10KVA變壓器損耗的計(jì)算公式及方法

作者：時(shí)間：2011-06-21 來源：網(wǎng)絡(luò)

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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。將負(fù)載曲線的平均負(fù)載系數(shù)乘以一個大于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。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/178990.htm

1、變壓器損耗計(jì)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(fù)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(fù)載系數(shù)
KT——負(fù)載波動損耗系數(shù)
QK——額定負(fù)載漏磁功率（kvar）
KQ——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量（kW／kvar）
上式計(jì)算時(shí)各參數(shù)的選擇條件：
（1）取KT＝1.05；
（2）對城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的6kV～10kV降壓變壓器取系統(tǒng)最小負(fù)荷時(shí)，其無功當(dāng)量KQ＝0．1kW／kvar；
（3）變壓器平均負(fù)載系數(shù)，對于農(nóng)用變壓器可取β＝20％；對于工業(yè)企業(yè)，實(shí)行三班制，可取β＝75％；
（4）變壓器運(yùn)行小時(shí)數(shù)T＝8760h，最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)：t＝5500h；
（5）變壓器空載損耗P0、額定負(fù)載損耗PK、I0％、UK％，見產(chǎn)品資料所示。

2、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(shù)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(fù)載損耗，主要是負(fù)載電流通過繞組時(shí)在電阻上的損耗，一般稱銅損。其大小隨負(fù)載電流而變化，與負(fù)載電流的平方成正比；（并用標(biāo)準(zhǔn)線圈溫度換算值來表示）。
負(fù)載損耗還受變壓器溫度的影響，同時(shí)負(fù)載電流引起的漏磁通會在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，并在繞組外的金屬部分產(chǎn)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(cè)輸出功率。

3、變壓器節(jié)能技術(shù)推廣
1）推廣使用低損耗變壓器；
（1）鐵芯損耗的控制
變壓器損耗中的空載損耗，即鐵損，主要發(fā)生在變壓器鐵芯疊片內(nèi)，主要是因交變的磁力線通過鐵芯產(chǎn)生磁滯及渦流而帶來的損耗。
最早用于變壓器鐵芯的材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵，為了克服磁回路中由周期性磁化所產(chǎn)生的磁阻損失和鐵芯由于受交變磁通切割而產(chǎn)生的渦流，變壓器鐵芯是由鐵線束制成，而不是由整塊鐵構(gòu)成。
1900年左右，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在鐵中加入少量的硅或鋁可大大降低磁路損耗，增大導(dǎo)磁率，且使電阻率增大，渦流損耗降低。經(jīng)多次改進(jìn)，用0．35mm厚的硅鋼片來代替鐵線制作變壓器鐵芯。
近年來世界各國都在積極研究生產(chǎn)節(jié)能材料，變壓器的鐵芯材料已發(fā)展到現(xiàn)在最新的節(jié)能材料——非晶態(tài)磁性材料如2605S2，非晶合金鐵芯變壓器便應(yīng)運(yùn)而生。使用2605S2制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的1／5，鐵損大幅度降低。
（2）變壓器系列的節(jié)能效果
上述非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點(diǎn)，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的1／5，且全密封免維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用極低。
我國S7系列變壓器是1980年后推出的變壓器，其效率較SJ、SJL、SL、SL1系列的變壓器高，其負(fù)載損耗也較高。
80年代中期又設(shè)計(jì)生產(chǎn)出S9系列變壓器，其價(jià)格較S7系列平均高出20％，空載損耗較S7系列平均降低8％，負(fù)載損耗平均降低24％，并且國家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推廣應(yīng)用S9系列。
S11是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器。S11型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)。硅鋼片連續(xù)卷制，鐵心無接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60～80，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20～35。運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到30～45dB，保護(hù)了環(huán)境。
非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器系列的空載損耗較S9系列降低75％左右，但其價(jià)格僅比S9系列平均高出30％，其負(fù)載損耗與S9系列變壓器相等。
2）選擇與負(fù)載曲線相匹配的變壓器
案例分析：配電變壓器的容量選擇?お?
A、按變壓器效率最高時(shí)的負(fù)荷率βM來選擇容量
當(dāng)建筑物的計(jì)算負(fù)荷確定后，配電變壓器的總裝機(jī)容量為：
S＝Pjs/βb×cosφ2(KVA)(1)
式中Pjs——建筑物的有功計(jì)算負(fù)荷KW；
cosφ2——補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)，不小于0.9；
βb——變壓器的負(fù)荷率。
因此，變壓器容量的最終確定就在于選定變壓器的負(fù)荷率βb。
我們知道，當(dāng)變壓器的負(fù)荷率為：
βb＝βm＝（1/R）1/2時(shí)效率最高。(2)
R=PKH/Po（即變壓器損耗比）
式中Po——變壓器的空載損耗；
PKH——變壓器的額定負(fù)載損耗，或稱銅損、短路損耗。
以國產(chǎn)SGL型電力變壓器為例，其最佳負(fù)荷率計(jì)算如下：
表國產(chǎn)SGL型電力變壓器最佳負(fù)荷率βm