變壓器的損失電量分為鐵損失和銅損失，鐵損失也稱(chēng)為空載損失，即固定損失，實(shí)際上是鐵芯產(chǎn)生的損失(也稱(chēng)為鐵芯損失，銅損失也稱(chēng)為負(fù)載損失)。

引文作者:上海蓋能電氣市場(chǎng)部（專(zhuān)注干式變壓器30年）

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變壓器損耗的計(jì)算公式:

(1)有：ΔP=Po+KTβ2Pk。

(2)無(wú)：ΔQ=Qo+KTβ2Qk。

(3)綜合功率損耗：ΔPz=ΔP+KQδQ。

Qo≈Io%Sn,Qk≈Uk%Sn。

公式中：

Qo-空載無(wú)功損耗(kvar)

Po空載損耗(kW)

Pk額定負(fù)載損耗(kW)

Sn變壓器額定容量(kVA)

Uk%-短路電壓百分比

β-負(fù)載系數(shù)是負(fù)載電流與額定電流的比率。

KT-負(fù)載波動(dòng)損耗系數(shù)。

Qk-額定負(fù)載磁泄漏功率(kvar)

KQ-無(wú)當(dāng)量(kW/kvar)

上述計(jì)算中各參數(shù)的選擇條件：

(1)KT=1.05；

(2)城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)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)變壓器的平均負(fù)載系數(shù)取決于農(nóng)業(yè)變壓器的β=20%；對(duì)于工業(yè)企業(yè)，采用三班制，取決于β=75%；

(4)變壓器運(yùn)行時(shí)間T=8760h，最大負(fù)載損耗時(shí)間T=5500h；

(5)變壓器耗Po,額定負(fù)載損耗Pk,Io%,Uk%，見(jiàn)產(chǎn)品出廠數(shù)據(jù)。

第二，變壓器損耗的特點(diǎn):

Po空載損耗，主要是鐵損耗，包括磁滯損耗和渦流損耗；磁滯損耗與頻率成正比；與最大磁通密度的次方成正比;渦流損耗與頻率、最大磁通密度和硅鋼片厚度成正比。

Pc-負(fù)載損耗主要是負(fù)載電流通過(guò)繞組時(shí)的電阻損耗，一般稱(chēng)為銅損耗。其大小隨負(fù)載電流而變化，與負(fù)載電流的平方成正比(用標(biāo)準(zhǔn)線圈溫度轉(zhuǎn)換值表示)。

負(fù)載損耗也受變壓器溫度的影響。同時(shí)，負(fù)載電流引起的磁泄漏會(huì)在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，繞組外的金屬部分會(huì)產(chǎn)生雜散損耗。

全損耗ΔP=Po+Pc變壓器。

變壓器損耗比=Pc/Po。

變壓器效率=Pz/(Pz+ΔP)，以百分比表示；其中Pz是變壓器的二次輸出功率。

第三，變損電量的計(jì)算:

變壓器的損失電量由鐵損失和銅損失兩部分構(gòu)成。鐵損失與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間有關(guān)，銅損失與負(fù)荷大小有關(guān)。因此，必須分別計(jì)算損失電量。

1.鐵損耗電量計(jì)算:不同型號(hào)和容量的鐵損耗電量計(jì)算公式為:鐵損耗電量(千瓦時(shí))=空載損耗(千瓦時(shí))×供電時(shí)間(小時(shí))

變壓器的空載損耗(鐵損耗)由附表檢測(cè)到。供電時(shí)間是變壓器的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，根據(jù)以下原則確定:

對(duì)于連續(xù)供電的用戶(hù)，每月按720小時(shí)計(jì)算。

(2)由于電網(wǎng)的原因，中斷供電或限制電路，根據(jù)變電站向用戶(hù)的實(shí)際供電時(shí)間數(shù)計(jì)算，不得以難以計(jì)算為理由，仍按全月運(yùn)行計(jì)算，變壓器停電后，自墜熔絲管交給供電站的時(shí)間，在計(jì)算鐵損時(shí)應(yīng)扣除。

(3)變壓器低壓側(cè)配有積時(shí)鐘的用戶(hù)，按累計(jì)供電時(shí)間計(jì)算。

2.銅損耗電量的計(jì)算:當(dāng)負(fù)載率低于40%時(shí)，按月用電量(以電能表讀數(shù))的2%計(jì)算。計(jì)算公式:銅損耗電量(千瓦時(shí))=月用電量(千瓦時(shí))×2%

由于銅損耗與負(fù)載電流(電量)的大小有關(guān)，當(dāng)月平均負(fù)載率超過(guò)40%時(shí)，銅損耗電量應(yīng)按月用電量的3%計(jì)算。當(dāng)負(fù)載率為40%時(shí)，月用電量由附表檢查。負(fù)載率的計(jì)算公式為:負(fù)載率=復(fù)制電量/S.T.Cos￠。

公式：S-配變額定容量(千伏安)；T-每月日程表時(shí)間，取720小時(shí)；COS-功率因數(shù)，取0.80。

電力變壓器的損壞可分為銅損壞和鐵損壞。銅損壞一般為0.5%。鐵損壞一般為5~7%。干式變壓器的損壞小于油侵入?？倱p壞: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)志有特定的數(shù)據(jù)。

第四，變壓器的空載損耗:

空載損耗是指變壓器的二次側(cè)開(kāi)路，當(dāng)一次側(cè)加額率和額定電壓的正弦波電壓時(shí)，變壓器吸收的功率。一般只注意額定頻率和額定電壓，有時(shí)不注意分接電壓和電壓波形、測(cè)量系統(tǒng)精度、測(cè)試儀器和測(cè)試設(shè)備。損耗的計(jì)算值、標(biāo)準(zhǔn)值、測(cè)量值和保證值又混淆了。

如果在一次側(cè)增加電壓，并且有分接，如果變壓器是恒磁通調(diào)壓，則增加的電壓應(yīng)該是相應(yīng)連接電源的分接位置的分接電壓。如果是變磁通調(diào)壓，由于每個(gè)分接位置的空載損耗不同，必須根據(jù)技術(shù)條件選擇正確的分接位置，并施加規(guī)定的額定電壓，因?yàn)楫?dāng)變磁通調(diào)壓時(shí)，一次側(cè)總是在每個(gè)分接位置增加一個(gè)電壓。

一般來(lái)說(shuō)，要求施加電壓的波形必須接近正弦波形。因此，首先，使用諧波分析儀測(cè)量電壓波形中的諧波分量，其次，使用簡(jiǎn)單的方法，使用平均值電壓表，但刻度為有效值的電壓表測(cè)量電壓，并與有效值電壓表讀數(shù)相比。當(dāng)兩者之間的差異大于3%時(shí)，表明電壓波形不是正弦波，空載損耗應(yīng)根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)無(wú)效。

對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須選擇合適的測(cè)試線路，選擇合適的測(cè)試設(shè)備和儀器。由于導(dǎo)磁材料的發(fā)展，每公斤損耗的瓦數(shù)大大降低，制造商選擇優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁晶粒取向硅鋼片，甚至選擇非晶合金作為導(dǎo)磁材料，結(jié)構(gòu)上又發(fā)展了階梯接縫和全斜無(wú)孔等，工藝上采用了不疊加的磁軛工藝，制造商都在發(fā)展低損耗的變壓器，特別是空載損耗已經(jīng)大大降低。所以對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)提出了新的要求。容量不變，空載損耗降低意味著空載時(shí)變壓器功率因數(shù)降低，功率因數(shù)小要求制造商改變和改變測(cè)量系統(tǒng)。三瓦特表法測(cè)量，選擇0.05-0.1級(jí)互感器，選擇低功率因數(shù)的瓦特表，只有這樣，才能保證測(cè)量精度。當(dāng)功率因數(shù)為0.01時(shí)，互感器的相位差為1分時(shí)，功率誤差為2.9%。因此，在實(shí)際測(cè)量中，還需要正確選擇與電流因此，當(dāng)電流傳感器的電流傳感器與電流傳感器的誤差較大時(shí)，與電流傳感器的電流傳感器與電流傳感器的誤差較大。

此外，在設(shè)計(jì)中，根據(jù)規(guī)定的程序，參考所選硅鋼片的單位損耗和工藝系數(shù)所計(jì)算的空載損耗，一般稱(chēng)為計(jì)算值。該值應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值或與合同中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值或保證值進(jìn)行比較。計(jì)算值必須小于標(biāo)準(zhǔn)值或保證值，不在計(jì)算上吃寬裕度，特別是批量生產(chǎn)的變壓器。此外，計(jì)算值只對(duì)設(shè)計(jì)者或設(shè)計(jì)部門(mén)有效，沒(méi)有法律效力，不能用計(jì)算值來(lái)判斷產(chǎn)品的損耗水平。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值或合同規(guī)定的保證值具有法律效力。超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值加允許偏差，或保證值(保證值等于標(biāo)準(zhǔn)值加允許偏差)的產(chǎn)品為不合格產(chǎn)品。如果有損失評(píng)估系統(tǒng)，一般在合同中會(huì)指出，特別是出口產(chǎn)品，超過(guò)規(guī)定損失值要罰款，空載損失的罰款最高，歐洲國(guó)家的損失評(píng)估值可參考1994年第11期。每千瓦要罰幾千美元。這是與經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤的。

要正確理解實(shí)測(cè)值的概念，不是互特表的讀數(shù)(或功率轉(zhuǎn)換器的讀數(shù))，而是將實(shí)測(cè)值轉(zhuǎn)換為額定條件，具有足夠的精度。對(duì)于空載損耗的實(shí)測(cè)值，主要是電源的電壓波形為正弦波，平均值電壓表讀數(shù)與有效值電壓讀數(shù)之差小于3%。

第五，空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算：

空載損耗:變壓器二次繞組開(kāi)路時(shí)，一次繞組施加額定頻率正弦波形額定電壓時(shí)，消耗的有效功率稱(chēng)為空載損耗。

算法如下:空載損耗=空載損耗過(guò)程系數(shù)×單位損耗×鐵芯。

負(fù)載損耗:變壓器二次繞組短路(穩(wěn)定)時(shí)，一次繞組流通額定電流時(shí)消耗的有效功率稱(chēng)為負(fù)載損耗。

算法如下:負(fù)載損耗=最大一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗。

附加損耗=繞組渦流損耗+繞組導(dǎo)線環(huán)流損耗+分散損耗+導(dǎo)線損耗。

阻抗電壓:變壓器二次繞組短路(穩(wěn)定)時(shí)，一次繞組流通額定電流時(shí)施加的電壓稱(chēng)為阻抗電壓uz。通常，uz以額定電壓的百分比表示，即uz=(uz/u1n)*100%

匝數(shù)：u=4.44*f*B*At,V。

其中:B-鐵芯磁密度，TAt-鐵芯有效截面積，平方米。

可轉(zhuǎn)換為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用公式：

f=50Hz時(shí):u=B*At/450*10^5，v。

f=60Hz時(shí):u=B*At/375*10^5，v。

如已知相電壓和匝數(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-變壓器空載損耗構(gòu)成。

空載損耗包括鐵芯中的磁滯和渦流損耗，以及初級(jí)線圈電阻上的空載電流損耗，前者稱(chēng)為鐵損耗，后者稱(chēng)為銅損耗。因?yàn)榭蛰d電流很小，后者可以忽略不計(jì)，所以空載損耗基本上是鐵損耗。

影響變壓器空載損耗和鐵損耗的因素很多，用數(shù)學(xué)表示。

Pn,Pw-表示磁滯損耗和渦流損耗kn,kw-常數(shù)。

f-變壓器施加電壓的頻率赫。

Bm-鐵芯中最大磁通密度韋/米2。

n-什捷因麥茲常數(shù)，當(dāng)Bm=(1.0~1.6)韋/米2時(shí)，對(duì)于目前使用的方向性硅鋼片，n≈2。

根據(jù)變壓器的理論分析，如果初級(jí)感應(yīng)電勢(shì)為E1(伏)，則為E1=KfBm

k是比例常數(shù)，取決于初級(jí)匝數(shù)和鐵芯截面積，鐵損失如下:

因?yàn)槌跫?jí)漏阻抗壓降很小，如果忽略不計(jì)，E1=U1。

        可見(jiàn)，變壓器的空載損耗與外部施加電壓密切相關(guān)。如果電壓V是一定值，變壓器的空載損耗將保持不變(因?yàn)?/span>f是不變的)，空載損耗也稱(chēng)為不變損耗。如果電壓波動(dòng)，空載損耗將發(fā)生變化。變壓器的鐵損與鐵芯材料和制造工藝有關(guān)，與負(fù)載大小無(wú)關(guān)。