变压器空载损耗 负载损耗以及阻抗电压的计算 附配电变压器的损耗分析与降损措施.docx

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1、变压器的损失电量分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗)。一变压器损耗计算公式(1)有功损耗:AP=Po+KTB2Pk(2)无功损耗:Q=Qo+KTB2Qk(3)综合功率损耗:Pz=P+KQQQoIo%Sn,QkUk%Sn式中:Qo空载无功损耗(kvar)Po空载损耗(kW)Pk额定负载损耗(kWSn变压器额定容量(kVA)Uk%短路电压百分比B负载系数,为负载电流与额定电流之比。KT负载波动损耗系数Qk额定负载漏磁功率(kvar)KQ无功经济当量(kW/kvar)上式计算时各参数的选择条件:取KT=1.05;(2)对城市电网和

2、工业企业电网的6kV10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=OJkWZkvar;(3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取B=20%;对于工业企业,实行三班制,可取B=75%;(4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h;(5)变压器空载损耗Po、额定负载损耗Pk、Io%、Uk%,见产品出厂资料所JO二变压器损耗的特征Po空载损耗,主要是铁损,包括磁滞损耗和涡流损耗;磁滞损耗与频率成正比;与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。Pc负载损耗,主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗,一般称铜损。其大

3、小日负载电流而变化,与负载电流的平方成正比;(并用标准线圈温度换算值来表示)。负载损耗还受变压器温度的影响,同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗,并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。变压器的全损耗P=Po+Pc变压器的损耗比二Pc/Po变压器的效率=Pz(Pz+AP),以百分比表示;其中Pz为变压器二次侧输出功率。三变损电量的计算变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关,铜损与负荷大小有关。因此,应分别计算损失电量。1、铁损电量的计算:不同型号和容量的铁损电量,计算公式是:铁损电量(千瓦时)=空载损耗(千瓦)X供电时间(小时)配变的空载损耗(铁损),由附表查得,供电时

4、间为变压器的实际运行时间,按以下原则确定:(1)对连续供电的用户,全月按720小时计算。(2)由于电网原因间断供电或限电拉路,按变电站向用户实际供电小时数计算,不得以难计算为由,仍按全月运行计算,变压器停电后,自坠熔丝管交供电站的时间,在计算铁损时应予扣除。(3)变压器低压侧装有积时钟的用户,按积时钟累计的供电时间计算。2、铜损电量的计算:当负载率为40%及以下时,按全月用电量(以电能表读数)的2%计收,计算公式:铜损电量(千瓦时)二月用电量(千瓦时)2%因为铜损与负荷电流(电量)大小有关,当配变的月平均负载率超过40%时,铜损电量应按月用电量的3%计收。负载率为40%时的月用电量,由附表查的

5、。负载率的计算公式为:负载率=抄见电量/S.T.CosC式中:s配变的额定容量(千伏安);T全月日历时间、取720小时;COSC功率因数,取0.80。电力变压器的变损可分为铜损和铁损。铜损一般在0.5%。铁损一般在5-7%o干式变压器的变损比油侵式要小。合计变损:0.5+6=6.5计算方法:1000KVA6.5%=65KVA65KVAx24小时X365天=569400KWT(度)变压器上的标牌都有具体的数据。四变压器空载损耗空载损耗指变压器二次侧开路,一次侧加额率与额定电压的正弦波电压时变压器所吸取的功率。一般只注意额定频率与额定电压,有时对分接电压与电压波形、测量系统的精度、测试仪表与测试设

6、备却不予注意。对损耗的计算值、标准值、实测值、保证值又混淆了。如将电压加在一次侧,且有分接时,如变压器是恒磁通调压,所加电压应是相应接电源的分接位辂的分接电压。如是变磁通调压,因每个分接位辂时空载损耗都不相同,必须根据技术条件要求,选取正确的分接位络,施加规定的额定电压,因为在变磁通调压时,一次侧始终加一个电压于各个分接位置。一般要求施加电压的波形必须为近似正弦波形。所以,一是用谐波分析仪测电压波形中所含谐波分量,二是用简便办法,用平均值电压表,但刻度为有效值的电压表测电压,并与有效值电压表读数对比,二者差别大于3%时,说明电压波形不是正弦波,测出的空载损耗,根据新标准要求应是无效了。对测量系

7、统而言,必须选合适的测试线路,选合适的测试设备与仪表。因为导磁材料的发展,每公斤损耗的瓦数在大幅度下降,制造厂都选用优质高导磁晶粒取向硅钢片或甚至选用非晶合金作为导磁材料,结构上又发展了诸如阶梯接缝与全斜无孔,工艺上采用不叠上铁轨工艺,制造厂都在发展低损耗变压器,尤其空载损耗已在大幅度地下降。因此对测量系统提出新的要求。容量不变,空载损耗下降是意味着空载时变压器功率因数的下降,功率因数小就要求制造厂改变和改造测量系统。宜用三瓦特表法测,选用0.05-0.1级互感器,选用椅低功率因数的瓦特表,只有这样,才能保证测量精度。在功率因数为0.01时,互感器的相位差为1分时会引起功率误差2.9%。所以,

8、在实际测量时还要正确选择电流互感器与电压互感器的电流比与电压比。实际电流远小于电流互感器所接的电流时,电流互感器的相位差与电流误差越大,这会导致实测结果有较大的误差,所以,变压器吸取的电流应接近于电流互感器的额定电流。另外,在设计中根据规定程序,参照所选用硅钢片的单位损耗与工艺系数所算得的空载损耗,一般叫计算值。这个值要与标准中规定的标准值或与合同中规定的标准值或保证值对比。计算值必须小于标准值或保证值,不能在计算上吃宽裕度,尤其批量生的变压器。另外计算值只对设计员或设计科内有效,没有法律效应,不能用计算值来判断产品的损耗水平。而标准上规定的标准值或合同上规定的保证值是法律效应的。超过标准值加

9、允许偏差,或者叫保证值(保证值等于标准值加允许偏差)的产品即为不合格产品。如有损耗评价制度时,一般在合同上会指出,尤其出口产品,超过规定损耗值要罚款,空载损耗的罚款最高,欧洲各国的损耗评价值可参见变压器杂志1994年第11期。每千瓦要罚几千美元。这就是法律效应,并与经济效益直接挂钩。对实测值的概念也要正确理解,不是互特表的读数(或叫功率转换器的读数)就是实测值要换算到额定条件,并要有足够的精度。对空载损耗的实测值而言,主要是电源的电压波形要正弦波,平均值电压表读数与有效值电压读数之差小于3%。五空载损耗、负载损耗、阻抗电压的计算空载损耗:当变压器二次绕组开路,一次绕组施加额定频率正弦波形的额定

10、电压时,所消耗的有功功率称空载损耗。算法如下:空载损耗=空载损耗工艺系数X单位损耗X铁心负载损耗:当变压器二次绕组短路(稳态),一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。算法如下:负载损耗二最大的一对绕组的电阻损耗+附加损耗附加损耗二绕组涡流损耗+并绕导线的环流损耗+杂散损耗+引线损耗阻抗电压:当变压器二次绕组短路(稳态),一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uzo通常Uz以额定电压的百分数表示,即uz=(UzUln)*100%匝电势:u=4.44*f*B*At,V其中:B铁心中的磁密,TAt铁心有效截面积,平方米可以转化为变压器设计计算常用的公式:当f=50Hz时:u=B*A

11、t450*105,V当f=60Hz时:u=B*At375*105,V如果你已知道相电压和匝数,匝电势等于相电压除以匝数变压器空载损耗计算-变压器的空载损耗组成。空载损耗包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗,前者称为铁损后者称为铜损。由于空载电流很小,后者可以略去不计,因此,空载损耗基本上就是铁损。影响变压器空载损耗铁损的因素很多,以数学式表示,则式中Pn、Pw-表示磁滞损耗和涡流损耗kn、kw常数f变压器外施电压的频率赫Bm铁芯中最大磁通密度韦/米2n什捷因麦兹常数,对常用的硅钢片,当Bm=(LO1.6)韦冰2时,n2,对目前使用的方向性硅钢片,取2.53.5o根据变压器的

12、理论分析,假定初级感应电势为El(伏),则:El=KfBm(2)K为比例常数,由初级匝数及铁芯截面积而定,则铁损为:由于初级漏阻抗压降很小,若忽略不计,El=Ul(4)可见,变压器空载损耗铁损与外施电压有很大关系如果电压V为一定值,则变压器空载损耗铁损不变,(因为f不变),又因为正常运行时Ul=UlN,故空载损耗又称不变损耗。如果电压波动,则空载损耗即变化。变压器的铁损与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关。六干式变压器重量及参数容依空载损耗(W)负我损耗(W)(120*C)阻抗电压(%)空我电流(%)总承(KG)噪音(dB)30200I7504.02.2320405030010504.02

13、.0500408038014604.01.85804010043016704.01.86604212552019504.01.68004216060022504.01.49804220070026804.01.411004425080029204.01.412804431594036704.01.215104640096042204.01.2185046500115051704.01.2208046630132062204.01.0226048630128063106.01.0236048800150073606.01.02770501000176086006.00.8330052125020

14、60102606.00.838905416002400124206.00.848005420003200153006.00.651805625003800181806.00.6550056配电变压器的损耗分析与降损措施摘要:随着社会的生活水平在不断提高,为了走可持续发展道路,节能环保越来越重要,在电力系统中降低配电变压器的损耗是最好的节能环保方式,因此电力部门要加大配电变压器的降损工作。变压器主要应用在城市电网和农村电网中,农村电网在夏秋两季的用电量会明显上升很多,用电峰谷差距大;而城市电网则更农村电网不同,峰谷负荷轮换频发,对供电的质量要求更高。本文首先通过探讨配电变压器的损耗原因,并根据配

15、电变压器损耗的原因提出相关的降耗方法。关键词:配电变压器;损耗分析;降损措施;配电变压器是电力系统中的重要组成部分,配电变压器的损耗会影响到整个电路的损耗,从而导致电力企业的经济收益降低,因此降低配电变压器的损耗也是在增加电力企业的经济收益。在进行配电变压器的降损工作时,要从多个方面进行思考解决办法,在配电变压器的损耗原因中除了自身的存在的问题,周围的环境因素也会影响到配电变压器的损耗。下本主要对配电变压器的损耗原因和降损措施展开分析。一 .配电变压器的概念配电变压器是电网系统中的重要设备,配电变压器的主要作用是用来传输电能的,将电力系统中的电力电压等级转换成所需求的电压等级。配电电压器的型号

16、主要根据电压等级的不同进行划分,可以分为特高压配电变压器、超高压配电变压器和普通配电变压器三种。根据用电区域对电力电压需求的不同选择不同规格的配电变压器进行安装。二 .配电变压器损耗分析1 .空载所导致的配电变压器损耗在配电变压器运行的过程中,由于用电的高峰期不同,在某些时间段比如深夜时间经常会出现轻载甚至是空载的情况,这种情况的出现不仅会造成配电变压器的资源损耗,导致资源的浪费,还会因为配电变压器的容量大但是负荷却很小,这种时候就会造成配电变压器的消耗增加lo2 .负载所导致的配电变压器损耗配电变压器的容量大小是提前设定好的数值,是固定的数值,但是为了满足高峰用电时间段的需求,通常配电变压器

17、的容量是按照高峰期的最大容量进行设计配置。在用电的高峰期会因为用电量的增加,从而加大对配电变压器的损耗,由于线路中的电力增加会导致配电变压器的损害也增加,因此需要重点注意在用电高峰期的配电变压器损害问题2o三.配电变压器的降损措施L选择合适的配电变压器容量在选择合适的配电变压器设备时首先要考虑的问题就是配电变压器自身对电能的损耗,选择电能损耗最小的型号,其次要考虑到配电变压器的利用率问题,保证配电变压器的容量能够满足高峰期和低峰期的用电情况。另外在选择配电变压器时还需要考虑到配电变压器的容量范围,保证技能满足用电的需求,又不会因为容量小导致在用电高峰期处于长时间的负载状态。针对两台或两台配电变

18、压器使用的环境,要充分考虑到如果其中一台配电变压器发生故障,其他的配电变压器能否满足全服需求。随着时代的进步发展,以节能为目的而设计的配电变压器越来越多,在进行配电变压器选择时可以优先考虑到节能型号的配电变压器,这样可以从基础上达到降损的效果13。在用电使用的时间中,白天跟晚上的用电量差距较大,比如说深夜时间应为用电量小,所以配电变压器会处于空载的状态,为了避免这种情况可以按照补偿设备,对配电变压器进行补充,并且要设置自动切换的方式。3 .选择合适的配电变压器安装位置在进行配电变压器的安装时,首先要保证配电变压器的位置能够进行工作,根据规定配电变压器最大半径距离不能超过500米,并且要尽可能的

19、靠近电能中心的位置。4 .提高配电变压器在电力系统中的运行环境周围环境中的温度、湿度和通风条件都会影响到配电变压器的运行,比如说当配电变压器周围的环境温度升高时,就会导致配电变压器的运行效率降低,如果通风条件不足,就会导致配电变压器内部零部件的老化,从而增加配电变压器的公路。因此首先需要保证配电变压器的运行环境,温度合适,干燥并且通风。配电变压器在运行的过程中因为无功电流的原因,会导致配电变压器的运行效率极低,负载能力受到严重的损耗,为了解决这个问题,通常的办法是在配电变压器的回路中并联电容器,加大配电变压的有效运行。除此之外,还可以通过配电自动化的操作,对配电变压器的情况进行实时的健康,进行

20、合理的优化,从而提高配电变压器的使用效率,降低配电变压器的损耗问题4o5 .负载较小时的降损措施配电变压器都是单一固定的容量,为了保证用电高峰期的负荷需求,变压器通常是根据负荷时最大的容量进行设计配置,但是在用电的低峰期就会出现轻载或空载的情况。配电变压器的降损,首先要针对空载或轻载的损耗问题。配电变压器安装后,其容量就是固定的,空载损耗也会是固定的数值,因此在进行配电变压器的选择时,要选择能进行调节数值的配电变压器,保证在负载小的时候损耗也小。通过在配电变压器负载小时增加绕组匝数来减少空载的损害,将配电变压器的侧接线由三角形改变成星形,除此之外还可以将绕组的并联方式改成串联的方式,这样会增加

21、阻力,就可以到达降低配电变压器空载损耗的目的。6 .负载较大时的降损措施配电变压器的负载较大时的损耗也是很严重的,为了降低这部分的损耗,可以改变配电变压器边侧的接线,将配电变压器边缘的星形接线方式改成三角形接线方式,并且要把串联方式改变为并联方式,副边不需采用三相四线的接线方式,这样能够保证变压器的短路电阻变小,同时也能降低了配电变压器的负载消耗。通过改变接线方式不仅可以降损还能减少配电变压器中的短路电阻517 .加强对配电变压器的维护管理工作7.1 调整配电变压器的分接头电网运行时的电压会直接影响到配电变压器自身的损耗和短路时造成的损耗,在这些损耗中,配电变压器的空载损耗所占比例最高,因此用

22、电低谷期或者低负荷期适当的降低电网运行电压,在用电高峰期适当的增加运行电压,但是要保证调节的电压数值是在用户电压变化的允许范围内。7.2 平衡配电变压器的三相负荷配电变压器中的三相负荷电流不平衡时,不仅会影响到供电的质量,还会增加配电变压器的损害,所以在配电变压器的运行过程中,要加强对三相负荷电流的监测工作,如果三相负荷电流出现不平衡的情况,要适当的安排工作人员对三相负荷电流进行平衡。除此之外相关的电力企业部门可以安排专门的工作人员对配电变压器定期进行三相负荷检查6o结语:综上所述,配电变压器是电力系统中的重要设备,对提供稳定安全的电力有重要的意义,但是配电变压器本身的损耗问题造成了电力资源的

23、浪费,因此要加强对配电变压器的降损工作。参考文献:山姜聿涵.配电变压器损耗和容量在线检测方法JOL.电子技术与软件工程,2019(21):215-2162019-12-09.2郑志曜,陈建军,吴旭翔,杜明晓,张正辉,余绍峰.配电变压器空载损耗测量的电压校正改进方法.变压器,2019,56(09):60-63.3别叶健,张超.基于配电变压器节能降耗技术对策分析J.中国新通信,2019,21(16):240.4崔聪,咸日常,咸日明,荣庆玉,翟春恒,梁东.基于最小二乘法的IOkV配电变压器空载损耗工艺系数研究J.变压器,2019,56(05):16-20.5肖洪梅,刘慈浩.新型油浸式节能配电变压器的设计J.电子技术与软件工程,2019(08):221.6李作明.配电变压器的损耗分析及其降损措施J.中国新技术新产品,2009(18):123-124.

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