在电力系统中，变压器作为核心设备，其负载率是设计和运行过程中极为重要的技术指标。负载率过高会导致变压器损耗增加、温度升高，严重影响设备寿命；负载率过低则会造成容量浪费，增加运行成本。因此，合理确定变压器的负载率，对于保障电力系统的经济性和可靠性至关重要。本文将详细探讨变压器负载率的定义、优化方法以及相关规范和案例分析，帮助读者更好地理解和应用这一关键指标。
一、变压器负载率的定义与计算
（一）负载率的定义
变压器负载率是指变压器输出的视在功率与变压器额定容量之比，反映了变压器的实际负载水平。负载率的计算公式如下：
（二）负载率的计算示例
二、变压器最低功率损失时的负载率
（一）经济运行与负载率
虽然从技术角度看，负载率在50%到60%时损耗最低，但在实际应用中，还需考虑容量电费等经济性因素。因此，变压器的负载率通常会高于最低损失率对应的负载率。具体数值需根据应用场景和地区要求确定。
三、规范与标准对变压器负载率的规定
（一）《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
4.3.2条规定：配电变压器的长期工作负载率不宜大于85%。该规范适用于城镇新建、改建和扩建的民用建筑的电气设计，不适用于人防工程、燃气加压站、汽车加油站的电气设计。当主管部门无其他规定时，可按照此条执行。
（二）《电动汽车分散充电设施工程技术标准》GB/T 51313-2018
5.2.2条规定：既有停车位配建充电设施应根据变压器容量、用电高峰时变压器负载率等，选择接线方式。当采用单母线接线时，负载率不应超过100%；当采用单母线分段接线时，负载率不应超过60%。
（三）《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011
4.3.1条规定：住宅建筑应选用节能型变压器。变压器的结线宜采用D，yn11，变压器的负载率不宜大于85%。该规范适用于城镇新建、改建和扩建的住宅建筑的电气设计，不适用于住宅建筑附设的防空地下室工程的电气设计。当主管部门无其他规定时，可按照此条执行。
（四）《工业与民用配电设计手册》第四版
1.11.2.1条规定：在计及负荷计算的误差，变压器负荷率宜在75%到85%之间。该手册适用于110kV及以下工业与民用配电设计，当主管部门无其他规定时，可按照此条执行。
（五）地方标准
不同地区的主管部门对配电变压器和变电站主变压器负载率要求不尽一致。以北京地区为例，对于10kV配电变压器，当为两台及以下时，按照60%计算；为单台配电变压器时，按照80%计算。这些规定符合配电变压器节能要求。
四、案例分析
（一）新建110kV变电所的变压器选型
背景：新建110kV变电所，已知计算负荷为16MVA，其中一级负荷为5MVA，二级负荷为6MVA。变压器的过载能力按1.2倍考虑，变压器负载率按60%考虑。
问题：应装设变压器的台数及最小容量为多少？
解答：
（二）商业中心的变压器选型
背景：商业中心预计最大负荷为800kVA，功率因数为0.9。根据《民用建筑电气设计规范》，配电变压器的长期工作负载率不宜大于85%。
问题：应选择多大容量的变压器？
解答：
1. 计算所需容量：根据负载率公式，所需变压器容量为：
2. 选择合适容量：考虑到实际应用中的经济性和安全性，选择1000kVA的变压器更为合适。
（三）工业园区的变压器选型
背景：某工业园区预计最大负荷为3000kVA，功率因数为0.85。根据《工业与民用配电设计手册》，变压器负荷率宜在75%到85%之间。
问题：应选择多大容量的变压器？
解答：
1. 计算所需容量：根据负载率公式，所需变压器容量为：
2. 选择合适容量：考虑到实际应用中的经济性和安全性，选择3500kVA的变压器更为合适。
五、变压器负载率的优化建议
（一）合理设计与选型
在设计阶段，应充分考虑变压器的负载特性、运行环境等因素，选择合适的变压器容量和型号。同时，选用质量可靠的变压器和配套设备，确保其性能符合规范要求。
（二）加强系统监测
建立健全的变压器监测系统，实时监测其运行状态和参数，如电压、电流、温度等。通过数据分析，及时发现并处理异常现象，防止故障发生。
（三）定期维护与检查
定期对变压器进行维护和检查，及时发现并处理潜在问题。例如，检查变压器的冷却系统是否正常运行，清理散热片上的灰尘，确保散热效果良好。
（四）调整运行方式
在运行过程中，根据实际负荷情况，合理调整变压器的运行方式。例如，当负荷较低时，可以适当降低变压器的运行功率，避免过度浪费。
