变压器在能耗方面进行讨论。
三、能耗计算
变压器损耗计算可参照以下公式计算：
ΔP=Po+ KT*β2*Pk
其中ΔP为变压器损耗（kW）；
Po为变压器空载损耗（kW），可有变压器样本查到；
KT为负载波动损耗系数，取值1.05
β为变压器负载率；
Pk为变压器短路损耗（kW），可由变压器样本查到；
为方便计算，白天（早上7点~晚上7点）及深夜（晚上11点~早上7点）用电比较少，仅考虑空载损耗，晚上（7点到11点），根据路灯管理部门提供相关数据，现在变压器负载率一般在0.4左右，如该项目调整变压器容量，则负载率应为0.6左右。
目前在道路采用SCB11型变压器比较多，SCB11-315的空载损耗和负载损耗分别为0.77kW和3.468kW；SCB11-200的空载损耗和负载损耗分别为0.546kW和2.524kW。SCB11-100的空载损耗和负载损耗分别为0.35kW和1.572kW。经计算，
SCB-315白天及深夜损耗△P为0.77kW，晚上△P为1.325kW；每天耗电量为20*0.77+4*1.325=20.7kWh，年耗电量为20.7*365=7555.5kWh。
SCB-125白天及深夜损耗△P为0.546kW，晚上△P为1.357kW；每天耗电量为20*0.546+4*1.357=16.35kWh，年耗电量为16.35*365=5967kWh。
由上数据，在满足道路用电的前提下，合理减小变压器容量，该项目每年可以减少损耗1588.5kWh，这仅是一条路而言，整个城市很多条路，但是减少变压器算好加起来很是很可观的，对于社会的节能降耗可以起到很大作用。
四、其他方案探讨
在实际运行可知，路灯变压器白天及深夜用电很少，且很多预留负荷设计时一般都会预留比较大，使用不是很多，但后期又有可能用到，变压器容量过大会增加损耗，能否将变压器的容量降得更小，更加节能，且需满足用电的需求。以下笔者提供一个方案进行探讨。
还是以本文案例为例，将一台200kVA变压器分成两台100kVA的变压器，两台变压器设低压联络，这样可以根据负载情况关掉一台变压器，减小变压器算好，另外当一台变压器发生故障时，另一台变压器可以保障路灯等二级负荷的供电，使道路照明供电更加可靠。系统图示意如下：
该方案在投资方面确实会增加变压器、高压柜、低压进线、联络等费用，以该项目为例，高压柜增加一台约2万元，低压进线、联络仅用塑壳断路器即可满足要求，增加约1.5万元，变压器增加约1万元，故增加的投资大概4.5万块左右，如白天及深夜只运行100kVA变压器，晚上运行两台变压器，白天及深夜损耗△P为0.35kW，晚上△P为0.916kW（负载率按0.6考虑）；每天耗电量为20*0.35+4x0.916=10.664kWh，年耗电量为10.664*365=3892kWh。每年比一台315kVA变压器可节省电费为3663.5度电，按照1元钱1度电，增加的投资回报期为12.3年左右。
根据以上计算可知，虽然该方案确实会增加投资，且投资回报期比较长，但从满足二级负荷供电要求，使道路照明供电更加可靠，以及从节能降耗的方面考虑，是可以实施性的。
五、结束语
作为电气设计人员，应负荷计算认真复核，认真研究规范的要求，不能生搬硬套规范的要求，综合研究各方便因素，合理选择的变压器的容量及数量，在合理的投资前提下，确保供电的可靠性，为国家的节能降耗工作贡献自己的一份力量。
参考文献：
[1]CJJ45-2015《城市道路照明设计标准》 [S].
[2]JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》［S］.
[3]GB 50034-2013《建筑照明设计标准》［S］.
[4]06DX008-1《电气照明节能设计》［S］.
[2]《工业与民用配电设计手册》.
论文作者:吕智
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/11
标签：变压器论文; 容量论文; 负载论文; 路灯论文; 负荷论文; 道路论文; 一台论文; 《基层建设》2018年第20期论文;