如何計算干式變壓器空載損耗、負載損耗、阻抗電壓?

干式變壓器是電能的傳輸設(shè)備,在其運行的過程中,空載損耗與負載損耗的存在會消耗掉一定的電能。那么,空載損耗是什么呢?其中的負載損耗的消耗是包含了哪幾個部分呢?上海蓋能電氣有限公司是一家專注干式變壓器(干式隔離變壓器和干式自耦變壓器)30余年的制造商,我們在設(shè)計干式變壓器時,完全把空載損耗和負載損耗計算在內(nèi),讓干式變壓器在容量上完全滿足客戶需求量。那如何計算干式變壓器空載損耗和負載損耗呢?下面我們就簡單介紹下如何計算!

引文作者:上海蓋能電氣市場部(專注干式變壓器30年)

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干式變壓器空載損耗

干式變壓器的空載損耗是指變壓器的二次側(cè)開路,在一次繞組上施加額定頻率的額定電壓時產(chǎn)生的有功損耗。在一次繞組上施加額定電壓時,在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通,從而在鐵芯中產(chǎn)生磁滯與渦流損耗,總稱為鐵耗。由于空載電流和一次繞組的電阻都比較小,所以一次繞組的電阻損耗可以忽略不計,因此,干式變壓器的空載損耗基本上就等于鐵耗??蛰d損耗一般可通過空載試驗測出。

空載損耗的大小與干式變壓器的容量、磁路結(jié)構(gòu)、硅鋼片質(zhì)量等因素有關(guān),主要取決于鐵芯材質(zhì)的單位損耗,即:空載損耗一電工鋼片單位損耗×鐵芯重量。當電源的電壓一定時,空載損耗的大小基本上是一個恒定值,而與負載的大小和性質(zhì)無關(guān)。

干式變壓器負載損耗

干式變壓器在負載運行時,它的繞組內(nèi)通過電流,而由于導(dǎo)線本身就是存在電阻的,因此導(dǎo)線及引線中就會產(chǎn)生直流電阻損耗,同時,由于漏磁場的存在,漏磁通也會在線圈的導(dǎo)線中產(chǎn)生雜散損耗,及其他鋼鐵結(jié)構(gòu)件中的雜散損耗,綜合以上,即為干式變壓器的負載損耗。

變壓器空載損耗、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(shù)×單位損耗×鐵心重量

負載損耗:當變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài)),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(dǎo)線的環(huán)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(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以額定電壓的百分數(shù)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,T

At—鐵心有效截面積,平方米

可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)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(shù),匝電勢等于相電壓除以匝數(shù)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(shù)學式表示,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(jù)變壓器的理論分析,假定初級感應(yīng)電勢為E1(伏),則:

E1=KfBm(2)

K為比例常數(shù),由初級匝數(shù)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(guān)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(guān),與負荷大小無關(guān).