当前位置:文档之家› 变压器中磁性元件的损耗详解

变压器中磁性元件的损耗详解

变压器中磁性元件的损耗详解
变压器中磁性元件的损耗详解

电源中的磁性元件一般就是指电感与变压器,这里我们这种讨论初次级隔离的变压器,因为这种变压器在开关电源中应用最为广泛。

变压器的作用大致是提供初次级的电气隔离,使输出电压或升或降,传送能量;变压器设计的好坏直接关系到整个电源系统的安规,EMC,效率,温升,输出的电气性能参数,寿命,可靠性,甚至会导致系统的崩溃。

升压的做过,但经验不多,说说个人的理解,不一定对,权作参考与讨论之用。

升压变压器的难点,楼上已经指出来了,因为绕组的圈数太多,漏感与分布电容很难两全其美;这个时候我觉得应该从以下几个方面着手:

1、在选择变压器的时候,如果结构尺寸允许的话,我们尽量选择高长型(立式)或窄长(卧式)型的,因为这种变压器单层绕线圈数多,可以有效降低绕线的层数,增加初次级的耦合,减小层间电容。

2、优化绕线顺序,使初次级能增减耦合面积;曾经用过这种绕法:1/3次级--1/2初级--1/3次级--1/2初级--1/3次级,结果表明此种绕法漏感可以小很多。

当然这种变压器绕制工艺稍显复杂,成本稍高,但还是可以接受。

3、层间电容大家都知道,每层之间加黄胶带,便可减少层间电容。

当然这些措施都是在考虑安规与EMC的情况下,做出的改进;对于升压电源,漏感与层间电容如果处理不好很容易引起振荡,使电源的EMC不好过,效率不高,有时会莫名其妙的炸MOS管(我实际碰到过的情况)。

我们知道变压器的损耗分为铁损与铜损,先来说说铁损吧。

变压器的铁损包括三个方面:

一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压器磁芯的磁力线其方向

和大小随之变化,使得磁芯内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗。

二是涡流损耗,当变压器工作时。磁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流。涡流的存在使磁芯发热,消耗能量,这种损耗称为涡流损耗。

三是剩余损耗,在磁芯磁化或反磁化的过程中,磁化状态并不是随磁化强度变化而立即变化,有个滞后时间,滞后效应便是引起剩余损耗的原因。

从铁损包含的三个个方面的定义上看,只要控制磁力线的大小便可降低磁滞损耗,减少磁芯与磁力线垂直的面积可以减少涡流损耗。

赵老师在《开关电源中磁性元器件》一书中指出:

由上面的话可以看出,在磁芯材质与形状,体积等都确定的情况下,变压器的铁损与变压器的工作频率以及磁感应强度摆幅deltB成正比。

磁滞在低场下可以不予考虑,涡流在低频下也可忽略,剩下的就是剩余损耗。在磁感应强度较高或工作频率较高时,各种损耗互相影响难于分开。故在涉及磁损耗大小时,应注明工作频率f以及对应的Bm值。但在低频弱场下,可用三者的代数和表示:tanδm= tanδh+tanδf+tanδr。式中tanδh tanδf tanδr 分别为:磁滞损耗角正切,涡流损耗角正切,剩余损耗角正切。各种损耗随频率的变化关系如图。

由图可见,剩余损耗和B的大小无关,但随频率增大而增大。而磁滞损耗随B的增加增大,涡流损耗则和频率成线性变化。了解了这些就可知:在正激和桥式电源中,磁芯损耗着重考虑涡流损耗。在反激变压器和储能电感中,既要考虑涡流损耗又要考虑磁滞损耗,尤其是DCM方式工作的电源,磁滞损耗是第一位的。所以可以确定,做电源时第一点就是根据电源的工作频率选取相应的磁芯材料。

下面我们开始来讨论下变压器的铜损。

变压器的铜损即变压器绕组的损耗,包含直流损耗与交流损耗。

直流损耗主要是因为绕变压器的铜漆包线,对通过它的电流有一定的阻抗(Rdc)而引起的损耗。此电流指的是各个绕组电流波形的有效值。直流损耗跟电流大小的平方成正比。

相对来说,交流损耗就复杂得多,包含绕组的趋肤效应,临近效应引起的损耗,同样还包括各次谐波引起的损耗。

先说直流阻抗,形成原因上面说了。下面我们来分析怎样减少直流损耗

首先,给出直流损耗计算公式:Pdc=(Irms)^2*Rdc

由上面的公式可见,对于电流有效值一定的情况下,只要降低绕组的直流等效电阻就可以降低绕组的直流损耗。

我们知道绕组的电阻与材质,长度,截面积甚至温度(关系很小)等有关,那么我们就可以采用如下方法来降低绕组的直流损耗:

1、采用电阻率小的导体来绕制变压器,一般采用铜漆包线,尽量不用铜包铝漆包线或铝漆包线

2、在变压器窗口面积允许的情况下,尽量用大一点的等效截面积的漆包线(单根线不要超出穿透深度,后面会分析)

3、适当减少绕组的匝数(会增加铁损),慎用先来看看集肤效应的定义:

集肤效应又叫趋肤效应,是指导体通过交流电流时,在导体截面中,存在边缘部分电流密度大,中心部分电流密度小的现象。

肌肤效应产生的原理比较复杂,简单的表述为:

如上图,设流过导体的电流为i,方向如图。根据右手法则,则要产生m.m.f 的磁场,并垂直电流方向,如图的八个小圆圈就是进入与离开道题的磁力线。根据法拉第电磁感应,磁力线通过导体会产生涡流,方向如图中8个小圆圈周围的大圆圈方向所示。

由图可知,涡流的方向加强了导体边缘电流,抵消了导体中心的电流,这便是集肤效应产生的原理。

关于集肤效应,赵修科老师在《开关电源中的磁性元件》一书中有过详细的论述

在这里再引入一个名词:穿透深度

定义:当导通流过高频电流时,由于趋肤效应导致电流从导通表层流过,此表层的厚度称为穿透深度或趋肤深度,用“Δ”表示

需要说明的是穿透深度指的是导体的半径。

穿透深度跟工作温度,导体的电阻率,导体的相对磁导率以及频率等因素有关

其计算公式为

Δ=65.5/√f(mm)20℃

Δ=76.5/√f(mm)100℃

公式我就不推导了,有兴趣可以参阅相关资料。

由上面的公式不难看出,工作频率越高,导线的穿透深度就越低,所以广大工程师在设计变压器的时候,一定要考虑频率对导线的穿透深度影响。

电流减少,但电流的方向还是不变的,所以产生的磁场方向还是不变的

这里只是解释了集肤效应产生的原理,所以没有提频率的影响,我是这样理解的:频率越高,那么电流变化率越大,就意味着产生磁场强度越强,也就是说产生的涡流对中心的电流阻碍作用就越大,所以就有了一个穿透深度的问题

下面来看临近效应

定义:

当两个相邻导体流过方向相反的电流时,相互之间会产生磁动势,而磁动势在对方的导体中会产生涡流,此涡流导致导体相互靠近的地方电流加强,而相互远离的地方电流减弱。

由上图可知,临近效应导致导体有部分流过的电流小甚至不流过电流,而有一部分流过的电流则很大,这个会引起很大的热损耗,在导线较粗的情况下尤为明显。

实践证明,临近效应跟绕线的层数密切相关,临近效应随绕线层数的增加呈指数规律增加

关于临近效应的产生原理,赵修科老师有非常详细与精彩的分析

磁性元件的设计中存在太多的不确定因素,比如同样的绕制工艺要求,不同厂家做出来的会有小小的差异,还有磁芯材质的差异,因为不是每个工厂都用得起TDK的磁芯,所以,我认为设计是需要丰富的经验加上实际的调试来确定最终参数。

我一般都是线大概计算下参数,然后在实际中调试,最终确定的参数主要是看调试的效果。(电源网原创文章转载请注明出处)

变压器行业kVSSS系列变压器损耗参数对照表

变压器行业10kV级S9、S11、S13系列变压器损耗参数对照表 S13-M型全密封电力变压器主要技术参数

负载损耗:即可变损失。与通过的电流的平方成正比。负载损耗是额定电流下与参考温度下的负载损耗。展开些说,所谓额定电流是指一次侧分接位置必须是主分接,不能是其它分接的额定电流。对参考温度而言,要看变压器的绝缘材料的耐热等级。对油浸式变压器而言,不论是自冷、风冷或强油风冷,都有是A级绝缘材料,其参考温度是根据传统概念加以规定的,都是75℃。 1 变压器损耗大致为两项:铁损和线损。其中铁损主要为变压器铁芯在工作时的磁滞损耗所造成的,其大小与电压相关较大,变压器空载还是带负载对于铁损影响不大; 2 负载电流流过变压器线圈,由于线圈本身的电阻,将有一部分功率损耗在线圈中,这部分损耗为“线损”,电流越大,损耗越大,所以负荷越大,线损也越大; 3 空载时,只有励磁电流流过变压器,所以线损很小; 4 上述“铁损”和“线损”之和就是变压器的大部分损耗,负载时的线损与铁损之和就是变压器的负载损耗,而空载损耗意义也是如此。 相关知识:1)推广使用低损耗变压器 (1)铁芯损耗的控制 变压器损耗中的空载损耗,即铁损,主要发生在变压器铁芯叠片内,主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。 最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁,为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流,变压器铁芯是由铁线束制成,而不是由整块铁构成。 1900年左右,经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗,增大导磁率,且使电阻率增大,涡流损耗降低。经多次改进,用0.35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。 1903来世界各国都在积极研究生产节能材料,变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如2605S2,非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器,其铁损仅为硅钢变压器的1/5,铁损大幅度降低。 (2)变压器系列的节能效果 上述非晶合金铁芯变压器,具有低噪音、低损耗等特点,其空载损耗仅为常规产品的1/5,且全密封免维护,运行费用极低。 我国S7系列变压器是1980年后推出的变压器,其效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变压器高,其负载损耗也较高。 80年代中期又设计生产出S9系列变压器,其价格较S7系列平均高出20%,空载损耗较S7系列平均降低8%,负载损耗平均降低24%,并且国家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列,推广应用S9系列。 S11是推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制,铁心无接缝,大大减少了磁阻,空载电流减少了60~80,提高了功率因数,降低了电网线损,改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性,空载损耗降低20~35。运行时的噪音水平降低到30~45dB,保护了环境。 非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较S9系列降低75%左右,但其价格仅比S9系列平均高出30%,其负载损耗与S9系列变压器相等。

配电变压器节能设计选型

配电变压器节能设计选型 发表时间:2017-03-28T09:31:58.897Z 来源:《电力设备》2017年第2期作者:汪一波 [导读] 本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。 (北京大学北京 100871) 摘要:变压器经济运行是采取各种措施减少各种损失来提高变压器的运行效率。变压器损耗可分为空载损失和负荷损失两部分,运行中的空载耗损是恒定的。若负载损耗发生变化,压力调节器的工作效率也随之变化。尽管配电变压器是一个高效的设备,但由于其数量庞大,以及空载耗电的固定性,变压器本体的节能潜力巨大。因此,本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。 关键词:配电变压器;节能设计;选型 前言 在学校高速发展的今天,电力成为我们平时生产生活中最重要的能源之一。现在国家对公共机构节能要求越来越高,节能减碳工作势在必行。校内变压器数量现达到140余台,总装机容量10万KVA,应用节能变压器可以有效的降低用电量,而变压器的工作环境、负荷大小不一样,选择合理的变压器型号又成为重中之重。 1变压器的分类 除了干式变压器和油浸式变压器外,变压器还有很多分类方法,下面简单介绍几种: 1.1根据变压器相数,可将其分为三相变压器和单相变压器。三相变压器主要用于三相电力系统中,容量大且运输受限的情况下,也可使用三台单相式变压器组成变压器组来替代三相变压器。 1.2根据变压器绕组数,可将其分为双绕组变压器和三绕组变压器。每相铁芯上有原绕组和副绕组两个绕组的称之为双绕组变压器,它的应用相对广泛。当容量变压器在5600kVA以上时,一般采用三相绕组变压器,以实现三种电压输电线的连接。 1.3根据变压器结构,可将其分为芯式变压器和壳式变压器。铁芯式变压器的绕组处于铁芯的外围,壳式变压器的铁芯处于绕组外围。它们在结构有细微的区别,但是在原理是相似的。 2配电变压器节能设计 通过前文分析不难看出配电变压器节能的重要性和必要性,配电变压器节能是提升供配电系统社会效应、经济效益、环境效益的必经之路。下面通过几点来分析配电变压器的节能措施。 2.1用新工艺、新材料降低损耗 2.1.1改进工艺。通过改进工艺来降低运行损耗,最主要的是控制变压器的硅钢片精度。为此,可通过数控加工,利用自动化技术来精确控制硅钢片的形状、规格、厚度等。目前,加工精度达到0.18mm,就可大大降低变压器的空载损耗。 2.1.2重设结构。降低变压器损耗的重要手段之一是重设结构布局。目前,常见的结构布置方式有新型绕组和新型线圈。传统的绕组结构,在抗谐波、节能方面的效果不理想;若根据不同的配电电压来确定绕组结构,则可控制绕组的损耗,如漏磁走向的控制可采用自粘型换位导线。新型线圈结构是控制涡流损耗的理想手段,按涡流流向选择合理的纵向或横向的布置方式,可有效降低涡流损耗,进而达到理想的运行效果。 2.1.3新材料应用。制造变压器时,若选择的材料质量不好,其电阻率就会产生变化,引起损耗,同时变压器中铜铁材料的用量较大且用于关键部件,因此材料的质量将直接影响变压器的传输效率。新材料的突破使得优化变压器材料成为可能,将原有的铜铁材料替换为新型材料,能有效降低损耗,提高转换效率,制成高效节能变压器。磁体材料的优化,也是解决磁滞损耗的理想方法,如非晶合金,相比传统材料制成的磁体,在磁化和消磁性能方面明显胜出。利用非晶合金制作铁芯,能有效控制损耗,提高效益,但成本高,并未大面积推广。 2.1.4新型导线。使用无氧铜制作的导线,可有效降低变压器线圈内阻,从而降低铁损和铜损。如高温超导配电变压器,就是利用超导线材替换了铜芯线材,有效降低了损耗,同时还使变压器具备理想的抗短路性能。 2.2注意干式变压器的负载控制 目前我校对干式变压器的应用还比较多,但这种变压器过负荷时阻抗电压增幅较大,负载损耗十分严重。因此,建议对干式变压器的使用范围和使用数量进行控制,对已使用干式变压器的区域进行定期维护,提高变压器稳定性,避免过负载的发生,这样才能有利于电力节能的实现。 2.3优化配电变压器的选型 目前我国市面上的主流节能配电变压器主要有S7、S9、S11等等,这一系列变压器经过不断技术改良,其空载损耗有明显下降。电力工程中配电变压器的选型应注意优选,要综合考虑电网经济运行参数,根据变压器容量利用率来选择,以降低配电变压器运行中的无功损耗与有功损耗。虽然使用大容量变压器会增加一次性投资量,但却可以降低损耗,节约后续运行成本,所以建设中应根据优化需求来选择型号,电压偏移较大的区域应选择SZL7和SZ9系列,若对电能质量要求较高的区域应选择S11,若雷灾区,要选择防雷配电变压器。 2.4合理配置电网的补偿装置,合理安排补偿容量 2.4.1增加无功补偿的设备,以提高功率的因数 在线路中可以合理的运用电容器来实现提高电网中的无功补偿的能力,电容器充电、放电两大基本功能就可以帮助线路中提高无功功率补偿的能力,从而提高供电系统中的功率因数,降低供电变压器以及输送线路的损耗,提高供电效率。 2.4.2无功功率的合理分布 对于无功功率也要高度的重视,无功功率的存在降低了发电机和电网的供电效率,所以对于无功功率要合理的配置,减少无功功率的运输距离,除此之外还要注意其他方式的损耗进行计算和补偿。 2.4.3合理计划并联补偿电容器的运行 从大量的经验中表现出变压器的节能降耗主要是投入使用电容器。但是人们只是意识到了电容器的积极作用却忽视了其也会造成电网整体的损耗,所以在现实的节能降耗中要考虑整体的耗能来合理的设计电容器的投入。

变压器损耗计算公式

变压器损耗计算公式 简介: 负载曲线的平均负载系数越高,为达到损耗电能越小,要选用损耗比越小的变压器;负载曲线的平均负载系数越低,为达到损耗电能越小,要选用损耗比越大的变压器. 将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数,通常可取1-1.3,作为获得最佳效率的负载系数,然后按βb=(1/R)1/2计算变压器应具备的损耗比. 关键字:变压器 1、变压器损耗计算公式 (1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK -------(1) (2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK -------(2) (3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ ----(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比. UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 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: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar; (3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示. 2、变压器损耗的特征 P0——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ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC /P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率. 3、变压器节能技术推广 1) 推广使用低损耗变压器; (1)铁芯损耗的控制

配电变压器节能降耗措施的探讨(通用版)

( 安全论文 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 配电变压器节能降耗措施的探 讨(通用版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

配电变压器节能降耗措施的探讨(通用版) 摘要:随着我国经济的快速发展,用电量逐年增加,作为电力系统实现电能输送与分配的重要设备之一,变压器的用量也势必不断增长,降低变压器损耗是降低电网线损的关键。变压器的节能措施涵盖在变压器生产、使用、运行等各个方面。本文首先分析了变压器运行的损耗及制造中的降耗措施,然后从配变损耗增大原因及在变压器的选型、配置、运行方式、无功补偿和管理等7各方面个方面探讨了变压器的节能降耗措施。 关键词:配电网;变压器;节能降耗 1引言:变压器是电网中运用最普遍的设备之一,它贯穿于电力系统的发、输、变、配、用各个环节。一般说来,从发电到用电需要经过3~5次的电压变换过程,其中变压器必然产生有功和无功损耗,其电能总损耗约占发电量的10%。尤其在配电网中,增加配变布点的

要求使得配电变压器的数量和总容量非常庞大,在配电网线损中配电变压器损耗占了60%以上。在整个电力系统中,变压器中占了相当比例。因此,提高配变的运行效率、降低配网损耗具有极为重大的意义。 2变压器的损耗分析及在制造工艺上应采取的措施 变压器运行时从电网吸收功率,其中很小一部分消耗在原绕组的电阻和铁心上。其余部分通过电磁感应传给副绕组,副绕组获得的电磁功率又有很小一部分消耗在副绕组的电阻上,其余的传给负载。其中消耗在电阻上的叫铜耗,消耗在铁心上的叫。变压器的损耗就包括铁损和铜损。铁耗与铁芯的材质有关,与负荷大小无关,其值基本上是固定的;铜耗与变压器的负载密切相关,近似与负荷电流的平方成正比。 2.1降低空载损耗,改进铁心结构。 空载损耗虽然只占变压器总损耗的20%~30%,但它不是随负载变化而变化的损耗。对于年最大负载利用小时较低的中小型变压器来说,降低空载损耗的意义更为重大。变压器空载损耗为

变压器损耗计算公式分析

变压器损耗 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, 1、变压器损耗计算公式 (1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK -------(1)(2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK -------(2)(3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ ----(3)Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比。 UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 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: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取

系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar;(3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 P0——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ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC /P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。一、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。

变压器损耗分为铁损和铜损

变压器损耗分为铁损和铜损,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,1、变压器损耗计算公式(1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK -------(1) (2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK -------(2) (3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ ----(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比。 UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 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: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar; (3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 P0——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ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC /P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。一、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)×供电时间(小时) 配变的空载损耗(铁损),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:

配电变压器能效标准及技术经济评价导则(20121122)

Q/CSG 中国南方电网公司企业标准 配电变压器能效标准及技术经济评价导则 (报批稿) 中国南方电网有限责任公司发布

目录 前言............................................................................... II 1 范围 (3) 2 规范性引用文件 (3) 3 术语与定义 (3) 4 总则 (4) 5 基本要求 (4) 6 配电变压器能效参数 (4) 7 技术经济评价方法 (12) 附录A 用词说明 (15) )取值 (16) 附录B年最大负载损耗小时数( 附录C 现值系数取值 (17) 附录D配电变压器空载电流 (18) I

前言 为贯彻落实国家节能政策,使电网向更加智能、高效、可靠、绿色方向转变,进一步加大电网降损力度,建设资源节约型、环境友好型电网,完善配电变压器能效评价,特制定本标准。 本导则以国家、行业有关法律法规、标准为基础,适用于中国南方电网有限责任公司配电变压器设备选型。 本次修订与Q/CSG 11624—2008相比,主要在以下方面有所变化: ——对规范性引用文件进行了更新; ——将总拥有费用更名综合能效费用; ——对配电变压器能效限定值和领跑能效值进行了更新; ——修改了综合能效费计算公式; ——简化了单位空载损耗等效初始费用、单位负载损耗等效初始费用的计算; ----删除了回收年限的计算; 本导则由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。 本导则由中国南方电网有限责任公司生产技术部归口。 本导则起草单位: 本导则主要起草人: 本导则主要审查人: 本导则实施后代替Q/CSG 11624—2008。 本导则首次发布时间:2008年4月11日,本次为第一次修订。 本导则在执行过程中的意见或建议反馈至中国南方电网有限责任公司生产技术部(广州市天河区珠江新城华穗路6号,510623)。 II

变压器损耗估算1

变压器损耗估算315kVA 项目新上S13-315/10/0.4变压器1台。由变压器型号查得下列参数: 表*-*-* 变压器参数表 有功功率损耗: △P= P0+β2P K=0.48+0.772×3.65=2.64kW 变压器空载时的无功功率损耗: Q0= I0S N×10-2 =0.3×315×10-2=0.95kVar 变压器额定负载时的无功功率: Q k = U K S N×10-2=4.0×315×10-2=12.6 kVar 变压器总的无功功率: △Q= Q0+β2 Q k =0.95+0.772×12.6=8.42 kVar 变压器综合有功功率损耗: △PZ=△P+K Q△Q =2.64+0.1×8.42=3.48kW 注:K Q为无功经济当量,取0.1;β为负载系数,取0.77。 变压器年工作日为365天,每天24小时,则变压器全年投入运行小时数T=8760h。1台S13-315/10变压器的年电能损耗为:3.48×8760×1=3.05万kWh 变压器损耗估算100kVA 项目新上S13-100/10/0.4变压器1台。由变压器型号查得下列参数:

有功功率损耗: △P= P0+β2P K=0.2+0.772×1.5=1.09kW 变压器空载时的无功功率损耗: Q0= I0S N×10-2 =0.3×100×10-2=0.3kVar 变压器额定负载时的无功功率: Q k = U K S N×10-2=4.0×100×10-2=4.00 kVar 变压器总的无功功率: △Q= Q0+β2 Q k =0.3+0.772×4.00=2.67 kVar 变压器综合有功功率损耗: △PZ=△P+K Q△Q =1.09+0.1×2.67=1.36kW 注:K Q为无功经济当量,取0.1;β为负载系数,取0.77。 变压器年工作日为365天,每天24小时,则变压器全年投入运行小时数T=8760h。1台S13-100/10变压器的年电能损耗为:1.36×8760×1=1.19万kWh

三相配电变压器节能技术规范

《三相配电变压器节能技术规范》 编制说明 (申请备案稿) 中国质量认证中心 2012年10月

第一部分、《三相配电变压器节能认证规范》编制说明 本技术规范为配合国家政策需要而编制,节能评价值采用于2012年10月15日通过审批并同意报备的新版《三相配电变压器能效限定值及能效等级》标准。待新版《三相配电变压器能效限定值及能效等级》标准颁布实施后,即可进行直接替换。其他引用《三相配电变压器能效限定值及能效等级》编制说明。 第二部分、引用《三相配电变压器能效限定值及能效等级》编制说明(报批稿) 一、标准工作简况 1.任务来源 电力变压器(包括输电变压器和配电变压器)是国民经济各行业中广泛使用的电气设备。由于使用量大、运行时间长,变压器在选择和使用上存在着很大的节能潜力,尤其10kV配电变压器应用量大面广,节能潜力更为显著。降低变压器损耗,提高供配电效率,是目前世界各国普遍关注的问题,也是我国政府抓工业节能工作的重点之一。 自我国改革开放以来,由于我国国民经济一直保持着高速增长,人民生活水平不断提高,电力需求与供给量呈不断上升的趋势,最高负荷持续攀升,一度时期出现多省电网拉闸限电的现象,同时我国输配电损失量也在不断增加。另一方面由于我国针对电力变压器开展了节能措施,使得我国输配电损耗占总耗电量的比重呈下降的趋势(如图1所示)。因此,通过制定供电设备能效标准,提高我国输配电运行效率,降低配电变压器损耗已是我国节能工作的重要任务。

图1 我国输配电损失量及与总消耗量的比重 2004年,在《中华人民共和国节约能源法》(以下简称《节能法》)明确提出了节能产品认证制度、高耗能产品淘汰制度和能效标识管理制度。为配合《节能法》的实施,提高配电变压器的能源利用效率、降低其损耗,引导企业的节能技术进步,提高配电变压器产品在国际市场竞争力,在国家发改委的统一安排下,提出了制订我国配电变压器的能效标准,并于2006年我国发布实施了GB 20052-2006《三相配电变压器能效限定值的节能评价值》,该标准的实施大大推动了我国配电变压器产品结构的调整,2004年我国S11的油浸变压器的比例为6%,S9的比例为93%,到2009年S11的比例增加到61.3%,S9的比例下降到14%,同时S13和S15也获得较大的发展。 由于配电变压器能效标准已将实施4年多的时间,其中规定的目标能效值在2010年7月1日已经开始实施,需制定新的能效限定值和节能评价值。另外我国对一些工业产品实施了能效标识管理制度,对提高这些工业产品的能源利用效率,加强能效指标监督提供了有效的政策保障,为将配电变压器纳入能效标识管理范围,所以在这些修订配电变压器能效标准时也需将能效等级加入标准之中。随即我国能效标准的归口单位:全国能源基础与管理标准化技术委员会向原国家质量技术监督局申报修订国家标准《配电变压器能效限定值与节能评价值》项目,经批准,该项目被列入了国家标准化管理委员会《2010年制修订计划国家标准项目计划》(项目编号:20101406-Q-469)。 2.工作过程 1)信息调研 2010年标准起草组委托调查公司对我国配电变压器生产企业进行了抽样调查,调查内容主要有配电变压器市场规模和发展趋势、配电变压器中各类型(干

变压器空载损耗计算

变压器空载损耗计算 简介: 负载曲线的平均负载系数越高,为达到损耗电能越小,要选用损耗比越小的变压器;负载曲线的平均负载系数越低,为达到损耗电能越小,要选用损耗比越大的变压器。将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数,通常可取1-1.3,作为获得最佳效率的负载系数,然后按βb=(1/R)计算变压器应具备的损耗比。 关键字: 变压器 1、变压器损耗计算公式 (1)有功损耗: ΔP=P0+KTβ2PK-------(1) (2)无功损耗: ΔQ=Q0+KTβ2QK-------(2) (3)综合功率损耗: ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中: Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA)

I0%——变压器空载电流百分比。 UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 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: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar; (3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数: t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 P0——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,一般称铜损。

变压器损耗原理及计算方法

变压器损耗原理及计算方法 变压器的损耗分为铁损和铜损,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,1、变压器损耗计算公式(1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1) (2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK-------(2) (3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比。 UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 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: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar; (3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 P0——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ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC/P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。一、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:

提升住宅小区配电变压器节能降耗的技术措施分析

提升住宅小区配电变压器节能降耗的技术措施分析 发表时间:2019-12-30T13:24:19.063Z 来源:《科学与技术》2019年 15期作者:刘雪梅[导读] 节能型建筑是现阶段较为主流的建筑发展方向。摘要:节能型建筑是现阶段较为主流的建筑发展方向。配电变压器在住宅小区供电系统中发挥着极为重要的作用,是实现节约电力的关键节能设备。文章对住宅小区配电变压器的节能运行进行了相关探讨,以期能够为建设节能型住宅小区提供有效参考。关键词:住宅小区;配电变压器;节能;用电在可持续发展战略理念的背景下,现代供电系统中如何实现对住宅小区的节能配电,成为了最为关键的问题在减小供电消耗方面,配电变压器发挥着极为重要的应用效果,是进一步解决节能降耗问题的有效手段。配电变压器在供电线路的使用数量大,产生了较大的电能 损耗,可见实现住宅小区配电变压器的节能运行对于实现集约型发展的住宅小区,降低供电成本有着至关重要的作用。近些年,对于节能型变压器应用研究不断加深,对于住宅小区配电变压器的节能运行,采取了更为科学的运行管理方式,不但有效地满足了小区的用电需求,而且实现了较好的节能降耗效果,进一步推动了我国节约型社会建设水平提升。 一、住宅小区配电变压器运行分析为提升住宅小区配电变压器的节能使用,实施节能型的供配电系统,必须基于对于满足住宅小区用电需求的前提。据调查显示,住宅小区用电高峰期与最低用电量时间段的用电总量差别较大,一般在17:00——22:00时间段为用电高峰期,而0:00——05:00是住宅小区的最小用电负荷时期,正是因为如此才为配电变压器节能运行提供了可行性。经过对配电变压器的合理配置,与自动化调控,在住宅小区用电的峰值阶段满负荷运行,而峰值过后可关闭一定数量的配电变压器,达到节能降耗的目的。这也是现代住宅小区配电变压自动化系统应用的根本目的。 二、住宅小区配电变压器的节能运行(一)以节能型配电变压器应用为基础住宅小区配电变压器节能运行的关键基础在于对节能型变压器的应用。其中较为典型的节能型变压器应用包括有着低损耗变压器、非晶合金铁芯变压器以及、调容变压器等,配合配电变压器自动化运行控制系统,可以实现较好的节能效果。尤其是在使用新型材料与技术工艺研发的新的低损耗配电变压器,更是成为各个住宅小区配电变压器节能运行的重要基础,这种低损耗配电变压器具备低损耗、低噪音的明显优势,在自动化配电变电系统中应用大幅降低了配电线路的电量损耗,取得较好的节能效果。卷铁心配电变压器的应用起源于上世纪六十年代的发达国家,发展至今已经出现了S11型卷铁心配电变压器的应用,能够使电路的空载损耗平均下降30%,节约70%左右的空载电流,噪音水平也降低7~10dB,具备较为明显的节能降耗效果。相关实验测算得出,337台这种节能型变压器大约了节约电能176万KWH,相当于能够为1万个普通家庭节约2个月的用电量。卷铁心配电变压器的应用具备较大的节能潜力,以节约电量的形式提高了住宅小区的电力供应能力,能够大幅缓解用电高峰的供电压力,为住宅小区争取了更大用电空间。在降低低压配电损耗方面,单相配电变压器有着极大的应用意义,在空载与负载运行方面所产生的损耗都较少价格也较为低廉,但需要对电力系统进行较大规模的改制,因此在应用推广方面存在较大困难。结构简单、维护便捷、防尘与防火能力强,是干式配电变压器的显著特点,因而通常被应用于对于安全要求较高的配电线路中。在技术不断发展的推动作用下,各式各样的配电变压器在住宅小区的应用越来越广泛。如,环氧树脂干式变压器、浸渍式干式变压器、箱式变压器等新,在住宅小区配电变压器节能中应用,都获得不同程度的节能效果,推动着住宅小区配电变压器节能系统的的不断提升。(二)正确选择变压器的运行方式通常情况下要想改造配电网均要求综合考量符合增长的实际情况,因此都会存在备用变压器,所以在对其容量进行选择时,均会合理的增加。不过由于配电网的峰谷存在差异,因此会受到季节性因素的影响较大,所以需要根据供电系统的特征来将过负荷与轻负荷的情况出现以确保能够有效降低有功功率的损耗,并且提升整体变压器的经济运行效果。(三)配电变压器自动化运行技术在越发成熟的现代自动化运行技术的推动作用下,基于自动化运行技术的住宅小区配电变压自动化系统的应用也不断成熟。现代住宅小区的配电线路中,自动化的变压系统应用水平不断提升,已经成为了住宅小区配电变压器节能应用的主要发展方向。以小区用电分析以及峰谷用电负荷为基础的自动化配电变压器节能系统,实现了对变压器负荷的合理分配。配电变压系统在用电高峰时进行满负荷运转,在用电量较低的时间段则使用单变压器的运行方式来减小空载导致的变压器损耗,进而实现对住宅小区配电变压器节能应用的自动化控制。配电变压器自动化节能技术的应用,不但提高了变压器的运行效率,而且有利于对配电变压器的科学保养。(四)以科学节能测算维保障基于科学的节能测算,是住宅小区配电变压器实现节能效益的关键所在。对于配电变压器节能方案的确定,必须对设备运行能耗、投资成本等进行全面考虑,切不可以破坏环境来换取投资上的节省。为了实现和谐的环境发展与投资建设,应在合理的成本回收期内进行对节能系统的改造,实现较大的节能经济效益补偿。对住宅小区配电变压器设计时,必须以科学的用电需求分析为前提,在确保设计科学合理之后方可对变压器进行安装施工。在完成配电变压器系统的安装后,供电部门要充分做好配电变压器节能测算工作,做好变压器节能运行的基础数据准备。近几年在对住宅小区配电变压器的测算实践中得出,使用双复核配电变压器模式可以大幅降低变压器在住宅小区电力系统中的损耗,提升节能效果。在低负荷阶段使用小容量变压器,在高负荷阶段使用大容量变压器,这是住宅小区配电变压器节能自动化运行的原理,而这一重要前提则是基于对节能效果的测算分析,分析住宅小区用电规律,进而供电系统的节能降耗。(五)做好配电变压器的维护与保养住宅小区配电变压系统实现较好的节能效果,必须以确保配电变压器运行状态良好为前提。这就必须做好配电变压器的维护与保养,以确保配电变压器时刻处于正常、高效的运行状态,预防由于配电变压器“带伤运行”而导致的大量的电量损耗。而且这也是预防变压器出现故障影响住宅小区居民正常用电的关键措施。因此,必须制定出科学的配电变压器维护、保养计划,使住宅小区的配电变压器长效、高效运行,为配电变压器系统的节能运行提供保障。 三、结束语

变压器空载损耗与负载损耗的计算方法及公式

变压器空载损耗与负载损耗的计算方法及公式 电力变压器损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实际是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗),而铜损也叫负荷损耗。 1、电力变压器损耗计算公式 (1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1) (2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK-------(2) (3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ------(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比。 UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 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: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar;

(3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品出厂资料所示。 2、电力变压器损耗的特征 P0——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https://www.doczj.com/doc/2911545261.html,/耗ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC /P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。 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)×供电时间(小时)

变压器的损耗计算分析

变压器的损耗计算分析 在电力系统中变压器是利用效率最高的电气设备之一,一般中、小变压器都可达96~98%。在电力系统中,累积变压器的总损耗可占20~25%。 (一)变压器的空载损耗 此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。 影响铁损的因素很多,以数学式表示,则 式中P n、P w——表示磁滞损耗和涡流损耗 k n、k w——常数 f——变压器外施电压的频率赫 B m——铁芯中最大磁通密度韦/米2 n——什捷因麦兹常数,对常用的硅钢片,当B m=(1.0~1.6)韦/米2时,n≈2,对目前使用的方向性硅钢片,取2.5~3.5。 根据变压器的理论分析,科假定初级感应电势为E1(伏),则: E1=K f B m(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,变压器的铁损与外施电压有很大关系如果电压V为一定值,则铁损不变,(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。 (二)负载损耗 此损耗是指变压器初、次级线圈中电流在电阻上产生的铜损耗及励磁电流在励磁电阻上产生的铁损耗。当电流为额定电流时,后者很小,可以不计,故主要是电流在初、次级线圈电阻上的铜损。 对三相变压器在任意负载时,铜耗表达式:

式中I1——初级线圈的负载电流 I2’——次级线圈折算到初级的电流 R1——初级线圈的电阻 R2’——次级线圈折算得初级的电阻 由上式可见,变压器的铜损和负载电流的平方成正比。考虑到负载运行时,负载电流的变化,故此损耗又称可变损耗。 若令β表示负载系数,即 则铜损 式中~线圈电流为额定值时的铜损。 (三)附加损耗 此损耗包括附加铁损及附加铜损,由于这两种损耗数量很小,又难以测定,可以不计。总之,变压器的损耗主要是不变损耗和可变损耗。 变压器的效率,其计算公式 如果负载的性质一定,令φ2表示功率因数角,则在额定电压下,三相变压器输出功率 S N——变压器的额定容量。输入功率,可根据功率平衡得到 (8)式表明变压器的效率和其额定容量初、负载的性质与大小以及变压器本身的损耗有关。

变压器节能降耗措施

浅谈变配电变压器节能降耗措施 摘要:首先分析了变压器运行的损耗,然后从配变的选型、配置、运行方式、无功补偿和管理5个方面探讨了其节能降耗措施。 关键词:配网;变压器;节能降耗 0.引言 变压器是电网中运用最普遍的设备之一,它贯穿于电力系统的发、输、变、配、用各个环节。一般说来,从发电到用电需要经过3~5次的电压变换过程,其中变压器必然产生有功和无功损耗,所以其电能总损耗约占发电量的 10%。尤其在变配电网中,增加配变布点的要求使得配电变压器的数量和总容量非常庞大,在整个电力系统变压器中占了相当比例。因此,提高变配电运行效率、降低配网损耗具有极为重大的意义。 1.变压器损耗 变压器损耗包括铁耗和铜耗[1]。铁耗与铁芯的材质有关,与负荷大小无关,其值基本上是固定的;铜耗与变压器的负载密切相关。近似与负荷电流的平方成正比。变压器的等效电路如图 1所示 因此,变压器有功损耗可标示为:ΔP=P0+β2Pk 式中,ΔP 为变压器有功损耗;P0为空载损耗;β 为变压器负载率;Pk为短

路损耗率。变压器的损耗率可以表示为: η=P2/P1×100%=P2/P2+ΔP1×100%随着变压器负载率的变化,当β=(P0 /Pk)0.5时,即当可变损耗(铜耗)等于不变损耗(铁耗)时,变压器效率最大值为: ηmax=SN cosφ/SN cosφ+2P0P K×100% 2.变压器节能降耗措施 根据变压器损耗产生的根源,以下从 5个方面探讨降低变压器铜耗与铁耗的措施。 2.1合理选择变压器型号 变压器的铁耗发生在变压器铁芯碟片内,主要由交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流带来损耗。最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁,20世纪初,经研究发现,在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗,增大导磁率,且使电阻率增大,涡流损耗降低。经多次改进,用 0.35 mm厚的硅钢片代替了铁线制作变压器铁芯。近年来,变压器的铁芯材料已发展到最新的节能材料—非晶态磁性材料,非晶合金铁芯变压器应运而生这种变压器的铁损大幅度降低,仅为硅钢变压器的1/5。我国 S7系列变压器是 20世纪 80年代后推出的,其空载损耗和短路损耗均较高。目前推广应用的是 S11系列低损耗变压器,其卷铁芯改变了传统的叠片式铁芯结构为硅钢片连续卷制,铁芯无接缝,大大减少了磁阻,使空载电流减少了 60%~80%,提高了功率降低了电网线损,改善了电网的供电品质。文献[2]对800kVA 的S9型配变和非晶合金配变的节能性能进行了比较,其在 20%和

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档