变压器空载损耗、负载损耗以及阻抗电压的计算

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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有功损耗：P = Po+KT B2 Pk无功损耗： Q=Qo + KT B2 Qk综合功率损耗：APz=P + KQAQQoIo%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(kW)Sn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；对

2、城市电网和工业企业电网的6kV10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ=0.1kW/kvar；变压器平均负载系数，对于农用变压器可取8=20%；对于工业企 业，实行三班制，可取8=75%；变压器运行小时数T=8760h，最大负载损耗小时数：t = 5500h； 变压器空载损耗Po、额定负载损耗Pk、Io%、Uk%,见产品出厂资 料所示。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

3、损。其大小随负载电流而变化，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=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

4、损），由附表查得，供电时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）=月用电量（千瓦时）X2%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

5、载率为40%时的月用 电量，由附表查的。负载率的计算公式为：负载率=抄见电量/S.T. Cos式中：S配变的额定容量（千伏安）；T全月日历时间、取720小时；COS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57%。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：1000KVAX6 . 5%= 6 5 KVA6 5KVAX2 4 小时X 3 6 5 天= 5 6 9 4 0 0 KWT（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

6、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谿的分接电压。如是变磁通调压，因每个 分接位谿时空载损耗都不相同，必须根据技术条件要求，选取正确的 分接位谿，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

7、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轭工 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，选用犄低功率

8、 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，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

9、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。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

10、开路，一次绕组施加额定频率正弦波形 的额定电压时，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单位损耗乂铁心负载损耗：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=最大的一对绕组的电阻损耗+附加损耗附加损耗=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Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示，即 uz=（Uz/U1n）*100%匝电势：u=4.44*f*B*At,V其中：B一铁心中的磁密，TAt一铁心有效截面积，平方米可以转

11、化为变压器设计计算常用的公式：当 f=50Hz 时：u=B*At/450*10八5,V当 f=60Hz 时：u=B*At/375*10A5,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=(1.01.6)韦/米2 时，n2，对目前使用的方向性硅钢片，取2. 53. 5。根据变压器的理论分析，假定初级感应电势为E1 (伏)，贝上E1=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，E1=U1 (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U1=U1N，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。