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前言
2001年，我曾在柳州工程机械厂的一个机加工车间的电气改造工程，负责电气设备安装技术管理工作。工程的开始，业主给我们的任务是对该车间电气线路的局部改造（包括机床内的电气控制线路），后来，业主还发现该机加工车间生产的产品一直都供不应求，要求把冷加工机床的数量由原来的40台增加到70台（机床电机用电总容量达到来60kw）,其他的用电设备没有增加。
之后，业主的负责人韦工想到这样一个问题：随着冷工机床的增加，用电容量的增大，到底该车间变电所内的变压器是否还能够承受？业主希望，不是迫不得已，最好不要更换变压器。带着问题，业主随之也把我带进了该车间的变电所了解情况。
1.机加工车间变电所情况
1.1该车间变电所采用单台变压器供电方式，变压器的有关数据如下：型号：SL7-125/10 额定容量：125KVA 额定电压：①高压6KV,6.3KV,10KV②低压0.4KV
连接组:Y/YO-12 空载损耗:370W 短路损耗:2450W 重量:780Kg外型尺寸（mm）1360(长)×890(宽)×1500(高)
1.2电容的补偿情况
电容的补偿方式采用低压侧集中补偿，且要求高压侧的功率因数达到此为止0.9。
2.低压母线上接有的用电设备组情况
低压母线上用电设备组情况如下：
（1）批量生产的冷加工机床，由原来的40台增加到70台，总容量达到460KW。
其中最大5台为：45KW（1），22KW（3），15KW（1）；
（2）起重机（FC=25%），3台，总容量为56KW，最大三台电机：13KW（2），7.5KW（1）；
（3）电焊变压器（FC=60%）,3台，总容量为35.4KVA；
（4）通风机，40台，每台0.3KW。
3.选择变压器的步骤
3.1确定计算负荷的求取方法
根据以上用电设备组的数据可知，在各用电设备组中，用电设备的容量相差不太大，且冷加工机床和抽风机这两组用电设备的数量较多，故宜采用需要系数法来求取各用电设备组的计算负荷。查（参考资料p3-4）表1-1，各用电设备组相应的需要系数Kd及Cosω,tanω列入如下：
（1）批量生产的冷加工机床，Kd1为0.16，Cosω1为0.5，tanω1为1.73；
（2）起重机（FC=25%），Kd2为0.3，Cosω2为0.5，tanω2为1.73；
（3）电焊变压器（FC=60%），Kd3为0.35，Cosω3为0.35，tanω3为2.68；
（4）通风机，Kd4为0.8，Cosω4为0.8，tanω4为0.75；
3.2求低压母子线上的计算负荷
3.2.1求各用电设备组的计算负荷
3.2．1.1冷加工机床的计算负荷
P30.1=Kd1Pe.1(Kw)
式中P30.1—冷加工机床计算负荷（有功部分）
Kd1—冷加工机床的需要系数
Pe.1—冷加工机床的额定总容量
故P30.1=Kd1Pe.1=0.16×460=73.6(Kw)
Q30.1=P30.1tanω1(kvar)
式中Q30.1—冷加工机床计算负荷（无功部分）
Q30.1=P30.1tanω1=73.6×1.73
=127.33(kvar)
3.2.1.2起重机的计算负荷
值得说明的是，对于起重机设备，如果负荷持续率（FC）不等于25%，则需要根据PN=PNFC式换算到FC=25%下的功率。由于该车间的起重机，其铭牌负荷持续率FC都等于25%，故不必再换算。
P30.2=Kd12Pe.2(Kw)式中：P30.2—起重机的计算负荷（有功部分），Kd2—起重机的需要系数，Pe.2—起重机的额定总容量。
故：P30.2=Kd12Pe.2
=0.3×56=16.8(Kw)
Q30.2=P30.2tanω2(kvar)式中Q30.2—起重机的计算负荷（无功部分），
Q30.2=P30.2tanω2=16.8×1.73
=29.06(kvar)
3.2.2.3电焊变压器的计算负荷
由于该车间的电焊变压器的负荷持续率FC=60%，从发热观点看，须换算FC=100%下的容量，再进行求取电焊变压器的计算负荷。
Se.3=SNFC(KVA)式中:Se.3—换算后的额定容量(有功部分)，SN—换算前铭牌额定容量，FC—铭牌负荷持续率
故Se.3=SNFC
=35.4×0.6
=35.4×0.77=27.42(KVA)
Pe.3=Se.3Cosω3(Kw)
式中：Pe.3—换算后的额定总功率
Pe.3=Se.3Cosω3=27.42×0.35=9.6(Kw)
P30.3=Pe.2Cosω3(Kw)
式中P30.3—电焊变压器的计算负荷（有功部分）
所以P30.3=Pe.2Cosω3
=9.6×0.35=3.36(Kw)
Q30.3=P30.3tanω3(kvar)
式中Q30.3—电焊变压器的计算负荷（无功部分）
Q30.3=P30.3tanω3=3.36×2.68
=9.0(kvar)
3.2.2.4通风机的计算负荷
P30。4=Pe.4Kd4(kw)
式中P30。4—通风机的计算负荷（有功部分）
Pe.4—通风机的额定总容量
Kd4—通风机的需要系数
故P30。4=Pe.4Kd4=12×0.8=9.6(kw)
Q30.4=P30.4tanω4(kvar)
式中Q30.4—通风机的计算负荷（无功部分）
Q30.4=P30.4tanω4=9.6×0.75=7.2(kvar)
3．2．2低压母线上的计算负荷
根据参考资料（P19）图2—6可知，低压母线上的同时系数K∑i的取值一般为0.85～0.95，取K∑P=0.85K∑Q=0.9
P30=K∑P·∑P
式中：P30—低压母线上的有功功率
K∑P—同时系数
∑P—低压母线上各设备组有功功率之和
所以：
P30=K∑P·∑P
=0.85×(73.6+168+3.36+9.6)
=87.86(kw)
Q30=K∑Q·∑Q(kavr)式中：Q30—低压母线上的无功功率，K∑Q—同时系数，∑Q—低压母线上各设备组无功功率之和。
所以：
Q30=K∑Q·∑Q
=0.9×(127+33+29.06+9.0+7.2)
=155.33(kavr)
S30=P302+Q302=87.862+155.332
=178.46(KVA)
I30=S30/3UN(KA)式中：I30—低压母线上计算电流，UN—低压母线上的线电压。
所以：I30=S30/3UN=178.46/3×380
=271.14(A)
3.3补偿电容后低压母线上的容量
因为高压侧要求功率因数值Cosω(1)=0.9
所以低压侧试取Cos,ω(2)=0.92
低压侧未补偿前：
Cosω(2)=P30/S30=87.86/178.46=0.492
所以tanω(2)=1.77
低压侧补偿电容后取：Cos,ω(2)=0.92
故：tan,ω(2)=0.426
所以补偿电容的容量Qb=P30=[tanω(2)-tan,ω(2)]
=87.86×[1.77-0.426]=118.08(kvar)
所以补偿电容后，在低压母线上：
有功功率：P30(2)=87.86KW
无功功率：
Q`30（2）=Q30（2）-Qb
=155.33-118.08=37.25(kavr)
总容量：
S`30（2）=P30（2）+Q`30（2）
=87.862+37.252=95.43(KVA)
下面推算高压侧的功率因数：
根据变压器有功、无功损耗的估算公式，可得
有功损耗：
△PT=O.O15c(Sc—补偿后的容量)
=0.015×95.43=1.43(kw)
无功损耗：△QT=0.06Sc
=0.06×95.43=5.73(kavr)
故在高压侧
有功功率：
P30（1）=P`30（2）+△PT
=87.86+1.43=89.29(kw)
无功功率：
Q30（1）=Q`30（2）+△PT
=37.25+5.73=42.98(kavr)
总容量：
S30（1）=P30（1）2+Q30（1）2
=89.292+42.982=99.10(KVA)
功率因素:Cosω(1)=P30(1)/S30(1) =89.29/99.10=0.901﹥0.9(满足要求)
3.4选择变压器
变压器容量要满足:SN·T﹥S30(2)
式中：SN·T—要选择的变压器容量
S30(2)—补偿电容后低压母线上容量
补偿前：S30(2)=178.46（KVA）
补偿后：S30(2)=95.43（KVA）
车间变电所原有变压器容量为125KVA﹥95.43KVA.
4．结论
经以上计算分析可知，冷加工机床的设备即使增加到70台，只要把原电容补偿柜更换为电容补偿容量为118.08kvar的电容柜，其原有的变压器就能满足各用电设备组的需要。否则，就要更换容量为200KVA的变压器（型号为SL7—200/10），这样将比前者多花6万元人民币。后来，业主出于从节约资金的角度来考虑，采纳了前者补救措施，没有更换变压器，变压器运行一切正常。
5．后语
经过这次经历，使我想到，不少的施工人员，只懂得按（看）图施工，却缺乏一些常用的电气设备选择的理论基础。
以上只浅谈了对电力变压器的选择方法，对于电线、电缆、熔断器及电力开关等常用设备的选择方法，也是作为电气施工人员必须掌握的。纵观工作过程中碰到的电气故障（事故），大多都要用到类似相关的电气理论知识来解决和解释的。因此在这方面，务必要引起广大施工技术人员的注意。
参考资料：
《工业与民用配电设计手册》第二版中国航空工业规划设计院研究院等编中国电力出版社
2001年，我曾在柳州工程机械厂的一个机加工车间的电气改造工程，负责电气设备安装技术管理工作。工程的开始，业主给我们的任务是对该车间电气线路的局部改造（包括机床内的电气控制线路），后来，业主还发现该机加工车间生产的产品一直都供不应求，要求把冷加工机床的数量由原来的40台增加到70台（机床电机用电总容量达到来60kw）,其他的用电设备没有增加。
之后，业主的负责人韦工想到这样一个问题：随着冷工机床的增加，用电容量的增大，到底该车间变电所内的变压器是否还能够承受？业主希望，不是迫不得已，最好不要更换变压器。带着问题，业主随之也把我带进了该车间的变电所了解情况。
1.机加工车间变电所情况
1.1该车间变电所采用单台变压器供电方式，变压器的有关数据如下：型号：SL7-125/10 额定容量：125KVA 额定电压：①高压6KV,6.3KV,10KV②低压0.4KV
连接组:Y/YO-12 空载损耗:370W 短路损耗:2450W 重量:780Kg外型尺寸（mm）1360(长)×890(宽)×1500(高)
1.2电容的补偿情况
电容的补偿方式采用低压侧集中补偿，且要求高压侧的功率因数达到此为止0.9。
2.低压母线上接有的用电设备组情况
低压母线上用电设备组情况如下：
（1）批量生产的冷加工机床，由原来的40台增加到70台，总容量达到460KW。
其中最大5台为：45KW（1），22KW（3），15KW（1）；
（2）起重机（FC=25%），3台，总容量为56KW，最大三台电机：13KW（2），7.5KW（1）；
（3）电焊变压器（FC=60%）,3台，总容量为35.4KVA；
（4）通风机，40台，每台0.3KW。
3.选择变压器的步骤
3.1确定计算负荷的求取方法
根据以上用电设备组的数据可知，在各用电设备组中，用电设备的容量相差不太大，且冷加工机床和抽风机这两组用电设备的数量较多，故宜采用需要系数法来求取各用电设备组的计算负荷。查（参考资料p3-4）表1-1，各用电设备组相应的需要系数Kd及Cosω,tanω列入如下：
（1）批量生产的冷加工机床，Kd1为0.16，Cosω1为0.5，tanω1为1.73；
（2）起重机（FC=25%），Kd2为0.3，Cosω2为0.5，tanω2为1.73；
（3）电焊变压器（FC=60%），Kd3为0.35，Cosω3为0.35，tanω3为2.68；
（4）通风机，Kd4为0.8，Cosω4为0.8，tanω4为0.75；
3.2求低压母子线上的计算负荷
3.2.1求各用电设备组的计算负荷
3.2．1.1冷加工机床的计算负荷
P30.1=Kd1Pe.1(Kw)
式中P30.1—冷加工机床计算负荷（有功部分）
Kd1—冷加工机床的需要系数
Pe.1—冷加工机床的额定总容量
故P30.1=Kd1Pe.1=0.16×460=73.6(Kw)
Q30.1=P30.1tanω1(kvar)
式中Q30.1—冷加工机床计算负荷（无功部分）
Q30.1=P30.1tanω1=73.6×1.73
=127.33(kvar)
3.2.1.2起重机的计算负荷
值得说明的是，对于起重机设备，如果负荷持续率（FC）不等于25%，则需要根据PN=PNFC式换算到FC=25%下的功率。由于该车间的起重机，其铭牌负荷持续率FC都等于25%，故不必再换算。
P30.2=Kd12Pe.2(Kw)式中：P30.2—起重机的计算负荷（有功部分），Kd2—起重机的需要系数，Pe.2—起重机的额定总容量。
故：P30.2=Kd12Pe.2
=0.3×56=16.8(Kw)
Q30.2=P30.2tanω2(kvar)式中Q30.2—起重机的计算负荷（无功部分），
Q30.2=P30.2tanω2=16.8×1.73
=29.06(kvar)
3.2.2.3电焊变压器的计算负荷
由于该车间的电焊变压器的负荷持续率FC=60%，从发热观点看，须换算FC=100%下的容量，再进行求取电焊变压器的计算负荷。
Se.3=SNFC(KVA)式中:Se.3—换算后的额定容量(有功部分)，SN—换算前铭牌额定容量，FC—铭牌负荷持续率
故Se.3=SNFC
=35.4×0.6
=35.4×0.77=27.42(KVA)
Pe.3=Se.3Cosω3(Kw)
式中：Pe.3—换算后的额定总功率
Pe.3=Se.3Cosω3=27.42×0.35=9.6(Kw)
P30.3=Pe.2Cosω3(Kw)
式中P30.3—电焊变压器的计算负荷（有功部分）
所以P30.3=Pe.2Cosω3
=9.6×0.35=3.36(Kw)
Q30.3=P30.3tanω3(kvar)
式中Q30.3—电焊变压器的计算负荷（无功部分）
Q30.3=P30.3tanω3=3.36×2.68
=9.0(kvar)
3.2.2.4通风机的计算负荷
P30。4=Pe.4Kd4(kw)
式中P30。4—通风机的计算负荷（有功部分）
Pe.4—通风机的额定总容量
Kd4—通风机的需要系数
故P30。4=Pe.4Kd4=12×0.8=9.6(kw)
Q30.4=P30.4tanω4(kvar)
式中Q30.4—通风机的计算负荷（无功部分）
Q30.4=P30.4tanω4=9.6×0.75=7.2(kvar)
3．2．2低压母线上的计算负荷
根据参考资料（P19）图2—6可知，低压母线上的同时系数K∑i的取值一般为0.85～0.95，取K∑P=0.85K∑Q=0.9
P30=K∑P·∑P
式中：P30—低压母线上的有功功率
K∑P—同时系数
∑P—低压母线上各设备组有功功率之和
所以：
P30=K∑P·∑P
=0.85×(73.6+168+3.36+9.6)
=87.86(kw)
Q30=K∑Q·∑Q(kavr)式中：Q30—低压母线上的无功功率，K∑Q—同时系数，∑Q—低压母线上各设备组无功功率之和。
所以：
Q30=K∑Q·∑Q
=0.9×(127+33+29.06+9.0+7.2)
=155.33(kavr)
S30=P302+Q302=87.862+155.332
=178.46(KVA)
I30=S30/3UN(KA)式中：I30—低压母线上计算电流，UN—低压母线上的线电压。
所以：I30=S30/3UN=178.46/3×380
=271.14(A)
3.3补偿电容后低压母线上的容量
因为高压侧要求功率因数值Cosω(1)=0.9
所以低压侧试取Cos,ω(2)=0.92
低压侧未补偿前：
Cosω(2)=P30/S30=87.86/178.46=0.492
所以tanω(2)=1.77
低压侧补偿电容后取：Cos,ω(2)=0.92
故：tan,ω(2)=0.426
所以补偿电容的容量Qb=P30=[tanω(2)-tan,ω(2)]
=87.86×[1.77-0.426]=118.08(kvar)
所以补偿电容后，在低压母线上：
有功功率：P30(2)=87.86KW
无功功率：
Q`30（2）=Q30（2）-Qb
=155.33-118.08=37.25(kavr)
总容量：
S`30（2）=P30（2）+Q`30（2）
=87.862+37.252=95.43(KVA)
下面推算高压侧的功率因数：
根据变压器有功、无功损耗的估算公式，可得
有功损耗：
△PT=O.O15c(Sc—补偿后的容量)
=0.015×95.43=1.43(kw)
无功损耗：△QT=0.06Sc
=0.06×95.43=5.73(kavr)
故在高压侧
有功功率：
P30（1）=P`30（2）+△PT
=87.86+1.43=89.29(kw)
无功功率：
Q30（1）=Q`30（2）+△PT
=37.25+5.73=42.98(kavr)
总容量：
S30（1）=P30（1）2+Q30（1）2
=89.292+42.982=99.10(KVA)
功率因素:Cosω(1)=P30(1)/S30(1) =89.29/99.10=0.901﹥0.9(满足要求)
3.4选择变压器
变压器容量要满足:SN·T﹥S30(2)
式中：SN·T—要选择的变压器容量
S30(2)—补偿电容后低压母线上容量
补偿前：S30(2)=178.46（KVA）
补偿后：S30(2)=95.43（KVA）
车间变电所原有变压器容量为125KVA﹥95.43KVA.
4．结论
经以上计算分析可知，冷加工机床的设备即使增加到70台，只要把原电容补偿柜更换为电容补偿容量为118.08kvar的电容柜，其原有的变压器就能满足各用电设备组的需要。否则，就要更换容量为200KVA的变压器（型号为SL7—200/10），这样将比前者多花6万元人民币。后来，业主出于从节约资金的角度来考虑，采纳了前者补救措施，没有更换变压器，变压器运行一切正常。
5．后语
经过这次经历，使我想到，不少的施工人员，只懂得按（看）图施工，却缺乏一些常用的电气设备选择的理论基础。
以上只浅谈了对电力变压器的选择方法，对于电线、电缆、熔断器及电力开关等常用设备的选择方法，也是作为电气施工人员必须掌握的。纵观工作过程中碰到的电气故障（事故），大多都要用到类似相关的电气理论知识来解决和解释的。因此在这方面，务必要引起广大施工技术人员的注意。
参考资料：
《工业与民用配电设计手册》第二版中国航空工业规划设计院研究院等编中国电力出版社