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变压器损耗特征及变压器损耗的计算公式

2022-05-11 10:55分类:变压器 阅读:

 

相关变压器损耗特点及变压器损耗的计算方法, 变压器损耗的测算包含有功功率耗损、无功功率耗损、综合性输出功率耗损,变压器损耗的特点,及其变电器节能环保的运用。

变压器损耗的计算方法

负荷曲线图的均值负荷指数越高,为做到耗损电磁能越小,要采用耗损率越小的变电器;负荷曲线图的均值负荷指数越低,为做到耗损电磁能越小,要采用耗损率越大的变电器。

将负荷曲线图的均值负荷指数乘于一个超过1的倍数,一般可用1-1.3,做为取得最好高效率的负荷指数,随后按βb=(1/R)1/2测算变电器应具有的耗损比.

1、 变压器损耗计算方法

(1)有功功率耗损:ΔP=P0 KTβ2PK-------(1)

(2)无功功率耗损:ΔQ=Q0 KTβ2QK -------(2)

(3)综合性输出功率耗损:ΔPZ=ΔP KQΔQ----(3)

Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN

式中:Q0——满载无功功率耗损(kvar)

P0——满载耗损(kW)

PK——额定值耗损(kW)

SN——变电器短路容量(kVA)

I0%——变压器空载电流量百分数.

UK%——短路故障工作电压百分数

β ——均值负荷指数

KT——负荷起伏耗损指数

QK——额定值漏磁输出功率(kvar)

KQ——无功功率经济发展剂量(kW/kvar)

上式测算时各主要参数的挑选标准:

(1)取KT=1.05;

(2)对大城市电力网和制造业企业电力网的6kV~10kV降压变压器取系统软件最少负载时,其无功功率剂量KQ=0.1kW/kvar;

(3)变电器均值负荷指数,针对农用机械变电器可用β=20%;针对制造业企业,推行三班制,可用β=75%;

(4)变电器运作时数T=8760h,较大负荷耗损时数:t=5500h;

(5)变压器空载耗损P0、额定值耗损PK、I0%、UK%,见产品资料所显示.

2、变压器损耗的特点

P0——满载耗损,主要是铁损,包含磁滞损耗和涡流损耗;

磁滞损耗与頻率正相关;与较大磁通密度的涡流损耗指数的三次方正相关.

涡流损耗与頻率、较大磁通密度、矽钢片的薄厚三者的积正相关.

PC——负荷耗损,主要是负荷电流量根据绕阻时在电阻器上的耗损,一般称铜损.其尺寸随负荷电流量而转变,与负荷电流量的平方米正相关;(并且用规范电磁线圈温度换算值来表明).

负荷耗损还受变电器溫度的危害,与此同时负荷电流量造成的漏磁通会在绕阻内造成涡流损耗,并在绕阻外的金属材料一部分造成杂散耗损.

变电器的全耗损ΔP=P0 PC

变电器的耗损比=PC /P0

变电器的高效率=PZ/(PZ ΔP),以百分数表明;在其中PZ为变电器二次侧功率.

3、变电器节能环保营销推广

1) 营销推广应用无耗变电器;

(1)变压器铁芯耗损的操纵

变压器损耗中的满载耗损,即铁损,关键产生在变压器线圈卷绕内,主要是因交替变化的磁感线根据变压器铁芯造成涡流损耗及涡旋而产生的耗损. 电工学世家

最开始用以变压器线圈的原材料是便于被磁化和去磁的软锻铁,为了更好地摆脱磁控制回路中由规律性被磁化所造成的磁电式损害和变压器铁芯因为受交替变化磁通量激光切割而造成的涡旋,变压器线圈是由铁整车线束做成,而不是由一整块铁组成.

1900年上下,经研究发现在铁中添加小量的硅或铝可大幅度降低等效电路耗损,扩大磁化强度,且使电阻扩大,涡流损耗减少.经数次改善,用0.35mm厚的铁氧体磁芯来替代铁丝制做变压器线圈.

近些年世界各地都是在积极主动科学研究生产制造节能保温材料,变电器的变压器铁芯原材料已发展趋势到现在全新的节能保温材料——非晶态永磁材料如2605S2,非晶合金变压器铁芯变电器便应时而生.应用2605S2制做的变电器,其铁损仅为硅钢片变电器的1/5,铁损大幅度减少.

(2)变电器系列产品的环保节能实际效果

以上非晶合金变压器铁芯变电器,具备低噪声、无耗等特性,其满载耗损仅为基本商品的1/5,且密封式免维护保养,运作花费极低.

在我国S5系列变电器是1980年后发布的变电器,其高效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变电器高,其负荷耗损也较高.

八十年代中后期又设计方案生产制造出S9系列产品变电器,其价钱较S5系列均值高于20%,满载耗损较S5系列均值减少8%,负荷耗损均值减少24%,而且我国已明令禁止在1998年底前取代S7、SL5系列,应用推广S9系列产品.

S11是现阶段应用推广的无耗变电器.S11型变电器卷铁芯更改了传统式的叠内置式铁芯构造.铁氧体磁芯持续生产,铁芯无缝,大大减少了磁电式,满载电流量降低了60%~80%,提升了功率因素,减少了电力网线损,改进了电力网的供电系统质量. 持续倒丝机灵活运用了铁氧体磁芯的趋向性,满载耗损减少20%~35%.运作时的噪声水准减少到30~45dB,维护了自然环境.

非晶合金铁芯的S11系列电力变压器系列产品的满载耗损较S9系列产品减少75%上下,但其价钱仅比S9系列产品均值高于30%,其负荷耗损与S9系列产品变电器相同.

2)挑选与负荷曲线图相符合的变电器

经典案例:电力变压器的容积挑选??

A、按变电器高效率最大时的负荷βM来挑选容积?

当房屋建筑的测算负载明确后,电力变压器的总年发电量为:

S=Pjs/βb×cosφ2(KVA)(1)

式中Pjs——房屋建筑的有功功率测算负载KW;

cosφ2——赔偿后的均值功率因素,不小于0.9;

βb——变电器的负荷.

因而,变压器的最后明确就取决于选中变电器的负荷βb.

我们知道,当变电器的负荷为:

βb=βm=(1/R)1/2时高效率最大. (2)

R = PKH / Po (即变压器损耗比)

式中 Po——变电器的满载耗损; www.dgjs123.com

PKH ——变电器的额定值耗损,或称铜损、短路故障耗损.

以国内SGL型配电变压器为例子,其最好负荷测算以下:

表 国内SGL型配电变压器最好负荷βm

容积(KVA)

500

630

800

1000

1250

1600

满载耗损(瓦)

1850

2100

2400

2800

3350

3950

负荷耗损(瓦)

4850

5650

7500

9200

11000

13300

耗损比R?

2.62

2.69

3.13

3.20

3.28

3.37

最好负荷βm%

61.8

61.0

56.6

55.2

55.2

54.5

由表由此可见,假如以βm来测算变压器,终将导致容积过大,使客户前期项目投资很多提升.其缘故Pjs是三十分钟均值较大负载P30的统计分析值,比如工业建筑的用电量绝大多数時间具体负载均低于测算负载Pjs,假如按βm测算变压器则不太可能使变电器运作在最大高效率βm上,那样不但不可以节省电磁能且运作在低β值上,则耗费大量的电磁能,因而按变电器的最好负荷βm来测算变电器的容积是不科学的.?

B、按变电器的年有功功率电磁能耗损率最钟头的环保节能负荷βj测算容积

因为具体负载总在转变,没法精准测算出变电器的电磁能耗损.殊不知针对某种电力工程客户,它的较大负载运用时数,较大负载耗损时数可根据类似客户数据统计来数值积分.

变电器的年有功功率电磁能耗损可按住式估计

△Wb=PoTb PKH(Sjs/S2e)2 τ=PoTb PKHβ2 τ (3)

式中 β——测算负荷,相当于变电器的测算视在容积Sjs与短路容量Seb比例

Tb——变电器年投用時间

τ——年较大负载耗损時间,可由年较大负载运用时长T m查Tm-τ关联曲线图.

客户电力工程负载耗费的年有作用为:?

W=βSebcosφTm (4)?

则变电器的年有功功率电磁能消耗量为:?

△W%= △Wb/W=(PoTb PKHβ2 τ)/βSebcosφTm (5)?

令 d△W%dβ =0?

求出变电器年有功功率电磁能耗损率最钟头的环保节能负荷βj;?

βj=(PoTb/ PKHτ)1/2=(Tb/τ)1/2 * βM(6)

即电力变压器依照环保节能负荷βj测算容积时,其年有功功率电磁能耗损率最少.

由式(6)由此可见,变电器的环保节能负荷与年较大负载耗损時间相关,τ越低βj越高.殊不知因为Tm值及Tm值所相匹配的τ值,针对高层住宅工业建筑都还没这些方面的统计数据,可参照制造业企业的相近材料.Tb按7500h,而依据高层住宅工业建筑的不一样作用,τ值在2300-4500范畴内选择,因而βj=(1.3-1.8)βM.从表(1)油浸式变压器的最好负荷βM值,能求出环保节能负荷βj.

针对高层住宅办公楼,因为五天工时制度,且夜里下班了的其他時间均处在负载,其电力工程负载的运作特性,等同于制造业企业的单班制生产制造,变电器的环保节能负荷βj=0.85-0.98;

针对高层住宅酒店及多层建筑中以商业服务为主导的商务大厦,其等同于制造业企业的两班倒生产制造,变电器的环保节能负荷βj=0.71-0.85.

不难看出,按环保节能负荷测算变电器的容积,要低于按最好负荷所测算的变电器的容积,那样不仅年电磁能耗损小且一次性项目投资省.

C、按变电器的经济发展负荷测算容积?

上节剖析得知按年有功功率电磁能耗损率最钟头的环保节能负荷βj测算变电器的容积有益于节约初项目投资.殊不知等同于二班制运作特性的多层建筑中的电力变压器,按β?j测算出的容积或是偏大,终将提升客户的一次性项目投资.怎样能保证既能节约一次性项目投资,又能使电磁能耗损小,换句话说能不能保证初项目投资省和能耗小这对分歧在变电器运作在负荷的某一地区内得到相对性统一,下边大家对变电器的年有功功率电磁能耗损率公式计算作进一步的剖析.?

对同一变电器,在某一负荷β运作状况下的年有功功率电磁能耗损率如式(5),而在环保节能负荷下的年有功功率电磁能耗损率为:?

△Wj%=(PoTb PKHβ2jτ)/βjSebcosφTm (7)

用(5)式的两侧除于(7)式的两侧,并且用(6)式带入,梳理后得:

△W%/△Wj%=1/2(β/βj βj/β) (8)?

上式为变电器运作在某一负荷β时的年有功功率电磁能耗损率相对性于运作在环保节能负荷βj时的年有功功率电磁能耗损率随相对性环保节能负荷转变的函数关系.

该式中当β=βj时,△W%/△Wj%=1,当β>βj或β<βj时,△W%/△Wj%均超过1.?当β/βj从1.0提升到1.3,提升30%时,△W%/△Wj%从1.0提升到1.035,只提升了3.5%;当β/βj从2.0提升到2.3,提升15%时,△W%/△Wj%从1.25提升到1.37,提升了9.6%.

由此可见在β/βj的低值易耗区,△W%/△Wj%的增长值相对性于β/βj的增长值是十分细微的,且提升的速度也是不大的,换句话说,在该地区中,大家用细微的年电磁能耗损率增长值来获得变电器的容积的很大减少促使一次性项目投资的显著降低,因而,大家挑选相对性环保节能负荷β/βj在1-1.3范畴内,即经济发展负荷为:

βjj=(1~1.3)βj (9)

按经济发展负荷βjj挑选出的变压器,要比按环保节能负荷βj挑选出的变压器减少一级,从而而节省的初项目投资远高于电力变压器的年有功功率电磁能耗损花费,保证了合理性与环保节能性这对分歧的相对性统一,显而易见它是一种既科学研究又经济发展有效的方式.

电力变压器容积的计算方式,主要是对于多层建筑中所应用的变电器,即应用干试或环氧树脂胶浇筑变电器,殊不知该方式也适用应用别的电力变压器的场所.

结果:

① 负荷曲线图的均值负荷指数越高,为做到耗损电磁能越小,要采用耗损率越小的变电器;负荷曲线图的均值负荷指数越低,为做到耗损电磁能越小,要采用耗损率越大的变电器.

② 将负荷曲线图的均值负荷指数乘于一个超过1的倍数,一般可用1-1.3,做为取得最好高效率的负荷指数,随后按βb=(1/R)1/2测算变电器应具有的耗损比.

③ 针对具体负荷,变电器自身应具备较好的耗损比,并且总耗损最少,即满载耗损与负荷耗损之和要尽量地小.

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