由表可見(jiàn)，如果以βm來(lái)計(jì)算變壓器容量，必將造成容量過(guò)大，使用戶初期投資大量增加。其原因Pjs是30分鐘平均最大負(fù)荷P30的統(tǒng)計(jì)值，例如民用建筑的用電大部分時(shí)間實(shí)際負(fù)荷均小于計(jì)算負(fù)荷Pjs，如果按βm計(jì)算變壓器容量則不可能使變壓器運(yùn)行在最高效率βm上，這樣不僅不能節(jié)約電能且運(yùn)行在低β值上，則消耗更多的電能，因此按變壓器的最佳負(fù)荷率βm來(lái)計(jì)算變壓器的容量是不合理的。
B、按變壓器的年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率βj計(jì)算容量
由于實(shí)際負(fù)荷總在變化，無(wú)法精確計(jì)算出變壓器的電能損耗。然而對(duì)于某類(lèi)電力用戶，它的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)可依據(jù)同類(lèi)用戶統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)近似計(jì)算。
變壓器的年有功電能損耗可按下式估算
△Wb＝PoTb PKH(Sjs/S2e)2τ＝PoTb PKHβ2τ(3)
式中β——計(jì)算負(fù)荷率，等于變壓器的計(jì)算視在容量Sjs與額定容量Seb之比
Tb——變壓器年投運(yùn)時(shí)間
τ——年最大負(fù)荷損耗時(shí)間，可由年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)Tm查T(mén)m-τ關(guān)系曲線。
用戶電力負(fù)荷消耗的年有功能為：
W＝βSebcosφTm(4)
則變壓器的年有功電能消耗率為：
△W＝△Wb/W＝（PoTb PKHβ2τ）/βSebcosφTm(5)
令d△Wdβ＝0
求出變壓器年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率βj；
βj＝（PoTb/PKHτ）1/2＝（Tb/τ）1/2*βM(6)
即配電變壓器按照節(jié)能負(fù)荷率βj計(jì)算容量時(shí)，其年有功電能損耗率最小。
由式(6)可見(jiàn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率與年最大負(fù)荷損耗時(shí)間有關(guān)，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所對(duì)應(yīng)的τ值，對(duì)于高層民用建筑還沒(méi)有這方面的統(tǒng)計(jì)資料，可參考工業(yè)企業(yè)的類(lèi)似資料。Tb按7500h，而根據(jù)高層民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范圍內(nèi)選取，因此βj=(1.3-1.8)βM。從表(1)干式變壓器的最佳負(fù)荷率βM值，可求出節(jié)能負(fù)荷率βj。
對(duì)于高層寫(xiě)字樓，由于五天工作制，且晚上下班后的其余時(shí)間均處于輕載，其電力負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)，相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)的單班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率βj=0.85-0.98；
對(duì)于高層賓館及高層建筑中以商業(yè)為主的大廈，其相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)的兩班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率βj=0.71-0.85。
由此可見(jiàn)，按節(jié)能負(fù)荷率計(jì)算變壓器的容量，要小于按最佳負(fù)荷率所計(jì)算的變壓器的容量，這樣不但年電能損耗小且一次性投資省。
C、按變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率計(jì)算容量
上節(jié)分析可知按年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率βj計(jì)算變壓器的容量有利于節(jié)省初投資。然而相當(dāng)于二班制運(yùn)行特點(diǎn)的高層建筑中的配電變壓器，按β?璲計(jì)算出的容量還是偏大，必將增加用戶的一次性投資。如何能做到既能節(jié)省一次性投資，又能使電能損耗小，或者說(shuō)能否做到初投資省和電耗小這對(duì)矛盾在變壓器運(yùn)行在負(fù)荷率的某一區(qū)域內(nèi)獲得相對(duì)統(tǒng)一，下面我們對(duì)變壓器的年有功電能損耗率公式作進(jìn)一步的分析。
對(duì)同一變壓器，在某一負(fù)荷率β運(yùn)行情況下的年有功電能損耗率如式(5)，而在節(jié)能負(fù)荷率下的年有功電能損耗率為：
△Wj＝（PoTb PKHβ2jτ）/βjSebcosφTm(7)
用(5)式的兩邊除以(7)式的兩邊，并用(6)式代入，整理后得：△W/△Wj＝1/2（β/βj βj/β）(8)
上式為變壓器運(yùn)行在某一負(fù)荷率β時(shí)的年有功電能損耗率相對(duì)于運(yùn)行在節(jié)能負(fù)荷率βj時(shí)的年有功電能損耗率隨相對(duì)節(jié)能負(fù)荷率變化的函數(shù)關(guān)系。
該式中當(dāng)β＝βj時(shí)，△W/△Wj＝1，當(dāng)β＞βj或β＜βj時(shí)，△W/△Wj均大于1。?サ寶?/βj從1.0增加到1.3，增加30時(shí)，△W/△Wj從1.0增加到1.035，只增加了3.5；當(dāng)β/βj從2.0增加到2.3，增加15時(shí)，△W/△Wj從1.25增加到1.37，增加了9.6。
可見(jiàn)在β/βj的低值區(qū)，△W/△Wj的增加值相對(duì)于β/βj的增加值是非常微小的，且增加的速率也是很小的，也就是說(shuō)，在該區(qū)域中，我們用微小的年電能損耗率增加值來(lái)?yè)Q取變壓器的容量的較大減小使得一次性投資的明顯降低，因此，我們選擇相對(duì)節(jié)能負(fù)荷率β/βj在1-1.3范圍內(nèi)，即經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為：
βjj＝(1～1.3)βj(9)
我們按經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率βjj選出的變壓器容量，要比按節(jié)能負(fù)荷率βj選出的變壓器容量降低一級(jí)，由此而節(jié)約的初投資遠(yuǎn)大于配電變壓器的年有功電能損耗費(fèi)用，做到了經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性這對(duì)矛盾的相對(duì)統(tǒng)一，顯然這是一種既科學(xué)又經(jīng)濟(jì)合理的方法。
這里討論的配電變壓器容量的計(jì)算方法，主要是針對(duì)高層建筑中所使用的變壓器，即使用干式或環(huán)氧樹(shù)脂澆注變壓器，然而該方法也適用于使用其他配電變壓器的場(chǎng)合。
結(jié)論：
①負(fù)載曲線的平均負(fù)載系數(shù)越高，為達(dá)到損耗電能越小，要選用損耗比越小的變壓器；負(fù)載曲線的平均負(fù)載系數(shù)越低，為達(dá)到損耗電能越小，要選用損耗比越大的變壓器。
②將負(fù)載曲線的平均負(fù)載系數(shù)乘以一個(gè)大于1的倍數(shù)，通?？扇?-1.3，作為獲得最佳效率的負(fù)載系數(shù)，然后按βb＝（1/R）1/2計(jì)算變壓器應(yīng)具備的損耗比。
③對(duì)于實(shí)際負(fù)載，變壓器本身應(yīng)具有較佳的損耗比，而且總損耗最小，即空載損耗與負(fù)載損耗之和要盡可能地小。