三相变压器损耗原因
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变压器三相电流不平衡度变压器三相电流不平衡度是指变压器三相输入或输出电流的不平衡程度。
在实际应用中,变压器三相电流不平衡度的大小直接影响着变压器的运行和性能。
在本文中,我将深入探讨变压器三相电流不平衡度的原因、影响以及解决方法,以便读者能够全面了解这个主题。
一、原因三相电流不平衡度的产生原因主要有两个方面:电源和负载。
不平衡的电源供电是导致变压器三相电流不平衡的主要原因之一。
供电系统在输电过程中可能发生电压波动,或者存在电源相序连接错误等问题。
这些都会导致变压器接收到的三相电压不平衡,进而引起三相电流不平衡。
不平衡的负载也是造成变压器三相电流不平衡的重要原因。
如果负载过于集中或者部分电器设备工作不正常,都会导致变压器的负载不平衡,从而引发三相电流的不平衡。
二、影响变压器三相电流不平衡度的大小对变压器的运行和性能有重要影响。
电流不平衡会增加变压器的损耗。
当电流不平衡度较大时,变压器的铜损和铁损都会增加,从而降低变压器的运行效率。
电流不平衡会导致变压器的温升不均匀。
不平衡的电流会引起变压器内部部件的不均匀负荷,使得部分部件温升过高,从而影响变压器的寿命。
电流不平衡还会引起变压器的振动和噪声增加,给设备运行和使用环境带来不便。
三、解决方法为了解决变压器三相电流不平衡度的问题,可以从电源和负载两个方面入手。
对电源进行检测和调整是减小电流不平衡的重要手段之一。
可以通过对供电系统的电压和相序进行监测,及时发现问题并进行修复。
对负载进行合理分配是改善电流不平衡的有效方法。
可以采取合理的负载平衡策略,避免电器设备过度连接在单个相线上,或者通过调整负载连接方式来均匀分布负载。
也可以采取一些电力调节装置,如三相平衡变压器,来实现变压器三相电流的平衡。
个人观点和理解变压器三相电流的不平衡度是电力系统中一个重要的问题,直接影响着电力设备的运行和稳定性。
对于电力系统来说,减小三相电流的不平衡度既有助于提高电能的利用效率,又能减少变压器运行过程中的损耗和故障发生率。
变压器空载损耗和空载电流增大的原因变压器空载损耗主要是铁损耗,即由于铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。
其中还包括空载电流通过绕组时产生的电阻损耗和变压器引线损耗、测量线路及表计损耗等。
由于变压器引线损耗、测量线路及表计损耗所占比重较小,可以忽略。
空载损耗和空载电流的大小取决于变压器的容量、铁芯构造、硅钢片的质量和铁芯制造工艺等。
导致变压器空载损耗和空载电流增大的原因主要有:(1)硅钢片间绝缘不良。
(2)磁路中某部分硅钢片之间短路。
(3)穿芯螺栓或压板、上轭铁和其他部分绝缘损坏,形成短路。
(4)磁路中硅钢片松动出现气隙,增大磁阻。
(5)线圈有匝间或并联之路短路。
(6)各并联支路中的线圈匝数不相同。
例如:某变电站为了积累技术数据和检测磁路情况,在各项电气试验合格的情况下,又补充进行低压单相空载试验。
由于VW相电流及空载损耗剧增,怀疑磁路或线圈存在缺陷。
为慎重起见,重测一次空载电流,采用三相同时加压,校核其电压电流值,分析试验结果发现,V相回路存在缺陷。
经吊心检查,测试变压比、直流电阻、穿芯螺栓绝缘电阻,均未发现异常情况。
经研究,又在无油浸的条件下,再重复低压空载试验,并适当延长试验时间,对VW相加压2min左右,发现在35KV侧分接开关绝缘支架冒烟起弧。
缺陷部位明显暴露。
断开试验电源后检查,确认是分接开关绝缘支架的层压板条中部开裂,裂缝中有油烟附着。
在较低的空载试验电压下,相间绝缘已承受不了电压作用而导致试验电流增大。
经用2500V绝缘电阻表测量支架对地绝缘(即铁芯与顶盖部分)的电阻值仍有1500MΩ,说明仅分接开关的相间部分开裂受潮。
三相变压器损耗原因一、铁损耗铁损耗是指变压器在工作过程中,由于铁心中的磁通变化所引起的能量损耗。
该损耗主要分布在铁心的过程中,包含在主磁通中的磁滞损耗和涡流损耗两个部分。
1.磁滞损耗:在交流电压作用下,铁心中的磁通需要不断地反向变化。
但是,由于铁质材料本身的特性,在反向变化的时候,磁场并不立即消失,而是留下了磁滞。
当磁通反向的时候,磁滞使得铁心中的分子需要重新组合,这个过程需要消耗能量,从而引起磁滞损耗。
2.涡流损耗:涡流是指通过变压器铁心的交流磁通所导致的感应电流。
当磁通发生变化的时候,涡流的方向也必须调整,这就引起了涡流损耗。
涡流损耗与铁心的导电性相关,导体越好,涡流损耗越小。
二、铜损耗铜损耗是指在变压器的主绕组和副绕组中流过的电流所引起的能量损耗。
该损耗主要分为漏耗和冲击损耗两部分。
1.漏耗:漏耗是指变压器中电流在绕组内部实际不同位置上产生的局部低频磁场所引起的能量损耗。
绕组的电流在经过绕组导线的过程中,会产生磁场。
但是,由于绕组的电流并不是均匀的,而是在不同的位置上产生不同大小的磁场,这就引起了局部低频磁场的产生。
局部低频磁场会引起能量的散失,从而导致漏耗。
2.冲击损耗:冲击损耗是指当变压器中的电流发生突变的时候,引起的能量损耗。
在变压器开机或者跳闸时,电流会突然变化,这种突变的电流会引起能量的耗散,从而导致冲击损耗。
以上是三相变压器损耗的主要原因。
变压器的设计中要尽量减少这些损耗,提高变压器的效率和性能。
例如,在铁损耗方面,可以选择导磁性能好的铁心材料,减小磁滞损耗和涡流损耗;在铜损耗方面,可以采用大截面的导线来降低电阻,减小漏耗和冲击损耗。
变压器三相不平衡电流允许值
变压器三相不平衡电流是指变压器初级或次级侧三相电流的不平衡程度,反映了变压器的负载不平衡。
过大的三相不平衡电流会导致变压器过热、振动加剧和效率下降。
允许值
变压器的三相不平衡电流允许值通常由制造商规定,并因变压器的类型、容量和运行条件而异。
一般来说,允许值如下:
配电变压器:不超过额定电流的5%
发电变压器:不超过额定电流的2%
影响因素
影响三相不平衡电流的因素主要有:
负载不平衡:负载不平衡是指三相负载的功率或阻抗不相同,导致三相电流不平衡。
电源不平衡:电源不平衡是指三相电源电压的幅值或相位不相同,导致三相电流不平衡。
变压器内部因素:变压器绕组的不平衡、磁路的不均匀性等因素也会导致三相电流不平衡。
危害
过大的三相不平衡电流会导致以下危害:
变压器过热:不平衡电流会产生附加损耗,导致变压器温度升高,缩短使用寿命。
振动加剧:不平衡电流产生的附加电磁力会导致变压器振动加剧,噪音增加。
效率下降:不平衡电流会增加变压器的损耗,降低效率。
监测和维护
监测变压器三相不平衡电流至关重要。
可以通过以下方法进行
监测:
定期测量:定期测量变压器三相电流,并记录不平衡程度。
在线监测:使用在线监测设备实时监测变压器三相电流,及时发现异常情况。
如果三相不平衡电流超过允许值,应采取措施纠正:
调整负载:重新分配负载,减小三相负载的不平衡程度。
检查电源:检查电源电压的平衡性,必要时进行调整。
检查变压器:检查变压器绕组和磁路是否有缺陷,并进行必要的维修。
分析配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法摘要:在配电系统中,变压器的数量较多,在实际的运行中,就会出现三项负载不平衡的现象,这会造成变压器的线损增加,容量则会相应的下降,从而加快了变压器的老化,对配电系统的影响很大。
关键词:配电变压器;三相负荷;不平衡;调整引言配电变压器三相负荷不平衡会给企业带来巨大损失,本文从四个方面阐述了配电变压器三相负荷不平衡带来的危害,并提出配电变压器三相负荷不平衡的原因,就配电变压器三相负荷不平衡的调整方法提出几点个人建议,以供参考。
一、配电变压器三相不平衡工作现状一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%,低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。
由于0.4kV配电线路负荷接入采取单相二线制、二相三线制原因,在不同供电时段,很多配电变压器低压侧三相负荷产生不平衡现象,易发生单相过负荷现象,配电变压器容量得不到充分利用,增加线路损耗。
变压器在三相负荷不平衡运行时,由于变压器绕组压降不同,出口电压不均衡,用户端电压更是三相偏差较大,电压质量得不到保障。
目前,配电变压器三相负荷不平衡调整工作,基本都是人工作业。
在负荷高峰时,须将低压负荷全部停电,需要工人登杆进行高空作业,在0.4kV线路三相间拆、接接线夹,更换T接点,即费工又费时。
需供电企业投入大量人力物力,安全生产风险加大,相应给供电企业带来停电投诉风险。
二、配电变压器三相负荷不平衡带来的危害在电力系统中,如果三相电流幅值不一致,并且超出了规定范围,那么就可以说是三相负荷不平衡,通常情况下,技术要求三相负荷电流不平衡度应在15%以内。
在配电变压器运行过程中,三相负荷不平衡会给各个方面造成严重的影响,包括安全管理、电压质量以及线损管理等等,关于配电变压器三相负荷不平衡的危害,具体介绍如下:1、对配电变压器的危害对在配电设计时,负载平衡运行工况是其绕组结构设计的依据,在性能上基本保持一致,各相额定容量也相同。
10kV 配电变压器三相电压不平衡的危害及防治措施摘要: 10kV 配电变压器三相电压不平衡会对农村电网产生严重的影响,该现象产生的原因主要有结构性因素、功能性因素和故障型因素,必须要做好对现象产生因素的分析,采取合理的措施改善不平衡的现象。
10kV 配电变压器三相电压不平衡产生的原因分析:农村电网10kV 配电变压器大多为D,yn11 接线方式,可灵活实现单相和三相供电。
但三相电压不平衡长时间运行,容易造成配电变压器中性线断线,中性线断线后,会影响大部分农村用电设备的正常用电。
良好的三相电压除了振幅、频率、谐波成分都符合标准之外,三相电压的对称性也是重要的指标之一。
理想的三相电压是三相电压的大小相等,任两相之间的相位相差120°,如果三相电压偏离了这两个条件,我们就称为三相电压不平衡。
县级供电企业不论在发电、输电或配电的阶段,均致力于维持三相电压的平衡,一般来说,造成三相电压不平衡的原因可分为结构性、功能性和故障性三种。
1.结构性因素结构性因素(structural cause)是指配电线路阻抗的非对称。
如果三相配电线路中的电流为平衡,但是三相线路的阻抗却不相等,那幺所产生的压降也不相等,致使受电端的三相电压产生不平衡。
变压器的连接方式有时也是造成阻抗不平衡的原因。
另一个由变压器所引起的电压不平衡为三相变压器的激磁电流。
铁式三相变压器(three-phase core-type transformer)的铁芯为三个(three limbs)的磁路,由于各个磁路之长度不完全相同,铁芯的磁阻就不相等,致使各相之磁化电抗也不相等,因此三相激磁电流就不平衡。
如果变压器的Y 接端中性点未接地,变压器的相电压就会出现轻微的不平衡。
2.功能性因素功能性因素(functional cause)是指三相传输的有效及无效功率不平衡,简单地说,就是负载的不平衡。
供电所在分配单相负载时,虽然尽可能的将负载均匀的分配在各相上,但是即使负载的分配是三相完全相等,也不能保证所有的单相负载都在同一时间消耗相等的功率。
三相变压器的空载试验变压器空载损耗主要是铁芯损耗,即由于铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。
变压器空载试验指从变压器任意一侧绕组(一般为低压绕组)施加正弦波形、额定功率的额定电压,在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流。
该试验可以发现磁路中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷,如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等;根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗相比较、判断绕组是否有匝间击穿情况等。
标签:三相变压器;空载试验;分析《规程》规定,对容量为3150kV A及以上的变压器应进行此项试验,测量得出的空载电流和空载损耗数值与出厂试验值相比应无明显变化。
在电力系统10kV~330kV的范围内,绝大多数使用三相共体变压器,三相变压器空载试验在人们的工作中占有很大比例,故本文主要讨论三相变压器的空载试验方法及注意事项。
1 试验方法和接线1.1 双瓦特表法1.1.1 当试验电压和电流不超出仪表的额定值时,可直接将测量仪表接入测量回路。
1.1.2 当试验电压和电流超过仪表的额定值时,可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路。
1.2 三瓦特表法三相变压器的损耗也可以用三瓦特表法测量,变压器的损耗等于三个瓦特表之和。
2 三相变压器的单相空载试验当现场没有三相电源或变压器三相空载试验数据异常时,一般进行单相空载试验,对各相空载损耗的比较,可了解空载损耗在各相的分布状况,对发现绕组与铁芯磁路有无局部缺陷,判断铁芯故障的部位较为有效。
进行三相变压器单相空载试验时,将三相变压器中的一相依次短路,按照单相变压器的空载试验接线图接好线,在其他两相上施加电压,测量空载损耗和空载电流。
一相短路的目的是使该相没有磁通过,因而也没有损耗。
3 降低电压下的空载试验受试验条件的限制,现场常需要在低电压(5~10%的额定电压)下进行空载试验。
由于施加的试验电压较低,相应的空载损耗也很小,因此应注意选择合适量程的仪表,以保证测量的准确度,并应考虑仪表、线路等附加损耗的影响。
1. 对配电变压器的影响(1)三相负荷不平衡将增加变压器的损耗:变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。
正常情况下变压器运行电压基本不变,即空载损耗是一个恒量。
而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化,且与负荷电流的平方成正比。
当三相负荷不平衡运行时,变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。
从数学定理中我们知道:假设a、b、c 3个数都大于或等于零,那么a+b+c≥33√abc 。
当a=b=c时,代数和a+b+c取得最小值:a+b+c=33√abc 。
因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流,R为变压器的相电阻。
则变压器的损耗表达式如下:Qa+Qb+Qc≥33√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕由此可知,变压器的在负荷不变的情况下,当Ia=Ib=Ic时,即三相负荷达到平衡时,变压器的损耗最小。
则变压器损耗:当变压器三相平衡运行时,即Ia=Ib=Ic=I时,Qa+Qb+Qc=3I2R;当变压器运行在最大不平衡时,即Ia=3I,Ib=Ic=0时,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。
(2)三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果:上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍),超载过多,可能造成绕组和变压器油的过热。
绕组过热,绝缘老化加快;变压器油过热,引起油质劣化,迅速降低变压器的绝缘性能,减少变压器寿命(温度每升高8℃,使用年限将减少一半),甚至烧毁绕组。
(3)三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件温升增高:在三相负荷不平衡运行下的变压器,必然会产生零序电流,而变压器内部零序电流的存在,会在铁芯中产生零序磁通,这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。
但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件,则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热,致使变压器局部金属件温度异常升高,严重时将导致变压器运行事故。
变压器谐波损耗计算及影响因素分析摘要:近年来,在电力系统中,工作效率高的变压器系统能够使得电网的转化效率提高,实现用户安全用电。
一般在配电网中,产生大量的谐波会使得变压器出现损耗,因此,保证电路中变压器正常运行,需要对变压器谐波损耗进行计算。
本文主要对变压器谐波损耗计算及影响因素进行分析,以期对相关人员有一定的参考。
关键词:变压器;谐波损耗计算;影响因素;分析1 谐波对变压器的影响1.1 电力系统中谐波的出现对变压器产生一定的影响,增加变压器的负载损耗。
其中负载损耗的增加主要表现为铜损耗和杂散损耗,非线性负载引起变压器铁心发热,杂散损耗是非线性负载损耗的重要原因;1.2 引起涡流损耗的增加,谐波频率增加带动涡流损耗增加,同时还会产生一些磁滞损耗。
变压器中铁心外层硅钢片发热引起线圈温度升高;2 变压器谐波损耗计算与分析2.1 变压器短路阻抗选择短路阻抗计算是变压器的重要性能参数,对电力系统中主回路参数、交直流侧谐波的运行损耗产生重要影响,因此,短路阻抗参数选择,是决定着变压器可靠性和运行效率的关键因素[1]。
例如,短路阻抗百分数过大或者过小,都会导致变压器的生产成本增加。
在对短路阻抗进行选择时,需要遵循以下原则:2.1.1 满足晶闸管阀的浪涌电流水平要求;2.1.2 变压器消耗的无功功率要求最小;2.1.3 变电站的成本要最低。
在电力系统中,主分接下阻抗所允许的最大偏差为±5%,在其他范围内不得超过±10%。
2.2变压器谐波损耗计算2.2.1变压器损耗计算变压器从构造上分析,主要由一次绕组线圈、二次绕组线圈和铁芯组成。
由于在材料选择上的不同,以及铁芯的构造工艺存在差异性,在变压器在运行中将会出现各种类型的损耗。
对于同一类型的变压器来说,使用条件不同其负载的损耗也不同,同样会产生损耗值。
变压器的损耗主要有三种:空载损耗、负载损耗以及总损耗。
其中铜损耗和杂散损耗组成了负载损耗,而线圈中的杂散损耗主要为涡流损耗。
配电变压器三相不平衡计算与损耗计算配电变压器是电力系统中重要的电气设备之一,用于将输送电网中的高压电能转换为一定电压的低压电能供给用户使用。
在实际运行中,由于网络负荷的变化以及线路参数的差异等因素,电力系统中的三相负载往往不平衡,这会导致变压器的工作参数发生变化,如电流和温升的不均匀分布,从而产生额外的损耗。
因此,计算配电变压器在三相不平衡条件下的工作特性和损耗是非常重要的。
首先,我们来讨论三相不平衡条件下的计算方法。
1.三相不平衡电流计算在三相不平衡条件下,各相的电流大小和相位差会不同,因此需要计算每相的电流大小和相位差。
假设A相电流为I_A,B相电流为I_B,C相电流为I_C,相位差分别为θ_A,θ_B,θ_C,则有以下公式计算:I_A = I * (1 + K1 * cos(θ_A))I_B = I * (1 + K2 * cos(θ_B))I_C = I * (1 + K3 * cos(θ_C))其中,I为三相平衡条件下的电流大小,K1、K2、K3为不平衡因子,通常取0.01~0.1之间。
2.三相不平衡功率计算三相不平衡条件下的功率计算需要考虑各相的功率大小和相位差。
假设A相功率为P_A,B相功率为P_B,C相功率为P_C,则有以下公式计算:P_A = √3 * V_L * I_A * cos(θ_A + α)P_B = √3 * V_L * I_B * cos(θ_B + β)P_C = √3 * V_L * I_C * cos(θ_C + γ)其中,V_L为线电压,α、β、γ为各相功率相位差。
3.三相不平衡损耗计算三相不平衡条件下的损耗计算需要考虑各相的电流大小和相位差对变压器的损耗产生的影响。
假设A相损耗为P_loss,A,B相损耗为P_loss,B,C相损耗为P_loss,C,则有以下公式计算:P_loss,A = (I_A / I) ^ 2 * P_lossP_loss,B = (I_B / I) ^ 2 * P_lossP_loss,C = (I_C / I) ^ 2 * P_loss其中,P_loss为三相平衡条件下的损耗。
变压器三相电流不平衡引言变压器是电力系统中常见的电气设备,用于改变交流电压的大小。
在运行过程中,由于各种因素的影响,变压器的三相电流可能会出现不平衡。
三相电流不平衡会导致一系列问题,如降低系统效率、增加设备损耗、引发设备故障等。
了解和解决变压器三相电流不平衡问题对于保证电力系统的稳定运行至关重要。
三相电流不平衡的原因1.负载不平衡:当各相负载不均匀时,会导致变压器的三相电流不平衡。
在一个三相负载中,如果某一相的负载较大,则该相的电流将较大,而其他两相的电流较小。
2.变压器参数不匹配:如果变压器的参数(如匝数、阻抗)在设计或制造过程中出现偏差或误差,也会导致三相电流不平衡。
3.线路阻抗差异:由于线路长度、材料等因素造成的线路阻抗差异也会引起三相电流不平衡。
较大的线路阻抗会使电流更倾向于流过较小阻抗的相。
影响三相电流不平衡的因素1.变压器容量:变压器容量过小会导致负载过重,增加三相电流不平衡的可能性。
2.负载性质:不同类型的负载对三相电流不平衡的影响程度不同。
非线性负载(如电子设备)比线性负载(如电动机)更容易引起三相电流不平衡。
3.供电系统:供电系统的稳定性和质量对三相电流不平衡有一定影响。
供电系统中存在较大的电压波动或谐波时,会增加变压器三相电流不平衡的可能性。
评估和解决方法为了评估和解决变压器三相电流不平衡问题,可以采取以下方法:1. 采集数据首先需要采集变压器三相电流数据,包括各相的幅值、相位角等信息。
可以使用传感器或监测设备进行数据采集,并将数据存储在数据库中以便后续分析。
2. 数据分析通过对采集到的数据进行分析,可以评估变压器的三相电流不平衡程度。
常用的评估指标包括不平衡系数、不平衡度等。
根据评估结果,可以判断是否存在三相电流不平衡问题,并确定其严重程度。
3. 找出原因在评估的基础上,需要找出造成三相电流不平衡的具体原因。
可以通过检查负载情况、变压器参数、线路阻抗等来确定原因。
如果有必要,还可以进行实验或模拟分析来验证推测。
配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法摘要:目前,由于我国大部分的低压配电系统都是采用的三相四线制的接线方式,这样会造成单相负载不均衡问题的出现,从而导致变压器输出侧处在三相不平衡的状态下。
配电变压器长期处于三相不平衡的运行状态,会导致变压器损耗、电动机有功输出降低,加大了配电线路损耗、降低了变压器的输出、损坏客户用电设备等现象出现。
采取切实可行、经济合理的补偿抑制措施,提高其电能质量确保系统的安全、可靠和经济运行。
关键词:配电变压器;三相负荷;不平衡在电力系统中,如果三相电流幅值不一致,并且超出了规定范围,那么就可以说是三相负荷不平衡。
通常情况下,国家相关技术标准要求三相负荷电流不平衡度应在15%以内。
在配电变压器运行过程中,三相负荷不平衡会给各个方面造成严重的影响,包括安全管理、电压质量以及线损管理等。
1造成配电变压器三项负载不平衡的原因1.1管理方面的原因对配电变压器三项负载不平衡的问题没有给予足够的重视,也没有制定相应的考核管理办法,对其进行管理时,具有一定的盲目性、随意性;运维人员对配电变压器三项负载的管理也比较放松,所以导致变压器长期处于三项负载不平衡的状态。
1.2电网架构的问题对于电网架构的改造不够彻底,电网结构一直相对比较薄弱,运行的时间也比较长。
另外,单相低压线路的问题一直没有得到改善,而且线路都是动力和照明的混合,用户的单相用电设备较多,这些设备的功率都较大,使用时多采用单相的电源,使用的几率也不一致,从而导致配电变压器容易处于三项负载不平衡的状态,同时,还增加了管理的难度。
2三相负荷不平衡的危害2.1对配电变压器的危害造成配电变压器出力减小。
配电变压器绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,各相性能基本一致,额定容量相等。
配电变压器的最大允许出力受到每相额定容量的限制,当其在三相负荷不平衡工况下运行,负荷轻的一相就有富余容量,从而使其出力减少。
三相负荷不平衡越严重,配电变压器出力减少越多。
变压器三相电流不平衡度允许范围变压器三相电流不平衡度是衡量变压器三相负载电流不平衡程度的指标,其允许范围受变压器容量、冷却方式、绕组配置等因素影响。
允许范围一般情况下,变压器的三相电流不平衡度允许范围在以下值内:油浸式变压器:5%~10%干式变压器:10%~15%影响因素变压器三相电流不平衡度的允许范围受以下因素影响:变压器容量:容量越大的变压器,允许的不平衡度值越大。
冷却方式:油浸式变压器采用油冷却,具有更好的散热性,允许的不平衡度值更大。
绕组配置:星形绕组允许的不平衡度值比三角形绕组更大。
负载性质:负载的性质也会影响电流不平衡度,例如感应电机负载会产生较大的电流不平衡度。
原因变压器三相电流不平衡度主要是由于以下原因造成的:负载不平衡:三相负载不平衡,导致各相电流不平衡。
变压器绕组特性:变压器绕组的阻抗、电感等特性不完全对称。
励磁电流的影响:励磁电流的分布不均匀,导致三相电流不平衡。
影响电流不平衡度超出会引起以下影响:变压器局部过热:电流不平衡会导致部分绕组过热,缩短变压器的寿命。
增加损耗:电流不平衡增加变压器的损耗,降低效率。
谐波产生:电流不平衡会产生谐波,影响电网的稳定性和电能质量。
控制措施为了控制变压器三相电流不平衡度,可以采取以下措施:平衡负载:尽可能平衡三相负载,使各相电流接近相等。
选择合适的变压器:选择容量、冷却方式、绕组配置等参数符合负载要求的变压器。
定期监测:定期监测变压器的三相电流不平衡度,及时发现异常情况。
采用电流平衡装置:采用电流平衡装置,自动调节三相电流,使之平衡。
结论变压器三相电流不平衡度允许范围是一个重要的指标,受变压器容量、冷却方式、绕组配置等因素影响。
控制电流不平衡度对于保障变压器的安全可靠运行、提高效率和电能质量至关重要。
影响变压器损耗的因素及降低损耗的技术性措施摘要:目前,我国变压器在使用过程中难免会耗损,并且大多数单位所使用的是低损耗节能型变压器,但是与国外的先进变压器相比,依旧存在很大差距。
变压器损耗电能较大,变压器损耗在输配电系统中也占有一定比重,几乎占全国用电量5%以上,因此,如何有效降低变压器损耗是一项尤为关键的问题。
变压器的自身总损耗包括空载损耗、负载损耗和辅机损耗,而辅机损耗较小,主要是空载损耗和负载损耗。
本文旨在研究影响变压器损耗的原因,以及降低变压器的空载损耗和负载损耗所采取的有效措施。
关键词:变压器损耗,损耗因素,降低损耗,技术性措施一、影响变压器损耗的原因1.1变压器的空载损耗在定义上,铁芯的磁滞损耗、涡流损耗以及铁芯附加损耗均属于空载损耗的范围。
1.2磁滞损耗磁滞损耗与铁芯材料、电源频率、铁芯重量和磁通密度是息息相关的,例如在磁通密度相同的情况下,硅钢片牌号不同的话,它的铁损值也是不一样的。
常用电工钢片单位铁损(W/kg)如下表:表1 常用电工钢片单位铁损(W/kg)1.3涡流损耗电源频率、磁通密度、硅钢片的厚度以及硅钢片的电阻率等都会影响涡流损耗,其中与硅钢片的电阻率密切相关的是硅钢片漆膜的均匀程度。
1.4附加损耗附加损耗实际上是与铁芯结构和加工技艺相关,主要体现在如下方面:1.5铁芯结构心柱铁轭有没有冲孔、角部接缝形状(比如对接、搭接以及多级搭接等等)、铁芯整体上的紧固结构(因漏磁产生涡流会形成闭合回路的)和每叠片数等等。
1.6加工技艺加工技艺包含有冲剪加工的尺寸精度(因为会影响接缝的大小)、毛刺的大小、磁伤(是否发生弯曲变形)、漆膜是否完整(搬运叠装的过程中漆膜是不是损坏了、储存保护做好了没是否发生锈蚀、加工叠装过程中是否有混片),通过诸多实践证明,低牌号的片里面如果出现了性能较高的牌号片的话,也难以保障整体性能会得到提高。
变压器的空载损耗公式为:PO=kpopcGc(其中,kpo是表示制作工艺的空载损耗附加系数,它和企业的生产工艺水平是直接相关的,冷轧电工钢片是取自1.1~1.25,铁芯直径小的话要取最大值;pc是表示电工钢片的单位重量损耗(W/kg),Gc是代表铁芯的重量)二、降低损耗的技术性措施2.1降低空载损耗2.1.1采用新型导磁材料这包括高导磁取向硅钢片、激光照射硅钢片以及非晶合金磁性材料。
配电变压器的损耗的探讨配电变压器在电力系统中的应用十分广泛,在电力系统中的配电、输电以及发电能方面均有装饰,配电变压器的工作时间比较长,产生的电能损耗达到了总发电量的10%。
因此,如何提高配电变压器的运行效率,降低其自身损耗成为电力行业重点关注的问题。
一、配电变压器损耗类型1、负载损耗负载损耗主要分为两种,一种是电阻损耗,另一种是杂散损耗。
所谓电阻损耗指的就是当负载电流通过配电变压器线圈之后,由于线圈本身具有电阻从而出现的损耗;而杂散消耗就是负载电流感应的漏磁通经过线圈和构件产生的损耗,主要分为涡流损耗和结构损耗两种,损耗大小与漏磁通的大小、分布以及导线是否换位、厚度等有关。
负载损耗通常是由配电变压器的线圈电阻损耗形成,如果线圈的材料是固定的,降低电阻损耗的方法只能通过减小导线电流密度来实现。
但是这种方法将会增加线圈尺寸,导致其重量和体积增加。
如果配电变压器是中小型的,由于线圈电阻比较大,因此将会增加电阻损耗。
在总消耗中,杂散消耗只占到一小部分。
如果配电变压器是大型的,那么杂散损耗的比例也就稍大一些,通常约为总耗损的三分之一。
凭借磁场屏蔽等方法,能够实现约30%的杂散损耗。
2、空载损耗空载损耗也就是我们平时所说的铁损,主要分为的磁滞损耗和涡流损耗两种形式。
在数值方面与磁通密度平方成正比,所以,我们通过将铁心磁密减小的方法就能够降低空载损耗,但是采用该方法就需要增加铁心材料,从而对铁心磁密的减少有一定的限制,所以建议选择具有高导磁功能的冷轧硅钢片,它的特点是具有方向性,在进行装置时,要保证硅钢片和磁力线方向一致,此时损耗降到最小;也就是说如果两者方向为90°,则损耗达到最大。
所以,在装置过程中一定要注意硅钢片方向,在接缝方面要选择做成斜接缝或者是铁卷心。
由于技术限制,我国之前生产的冷轧硅钢片变压器采用的是半直半斜接缝结构并且含有冲孔,因此损耗较大。
二、配电变压器降损的有效措施如果采用减小杂散损耗以及线圈导体电流密度的方法能够降低负载损耗,但是效果一般,工作磁密的降低能够实现空载损耗的降低,应该选在损耗低、性能佳的冷轧硅钢片,并且铁心未经过冲孔处理,为全斜接缝结构。
不平衡电流对变压器的影响
1.增加变压器的损耗:三相变压器中,不平衡电流会导致变压器的铜
损和铁损都增加。
不平衡电流在变压器的低压侧产生较大的不平衡磁场,
使得变压器的铜损增加。
同时,不平衡电流还会引起变压器的铁损增加,
导致变压器发热增加,降低变压器的工作效率。
2.引起不平衡短路电流:不平衡电流会导致变压器的中性点电流增加,从而使得变压器的中性点电压降低。
当不平衡电流越大时,变压器中电流
的不平衡度也越大。
如果不平衡电流达到一定程度,会引起变压器的内部
短路,造成变压器损坏。
3.降低变压器的输出电压质量:不平衡电流会导致变压器在输出侧产
生较大的不对称电压。
这会使得变压器的输出电压的波形不稳定,含有较
多的谐波成分。
而这些谐波电压会对负载产生不良影响,导致负载的工作
性能下降,甚至导致负载的损坏。
除了以上几点,不平衡电流还会引起变压器的电压降低、变压器的温
度上升、引起变压器的振动和噪声增加等问题。
因此,在实际应用中,需
要采取一些措施来减小不平衡电流对变压器的影响,如合理设计电力系统、采用平衡电流感应器等等。
通过这些措施,可以减少不平衡电流对变压器
的影响,提高变压器的工作效率和稳定性。
最后,对于已经受到不平衡电
流影响的变压器,需要及时检修和维护,恢复其正常工作状态,保证其正
常运行和使用。
三相不平衡损耗计算农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化,电网结构薄弱环节基本上已经解决,低压电网的供电能力大大增强,电压质量明显提高,大部分配电台区的低压线损率降到了10%以下,但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下,给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失,下面针对这些情况进行分析和探讨。
一、原因分析在前几年的农网改造时,对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量,新增和改造配电屏,配电变压器放置在负荷中心,缩短供电半径,加大导线直径,建设和改造低压线路,新架下户线等一系列降损技术措施,也收到了很好的效果。
但是个别台区线损率仍然很高,针对其原因,我们做了认真的实地调查和分析,发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制,即使采用三相四线制供电,由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。
从理论和实践上分析,也会引起线路损耗增大。
二、理论分析低压电网配电变压器面广量多,如果在运行中三相负荷不平衡,会在线路、配电变压器上增加损耗。
因此,在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流,做好三相负荷电流的平衡工作,是降低电能损耗的主要途经。
假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW,中性线电流为IN,若中性线电阻为相线电阻的2倍,相线电阻为R,则这条线路的有功损耗为ΔP1=(I2UR+I2VR+I2WR+2I2NR)×10-3 (1)当三相负荷电流平衡时,每相电流为(IU+IV+IW)/3,中性线电流为零,这时线路的有功损耗为ΔP2=■2R×10-3 (2)三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为ΔP=ΔP1-ΔP2=■(I2U+I2V+I2W-I2UI2V-I2VI2W+I2WI2U+3I2N)R×10-3(3)同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷电流进行计算。
由此可见三相不平衡负荷电流愈大,损耗增加愈大。
三相负载不平衡运行对变压器的危害在生产、生活用电中,三相负载不平衡时,使变压器处于不对称运行状态。
不但造成变压器的损耗增大,甚至会导致变压器烧毁。
根据变压器运行规程规定,在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。
为此,对三相负载不平衡造成对变压器的危害,结合我所供电的情况,进行浅析。
(1)三相负载不平衡将增加变压器的损耗:变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗。
正常情况下变压器运行电压基本不变,即空载损耗是一个恒量。
而负载损耗则随变压器运行负荷的变化而变化,且与负载电流的平方成正比。
当三相负载不平衡运行时,变压器的负载损耗可看成三只单相变压器的负载损耗之和。
变压器在任意负载下运行时的功率损耗根据功率损耗公式计算,其相应的有功损耗却不同。
变压器在相同输出容量的情况下,三相负载不对称运行会大大增加变压器的损耗,而且这种损耗是长期的,造成很大的浪费。
()(2)三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件温升增高:在三相负载不平衡运行下的变压器,必然会产生零序电流。
由于变压器内部零序电流的存在就会在铁芯中产生零序磁通。
这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。
但配电变压器设计时是不考虑这些金属构件为导磁部件,所以由此引起的磁滞和涡流损耗往往会造成这些部件发热,致使变压器局部金属件温度升高,严重时将导致变压器运行事故。
此外,三相负载不平衡运行引起的不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,将使电动机出力减少。
如果电动机中性线接N线,零序电流通过电动机绕组将会消耗电能,引起热,且消耗较大的无功功率。
其次,三相负载不平衡运行,将增加输配电线路的损耗。
在输送相同容量电能的情况下,其消耗掉的功率比对称负载运行时多得多,将造成很大的浪费。
三相变压器损耗原因
一、铜损
铜损是指线圈中电流通过导线或绕组时产生的电阻损耗。
这主要包括
两个部分:
1.直流电阻损耗:当电流通过绕组时,导线的直流电阻会产生电功率
的损耗。
这种损耗与电流的平方成正比。
2.交流电阻损耗:当电流为交流时,绕组中导线的交流电阻会引起绕
组内部的电阻性耗散功率。
这种损耗与电流的平方和频率成正比。
铜损可以通过选择合适的导线截面积、减小绕组长度、提高绕组导体
的柔软性等方法来减少。
二、磁损
磁损是指磁场对铁心产生的能量损耗。
主要包括以下两个部分:
1.涡流损耗:当变压器绕组中通过交变磁场时,会在铁心中产生涡流。
这种涡流按照涡流截面的几何形状和磁场的频率高低而产生。
涡流损耗与
铁心的材料特性、磁场的频率和强度以及铁心的形状等因素有关。
减小涡流损耗的方法包括采用高电阻率的材料,如硅钢片,减小涡流
截面积,增加铁心的叠压比,采用铁心的表面涂层等。
2.剩磁损耗:当绕组中的交变磁场通过铁心时,铁心会磁化和消磁。
在这个过程中,会产生剩磁,导致铁心中的磁通密度产生周期性变化。
这
种周期性的磁通密度变化会引起铁心中的磁滞损耗。
减小剩磁损耗的方法主要是采用低矫顽力的材料,如硅钢片,并控制变压器运行时的磁通密度。
三、其他损耗
1.机械损耗:变压器中的一些机械部件,如风扇、轴承等,由于运行时的摩擦和轴承的损耗,会产生一定的机械功率损耗。
2.绝缘材料损耗:变压器中的绝缘材料,如绕组绝缘,由于电场作用产生绝缘材料损耗。
以上是三相变压器损耗的主要原因。
通过合理的设计和选择材料,可以最大程度地减小损耗,提高变压器的能效性能。