如何計算幹式變壓器空載損耗、負載損耗、阻抗電壓?

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引文作者:上海蓋能電氣市場部(專注幹式變壓器30年)

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幹式變壓器空載損耗

幹式變壓器的空載損耗是(shi)指(zhi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)二(er)次(ci)側(ce)開(kai)路(lu),在(zai)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)上(shang)施(shi)加(jia)額(e)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)有(you)功(gong)損(sun)耗(hao)。在(zai)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)上(shang)施(shi)加(jia)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)時(shi),在(zai)鐵(tie)芯(xin)中(zhong)產(chan)生(sheng)交(jiao)變(bian)磁(ci)通(tong),從(cong)而(er)在(zai)鐵(tie)芯(xin)中(zhong)產(chan)生(sheng)磁(ci)滯(zhi)與(yu)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao),總(zong)稱(cheng)為(wei)鐵(tie)耗(hao)。由(you)於(yu)空(kong)載(zai)電(dian)流(liu)和(he)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)的(de)電(dian)阻(zu)都(dou)比(bi)較(jiao)小(xiao),所(suo)以(yi)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)的(de)電(dian)阻(zu)損(sun)耗(hao)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji),因(yin)此(ci),幹(gan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)基(ji)本(ben)上(shang)就(jiu)等(deng)於(yu)鐵(tie)耗(hao)。空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)一(yi)般(ban)可(ke)通(tong)過(guo)空(kong)載(zai)試(shi)驗(yan)測(ce)出(chu)。

空載損耗的大小與幹式變壓器的容量、磁路結構、矽鋼片質量等因素有關,主要取決於鐵芯材質的單位損耗,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無關。

幹式變壓器負載損耗

幹gan式shi變bian壓ya器qi在zai負fu載zai運yun行xing時shi,它ta的de繞rao組zu內nei通tong過guo電dian流liu,而er由you於yu導dao線xian本ben身shen就jiu是shi存cun在zai電dian阻zu的de,因yin此ci導dao線xian及ji引yin線xian中zhong就jiu會hui產chan生sheng直zhi流liu電dian阻zu損sun耗hao,同tong時shi,由you於yu漏lou磁ci場chang的de存cun在zai,漏lou磁ci通tong也ye會hui在zai線xian圈quan的de導dao線xian中zhong產chan生sheng雜za散san損sun耗hao,及ji其qi他ta鋼gang鐵tie結jie構gou件jian中zhong的de雜za散san損sun耗hao,綜zong合he以yi上shang,即ji為wei幹gan式shi變bian壓ya器qi的de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=空載損耗工藝係數×單位損耗×鐵心重量

負載損耗:當變壓器二次繞組短路(穩態),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+並繞導線的環流損耗+雜散損耗+引線損耗

阻抗電壓:當變壓器二次繞組短路(穩態),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—鐵心有效截麵積,平方米

可以轉化為變壓器設計計算常用的公式:

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,匝電勢等於相電壓除以匝數變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成 。

空kong載zai損sun耗hao包bao括kuo鐵tie芯xin中zhong磁ci滯zhi和he渦wo流liu損sun耗hao及ji空kong載zai電dian流liu在zai初chu級ji線xian圈quan電dian阻zu上shang的de損sun耗hao,前qian者zhe稱cheng為wei鐵tie損sun後hou者zhe稱cheng為wei銅tong損sun。由you於yu空kong載zai電dian流liu很hen小xiao,後hou者zhe可ke以yi略lve去qu不bu計ji,因yin此ci,空kong載zai損sun耗hao基ji本ben上shang就jiu是shi鐵tie損sun。

影響變壓器空載損耗鐵損的因素很多,以數學式表示,則式中Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗;kn、kw——常數;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,

對常用的矽鋼片,當Bm=(1.0~1.6)韋/米2時,n≈2,對目前使用的方向性矽鋼片,取2.5~3.5。根據變壓器的理論分析,假定初級感應電勢為E1(伏),則:

E1=KfBm(2)

K為比例常數,由初級匝數及鐵芯截麵積而定,則鐵損為:由於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係如果電壓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製造工藝有關,與負荷大小無關.