【原创】手把手教你如何选择数据中心的变压器！

主要内容

电力变压器是变电所中最重要的一次设备，其功能是将电力系统中的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。下面我们简单介绍下变压器的相关知识。

1电力变压器的常用类型

  按照用途分类：升压变压器,降压变压器。

  按相数分类：单相变压器，三相变压器。

  按绕组材料分类：铜绕组变压器，铝绕组变压器。

  按绕组形式分类：双绕组变压器，三绕组变压器，自耦变压器。

  按调压方式分类：无载调压变压器，有载调压变压器。

  按绕组绝缘和冷却方式分：油浸式变压器，干式（环氧树脂浇注绝缘）变压器，充

                                        气式（SF6气体）变压器。

2电力变压器的类型

按照国家规定，从1965年10月1日起，变压器一律实行汉语拼音字母的新型号。

1.产品类别：O-自耦变压器，通用电力变压器不标H-电弧炉变压器，C-感应电炉变压器，Z-整流变压器K-矿用变压器，Y-试验变压器。

2.相数：D-单相变压器，S-三相变压器，SC-三相固体成型。

3.冷却方式：F-风冷式，W-水冷式，油浸自冷式和空气自冷式不标。

4.油循环方式：N-自然循环，O-强迫导向循环，P-强迫循环。

5.绕组数：S-三绕组（双绕组不标）。

6.线圈导线材料：L-铝绕组（铜绕组不标），B-低压箔式线圈。

7.调压方式：Z-有载调压（无载调压不标）。

8.性能水平代号（设计序号）：7，8，9，10，11。

  SCB-1000KVA/10KV/0.4KV(请大家自行解读)

3电力变压器的连接组别

按照国家标准，双绕组电力变压器采用以下三种联结组别：

大写字母表示一次侧的接线方式，小写字母表示二次侧的接线方式。Y或y表示星型接线，D表示三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压量作为分针，固定指在12点位置，二次侧点线电压相量为时针。

 YNd11接线：主要用于高压侧为110kv及以上的大电流接地系统中的变压器

 Yd11接线：主要用于高压侧为35-60kv，低压侧为6-10kv的输配电系统。其低压侧采用三角形接法可以改善电网的电压波形，从而使三次谐波电流只能在三角形绕组内形成环流，不至于传输到用户和供电线路中去

 Yyn0接线：用于高压侧为6-10kv，低压侧为380/220v的配电变压器，其低压侧引出中性线，构成三相四线制供电。近年来,Dyn11接线的配电变压器已经在逐步推广和使用。Yyn0接线的变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的25%，而Dyn11接线的变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的75%。

4电力变压器的过负荷能力

变压器的额定容量和实际容量

变压器的额定容量是指在规定的环境温度下，在规定的使用年限（20年）内，室外安装时，所能连续输出的最大视在功率。

GB1094-1996《电力变压器》规定，变压器正常使用温度条件为：

最高温： 40℃

高日平均气温： 30℃

最高年平均气温： 20℃

安装地最高年平均气温每升高1℃，实际容量减少1%。

一般室内变压器，由于散热条件差，按照室内环境温度比室外大约高8℃。

 

正常过负荷

室内变压器的正常过负荷不得超过20%，室外变压器的正常过负荷不得超过30%，干式变压器不考虑正常过负荷。

事故过负荷

运行规程规定：变压器在事故下一台运行时，如果油浸式变压器的日负荷率小于0.75，变压器可以连续过负荷40%，但过负荷的天数不能超过5天。

5各类变压器性能比较

说到这里，我们不得不提变压器届的后起之秀——非晶合金变压器。

非晶合金变压器由非晶态材料制造。非晶态材料通常采用快速凝固工艺，将处于熔融状态的合金液体在千分之一秒内将1300℃的合金液体冷却到室温，导致原子无规则排列，形成新材料。

非晶合金能够大幅度减少变压器的空载损耗，通常传统硅钢变压器空载损耗在2400W左右（2000KVA变压器），而非晶合金变压器通常能达到900W。节能效果明显，但是由于制造成本较高，价格较为昂贵，目前并不适合在数据中心中大量使用。

6变压器相关材料的绝缘等级

A级绝缘

（经过绝缘浸渍处理的棉纱、丝、普通漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏105度，

额定运行温度摄氏95度，最高允许值摄氏140度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）

E级绝缘

（环氧树脂、三醋酸纤维薄膜、聚脂薄膜、高强度漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏120度，额定运行温度摄氏110度，最高允许值摄氏55度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）

B级绝缘

（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用有机材料粘合或浸渍）材料允许温度摄氏130度，额定运行温度摄氏120度，最高允许值摄氏165度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。

F级绝缘

（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机化合物改性的合成树脂漆为粘合剂）材料允许温度摄氏155度，额定运行温度摄氏145度，最高允许值摄氏190度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）

 H级绝缘

 （云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机漆粘合或浸渍，硅有机橡胶、无机填料）材料允许温度摄氏180度，额定运行温度摄氏175度，最高允许值摄氏220度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。

 C级绝缘

（特种纸张、层压板等，例如芳族聚酰胺聚合物）材料允许温度摄氏220度，额定运行温度摄氏210度，最高允许值摄氏250度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）

7变压器的阻抗电压百分率Uk（%）

阻抗电压百分率又称短路电压百分比，表明变压器内阻抗的大小。对于双绕组变压器来说，当副边被人为的短路，在原边施加一个电压，待原边和副边的电流都达到额定值时，这个原边电压的数值，称为阻抗电压或短路电压。把这个数值与额定电压相比用百分数表示，即为该台双绕组变压器的阻抗电压百分率。

阻抗电压百分率Uk (%)是涉及到变压器设备成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。

同容量的变压器，阻抗电压小的成本低，效率高，价格便宜，另外运行时的压降及电压变动率也小，电压质量能够轻易得到控制和保证，因此从电网的运行角度考虑，希望阻抗电压小一些好。但从变压器限制短路电流条件考虑，则希望阻抗电压大一些好，以免电气设备（如断路器、隔离开关、电缆等）在运行中经受不住短路电流的作用而损坏。

考虑到不同阻抗变压器对下端出线断路器，隔离开关，线缆等的影响，以一个数据中心运行十五年，满载10台2000KVA变压器的规模进行计算。选择6%和8%的阻抗的变压器，在电费上的差别在53万元左右。对比于在电气设备上的投资，节省较少。

最后，让我们的变压器，更好的为我们的数据中心服务吧~！

版权声明：本文为原创文章，版权归“数据中心最佳实践”公众号所有，欢迎转发转载。转发时请保持原文完整，并注明出处。一切侵权行为将遭到投诉。感谢理解。