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(shí)是鐵芯所產(chǎn)生的損耗(也稱鐵芯損耗,而銅損也叫負(fù)荷損耗)。
一、變壓器損耗計(jì)算公式
(1)有功損耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1)
(2)無(wú)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(wú)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(dòng)損耗系數(shù)
QK——額定負(fù)載漏磁功率(kvar)
KQ——無(wú)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)?。耍裕剑?05;
(2)對(duì)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(wú)功當(dāng)量KQ=0.1kW/kvar;
(3)變壓器平均負(fù)載系數(shù),對(duì)于農(nóng)用變壓器可取β=20%;對(duì)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(jiàn)產(chǎn)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(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(guò)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(lái)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(huì)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。
三、變損電量的計(jì)算
變壓器的損失電量有鐵損和銅損兩部分組成。鐵損與運(yùn)行時(shí)間有關(guān),銅損與負(fù)荷大小有關(guān)。因此,應(yīng)分別計(jì)算損失電量。
1、鐵損電量的計(jì)算:不同型號(hào)和容量的鐵損電量,計(jì)算公式是:鐵損電量(千瓦時(shí))=空載損耗(千瓦)×供電時(shí)間(小時(shí))
2、銅損電量的計(jì)算:當(dāng)負(fù)載率為40%及以下時(shí),按全月用電量(以電能表讀數(shù))的2%計(jì)收,計(jì)算公式:銅損電量(千瓦時(shí))=月用電量(千瓦時(shí))×2%
因?yàn)殂~損與負(fù)荷電流(電量)大小有關(guān),當(dāng)配變的月平均負(fù)載率超過(guò)40%時(shí),銅損電量應(yīng)按月用電量的3%計(jì)收。負(fù)載率為40%時(shí)的月用電量,由附表查的。負(fù)載率的計(jì)算公式為:負(fù)載率=抄見(jiàn)電量/S.T.Cos¢
式中:S——配變的額定容量(千伏安);T——全月日歷時(shí)間、取720小時(shí);COS¢——功率因數(shù),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(jì)變損:0.5+6=6.5計(jì)算方法:1000KVA×6.5%=65KVA
65KVA×24小時(shí)×365天=569400KWT(度)變壓器上的標(biāo)牌都有具體的數(shù)據(jù)。
四、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算
空載損耗:當(dāng)變壓器二次繞組開(kāi)路,一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí),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(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗:當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài)),一次繞組流通額定電流時(shí)所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下:負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓:當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài)),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?jǐn)?shù)表示,即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢(shì):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(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式:
當(dāng)f=50Hz時(shí):u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時(shí):u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù),匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計(jì)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(jí)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(jì),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(shù)學(xué)式表示,則式中Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗kn、kw——常數(shù)
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(shù),對(duì)常用的硅鋼片,當(dāng)Bm=(1.0~1.6)韋/米2時(shí),n≈2,對(duì)目前使用的方向性硅鋼片,取2.5~3.5。
根據(jù)變壓器的理論分析,假定初級(jí)感應(yīng)電勢(shì)為E1(伏),則:E1=KfBm(2)
K為比例常數(shù),由初級(jí)匝數(shù)及鐵芯截面積而定,則鐵損為:
由于初級(jí)漏阻抗壓降很小,若忽略不計(jì),
E1=U1(4)
可見(jiàn),變壓器空載損耗鐵損與外施電壓有很大關(guān)系如果電壓V為一定值,則變壓器空載損耗鐵損不變,(因?yàn)閒不變),又因?yàn)檎_\(yùn)行時(shí)U1=U1N,故空載損耗又稱不變損耗。如果電壓波動(dòng),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(guān),與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)。