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变压器负载率是衡量变压器运行工况的重要指标，也是电网规划和投资的重要依据。电力系统35kV及以上变压器通过近几年的综合自动化或智能化改造，变压器的负载率可通过综自后台或数据采集与监控系统远程实时监控。但10kV配网覆盖范围广，配电变压器分布分散，实时监测系统尚未大面积覆盖。多年来10kV电网规划和投资都是根据运行人员经验，在高温或预测大负荷期间对可能重载配变进行负荷实测。传统手段在数据的真实性，实时性方面存在较大的局限，并且浪费大量的人力物力。本文提出一种基于线路负荷曲线和电量的10kV配电变压器负载率实用化计算方法，并通过应用软件，应用到实际配电网规划中。
1、配变的负荷曲线
1.1 10kV线路典型日负荷曲线
日负荷曲线对电力系统的运行非常重要。该曲线描述了一天24小时内各个时刻的负荷变化情况，对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。一般来说，负荷曲线的变化规律取决于负荷的性质，厂矿企业发展情况及作息制度，用电地区的地理位置，当地气候条件及人民生活习惯等。
10kV线路的典型日负荷曲线定义为一年中该条线路最大负荷日当天的负荷曲线，假设某条10kV线路上装接N台配电变压器向用户供电，每台变压器容量设为Si， 则在任一时刻有：
（1）
式中P（t）、Pi（t）、PZB（t）、PGB（t）分别为该条线路的总负荷，第i台变压器的有功负荷，装接在该条线路上专变的有功负荷和公用配变的有功负荷。即该条线路的负荷曲线为线路上所接配变（包括公用变压器和专用变压器）的负荷曲线的叠加。
1.2 专用变压器的负荷曲线
10kV专用变压器资产归属于用户，其用电性质是往往是确定的，专用变压器一般安装有三相多功能电子表或智能电表计量电量，能够计量峰平谷各个时段的电量。对于用电负荷较大的小型工业企业，用电负荷较为平稳，特别是受分时电价的政策性影响，其负荷曲线PZB（t）可近似认为是分时段的平稳直线。
以湖北地区为例，高峰用电时段为10：00～12：00和18：00～22：00；平电时段为8：00～10：00、12：00～18：00以及22：00～24：00；低谷用电时段为0：00～8：00。其负荷曲线PZB（t）可近似为各时间段内的平均负荷。
1.3 公用变压器的负荷曲线
由于某条10kV线路公变的负荷曲线P（t）为线路上所接的公用变压器的负荷曲线和专用变压器负荷曲线PZB（t）的叠加。则对于装接在同一条10kV线路上的所有公用变压器的负荷曲线PGB（t），根据（1）式有
PGB（t）= P（t）-PZB（t） （2）
由于单条10kV线路供电范围一般在数公里以内，该范围内用电环境及条件接近，负荷性质相差不大，可认为任意一台公用配电变压器的负荷曲线与该条线路的负荷曲线在形状上一致。即任意一台公用变压器的负荷曲线可表示为
（3）
2、配变负载率计算
对于单台配电变压器，其负荷系数计算公式为
（4）
式中K、PAV、Pmax分别为配变的负荷系数、平均负荷和最大负荷。
由于配变所装接的10kV线路的运行数据可在综合自动化系统或数据采集与监控系统（SCADA）中查看，单台配变的负荷曲线形状与所在线路的负荷曲线形状一致，则该台配变的负荷系数同样可等）同该条线路的负荷系数。
由（1）、（2）、（3）、（4）、得出其负载率计算公式为
（5）
式中η、Pmax、S分别为变压器的负载率，该台配变所装接的最大负荷和该台配变的容量。
3、软件计算的实现
式（6）虽然通过线路负荷曲线和电量从理论上能够计算出配电变压器的负载率，但是对于典型负荷曲线PGB（t）对时间积分，若采用手工计算工作量大，计算复杂，计算结果不精确。通过软件计算将大大提高工作效率。软件设计流程为输入线路各时刻负荷数据，输入专变峰平谷时段电量并该时段的平均负荷，生成公用变压器的负荷曲线并对曲线积分以计算出负荷系数K值，输入典型负荷日配变电量和变压器容量计算出配变负载率。以湖北省荆州市电网110kV郝穴变电站10kV郝26开关镇直线10kV为例，该条线路上接40个配变变压器，变电总容量11.375MVA。在Labview开发环境下编写程序，输入典型负荷日0到24时负荷，并生成负荷曲线。对负荷曲线进行积分，将积分值除以时间得到平均负荷。将最大负荷与平均负荷相除得到负荷系数K的倒数。根据负荷系数即可求出该台配变的最大负荷并求出负载率。
4、结论
10kV线路供电半径不长，该区域内负荷性质相差不大，可将线路的负荷曲线近似为配变的负荷曲线用于估算配变的负载率，虽然此种方法有一定的误差，比如短时配变短时尖峰负荷无法计算，但变压器运行时允许短时过载情况，因此本方法得出的结论值对配电网规划具有重要的参考性。该方法通过已有的技术手段，运用非实时数据测算需实时测量的数据，减少了工作量，节约人力物力成本，并且通过软件计算，降低了计算量。本方法实用简单，在计算配变负载率时只需知道最大负荷日配变的电量及所在线路的负荷曲线即可求出配变负载率，具有一定的实用价值。
（作者单位：国网荆州供电公司）
1、配变的负荷曲线
1.1 10kV线路典型日负荷曲线
日负荷曲线对电力系统的运行非常重要。该曲线描述了一天24小时内各个时刻的负荷变化情况，对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。一般来说，负荷曲线的变化规律取决于负荷的性质，厂矿企业发展情况及作息制度，用电地区的地理位置，当地气候条件及人民生活习惯等。
10kV线路的典型日负荷曲线定义为一年中该条线路最大负荷日当天的负荷曲线，假设某条10kV线路上装接N台配电变压器向用户供电，每台变压器容量设为Si， 则在任一时刻有：
（1）
式中P（t）、Pi（t）、PZB（t）、PGB（t）分别为该条线路的总负荷，第i台变压器的有功负荷，装接在该条线路上专变的有功负荷和公用配变的有功负荷。即该条线路的负荷曲线为线路上所接配变（包括公用变压器和专用变压器）的负荷曲线的叠加。
1.2 专用变压器的负荷曲线
10kV专用变压器资产归属于用户，其用电性质是往往是确定的，专用变压器一般安装有三相多功能电子表或智能电表计量电量，能够计量峰平谷各个时段的电量。对于用电负荷较大的小型工业企业，用电负荷较为平稳，特别是受分时电价的政策性影响，其负荷曲线PZB（t）可近似认为是分时段的平稳直线。
以湖北地区为例，高峰用电时段为10：00～12：00和18：00～22：00；平电时段为8：00～10：00、12：00～18：00以及22：00～24：00；低谷用电时段为0：00～8：00。其负荷曲线PZB（t）可近似为各时间段内的平均负荷。
1.3 公用变压器的负荷曲线
由于某条10kV线路公变的负荷曲线P（t）为线路上所接的公用变压器的负荷曲线和专用变压器负荷曲线PZB（t）的叠加。则对于装接在同一条10kV线路上的所有公用变压器的负荷曲线PGB（t），根据（1）式有
PGB（t）= P（t）-PZB（t） （2）
由于单条10kV线路供电范围一般在数公里以内，该范围内用电环境及条件接近，负荷性质相差不大，可认为任意一台公用配电变压器的负荷曲线与该条线路的负荷曲线在形状上一致。即任意一台公用变压器的负荷曲线可表示为
（3）
2、配变负载率计算
对于单台配电变压器，其负荷系数计算公式为
（4）
式中K、PAV、Pmax分别为配变的负荷系数、平均负荷和最大负荷。
由于配变所装接的10kV线路的运行数据可在综合自动化系统或数据采集与监控系统（SCADA）中查看，单台配变的负荷曲线形状与所在线路的负荷曲线形状一致，则该台配变的负荷系数同样可等）同该条线路的负荷系数。
由（1）、（2）、（3）、（4）、得出其负载率计算公式为
（5）
式中η、Pmax、S分别为变压器的负载率，该台配变所装接的最大负荷和该台配变的容量。
3、软件计算的实现
式（6）虽然通过线路负荷曲线和电量从理论上能够计算出配电变压器的负载率，但是对于典型负荷曲线PGB（t）对时间积分，若采用手工计算工作量大，计算复杂，计算结果不精确。通过软件计算将大大提高工作效率。软件设计流程为输入线路各时刻负荷数据，输入专变峰平谷时段电量并该时段的平均负荷，生成公用变压器的负荷曲线并对曲线积分以计算出负荷系数K值，输入典型负荷日配变电量和变压器容量计算出配变负载率。以湖北省荆州市电网110kV郝穴变电站10kV郝26开关镇直线10kV为例，该条线路上接40个配变变压器，变电总容量11.375MVA。在Labview开发环境下编写程序，输入典型负荷日0到24时负荷，并生成负荷曲线。对负荷曲线进行积分，将积分值除以时间得到平均负荷。将最大负荷与平均负荷相除得到负荷系数K的倒数。根据负荷系数即可求出该台配变的最大负荷并求出负载率。
4、结论
10kV线路供电半径不长，该区域内负荷性质相差不大，可将线路的负荷曲线近似为配变的负荷曲线用于估算配变的负载率，虽然此种方法有一定的误差，比如短时配变短时尖峰负荷无法计算，但变压器运行时允许短时过载情况，因此本方法得出的结论值对配电网规划具有重要的参考性。该方法通过已有的技术手段，运用非实时数据测算需实时测量的数据，减少了工作量，节约人力物力成本，并且通过软件计算，降低了计算量。本方法实用简单，在计算配变负载率时只需知道最大负荷日配变的电量及所在线路的负荷曲线即可求出配变负载率，具有一定的实用价值。
（作者单位：国网荆州供电公司）