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    湖南華瑞易能電氣有限公司

    變壓器損耗?

    2021-12-06

    變壓器的損失電量分為鐵損和銅損,鐵損又叫空載損耗,就是其固定損耗,實是鐵芯所產生的損耗(也稱鐵芯損耗,而銅損也叫負荷損耗)。

     

    一、變壓器損耗計算公式


    (1)有功損耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1)
    (2)無功損耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK-------(2)
    (3)綜合功率損耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3)
    Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN式中:Q0——空載無功損耗(kvar)
    P0——空載損耗(kW)
    PK——額定負載損耗(kW)
    SN——變壓器額定容量(kVA)
    I0%——變壓器空載電流百分比。
    UK%——短路電壓百分比
    β——平均負載系數
    KT——負載波動損耗系數
    QK——額定負載漏磁功率(kvar)
    KQ——無功經濟當量(kW/kvar)
    上式計算時各參數的選擇條件:(1)?。耍裕剑?05;
    (2)對城市電網和工業企業電網的6kV~10kV降壓變壓器取系統最小負荷時,其無功當量KQ=0.1kW/kvar;
    (3)變壓器平均負載系數,對于農用變壓器可取β=20%;對于工業企業,實行三班制,可取β=75%;
    (4)變壓器運行小時數T=8760h,最大負載損耗小時數:t=5500h;
    (5)變壓器空載損耗P0、額定負載損耗PK、I0%、UK%,見產品資料所示。

    二、變壓器損耗的特征

    P0——空載損耗,主要是鐵損,包括磁滯損耗和渦流損耗;
    磁滯損耗與頻率成正比;與最大磁通密度的磁滯系數的次方成正比。
    渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼片的厚度三者的積成正比。

    PC——負載損耗,主要是負載電流通過繞組時在電阻上的損耗,一般稱銅損。其大小隨負載電流而變化,與負載電流的平方成正比;(并用標準線圈溫度換算值來表示)。

    負載損耗還受變壓器溫度的影響,同時負載電流引起的漏磁通會在繞組內產生渦流損耗,并在繞組外的金屬部分產生雜散損耗。
    變壓器的全損耗ΔP=P0+PC變壓器的損耗比=PC/P0
    變壓器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ為變壓器二次側輸出功率。

    三、變損電量的計算


    變壓器的損失電量有鐵損和銅損兩部分組成。鐵損與運行時間有關,銅損與負荷大小有關。因此,應分別計算損失電量。
    1、鐵損電量的計算:不同型號和容量的鐵損電量,計算公式是:鐵損電量(千瓦時)=空載損耗(千瓦)×供電時間(小時)


    2、銅損電量的計算:當負載率為40%及以下時,按全月用電量(以電能表讀數)的2%計收,計算公式:銅損電量(千瓦時)=月用電量(千瓦時)×2%
    因為銅損與負荷電流(電量)大小有關,當配變的月平均負載率超過40%時,銅損電量應按月用電量的3%計收。負載率為40%時的月用電量,由附表查的。負載率的計算公式為:負載率=抄見電量/S.T.Cos¢
    式中:S——配變的額定容量(千伏安);T——全月日歷時間、取720小時;COS¢——功率因數,取0.80。
    電力變壓器的變損可分為銅損和鐵損。銅損一般在0.5%。鐵損一般在5~7%。干式變壓器的變損比油侵式要小。合計變損:0.5+6=6.5計算方法:1000KVA×6.5%=65KVA
    65KVA×24小時×365天=569400KWT(度)變壓器上的標牌都有具體的數據。

     

    四、空載損耗、負載損耗、阻抗電壓的計算


    空載損耗:當變壓器二次繞組開路,一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時,所消耗的有功功率稱空載損耗。算法如下:空載損耗=空載損耗工藝系數×單位損耗×鐵心
    負載損耗:當變壓器二次繞組短路(穩態),一次繞組流通額定電流時所消耗的有功功率稱為負載損耗。
    算法如下:負載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗

    附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導線的環流損耗+雜散損耗+引線損耗

    阻抗電壓:當變壓器二次繞組短路(穩態),一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分數表示,即uz=(Uz/U1n)*100%

    匝電勢:u=4.44*f*B*At,V

    其中:B—鐵心中的磁密,TAt—鐵心有效截面積,平方米

    可以轉化為變壓器設計計算常用的公式:
    當f=50Hz時:u=B*At/450*10^5,V
    當f=60Hz時:u=B*At/375*10^5,V

    如果你已知道相電壓和匝數,匝電勢等于相電壓除以匝數變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成。

    空載損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級線圈電阻上的損耗,前者稱為鐵損后者稱為銅損。由于空載電流很小,后者可以略去不計,因此,空載損耗基本上就是鐵損。

    影響變壓器空載損耗鐵損的因素很多,以數學式表示,則式中Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗kn、kw——常數
    f——變壓器外施電壓的頻率赫
    Bm——鐵芯中最大磁通密度韋/米2
    n——什捷因麥茲常數,對常用的硅鋼片,當Bm=(1.0~1.6)韋/米2時,n≈2,對目前使用的方向性硅鋼片,取2.5~3.5。 

    根據變壓器的理論分析,假定初級感應電勢為E1(伏),則:E1=KfBm(2) 
     
    K為比例常數,由初級匝數及鐵芯截面積而定,則鐵損為:  

    由于初級漏阻抗壓降很小,若忽略不計,  
    E1=U1(4)  

    可見,變壓器空載損耗鐵損與外施電壓有很大關系如果電壓V為一定值,則變壓器空載損耗鐵損不變,(因為f不變),又因為正常運行時U1=U1N,故空載損耗又稱不變損耗。如果電壓波動,則空載損耗即變化。變壓器的鐵損與鐵芯材料及制造工藝有關,與負荷大小無關。  

     

     

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