如何計(jì)算干式變壓器空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓?

干式變壓器是電能的傳輸設(shè)備,在其運(yùn)行的過程中,空載損耗與負(fù)載損耗的存在會(huì)消耗掉一定的電能。那么,空載損耗是什么呢?其中的負(fù)載損耗的消耗是包含了哪幾個(gè)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?cè)谠O(shè)計(jì)干式變壓器時(shí),完全把空載損耗和負(fù)載損耗計(jì)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(jì)算干式變壓器空載損耗和負(fù)載損耗呢?下面我們就簡(jiǎn)單介紹下如何計(jì)算!

引文作者:上海蓋能電氣市場(chǎng)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(shí)產(chǎn)生的有功損耗。在一次繞組上施加額定電壓時(shí),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(jì),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(yàn)測(cè)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(dāng)電源的電壓一定時(shí),空載損耗的大小基本上是一個(gè)恒定值,而與負(fù)載的大小和性質(zhì)無(wú)關(guān)。

干式變壓器負(fù)載損耗

干式變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí),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(huì)產(chǎn)生直流電阻損耗,同時(shí),由于漏磁場(chǎng)的存在,漏磁通也會(huì)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(fù)載損耗

變壓器空載損耗、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×鐵心重量

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,T

At—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,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).