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1、1、变压器损耗计算公式(1) 有功损耗： P = PO+KTB 2PK(1)(2) 无功损耗： Q = QO+KTB 2QK(2)(3) 综合功率损耗： PZ=L P+KQA Q (3)QOIO%SN,QKUK%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)10%变压器空载电流百分比。UK%短路电压百分比B 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6kV10kV降压变压器取系统最小
2、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B =20%；对于工业企业，实行三班制，可取B =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、10%、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
3、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AP=P0 PC变压器的损耗比=PC/P0变压器的效率=PZ/(PZ AP)，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 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
4、 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。近年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 15，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15，且
5、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 是目前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 6080，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
6、载损耗降低2035。运行时的噪音水平降低到 3045dB，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。2）选择与负载曲线相匹配的变压器案例分析：配电变压器的容量选择口A、按变压器效率最高时的负荷率0M来选择容量口 当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为： S = Pjs/0bxcos申2（K VA）口式中Pjs 建筑物的有功计算负荷KW； cos申2补偿后的平均功率因数，不小于0.9； 0b变压器的负荷率。口因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率0b。我们知道
7、，当变压器的负荷率为： 0b = 0m=（1/R） 1/2 时效率最高。（2）R=PKH/Po （即变压器损耗比） 式中Po变压器的空载损耗；口PKH变压器的额定负载损耗，或称铜损、短路损耗。口以国产SGL型电力变压器为例，其最佳负荷率计算如下：口表国产SGL型电力变压器最佳负荷率0m口容量（千伏安）500630800100012501600空载损耗（瓦）185021002400280033503950负载损耗（瓦）48505650750092001100013300损耗比R口口2.622.693.133.203.283.37最佳负荷率0m61.861.056.655.255.254.5由表可
8、见，如果以 0m 来计算变压器容量，必将造成容量过大，使用户初期投资大量增加。其原因 Pjs 是 30分钟平均最大负荷P30的统计值，例如民用建筑的用电大部分时间实际负荷均小于计算负荷Pjs,如果 按0m计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率0m上，这样不仅不能节约电能且运行在低0值 上，则消耗更多的电能，因此按变压器的最佳负荷率0m来计算变压器的容量是不合理的。口B、按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率0j计算容量口 由于实际负荷总在变化，无法精确计算出变压器的电能损耗。然而对于某类电力用户，它的最大负荷利用 小时数，最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计数据来近似计算。 口 变
9、压器的年有功电能损耗可按下式估算口Wb = PoTb PKH(Sjs/S2e)2T = PoTb PKH02t(3)口式中0一计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比口Tb一一变压器年投运时间口t年最大负荷损耗时间，可由年最大负荷利用时数Tm查Tm-T关系曲线。口 用户电力负荷消耗的年有功能为：口W=0Sebcos申Tm(4)口则变压器的年有功电能消耗率为：口W=AWb/W=(PoTb PKH02t) /0Sebcos申Tm(5)口令 dAWd0 = O口求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率0j； 口0j=(PoTb/PKHT) 1/2=(Tb/T)1/2*0M(
10、6)口即配电变压器按照节能负荷率0j计算容量时，其年有功电能损耗率最小。由式(6)可见，变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，t越低0j越高。然而由于Tm值及Tm值 所对应的t值，对于高层民用建筑还没有这方面的统计资料，可参考工业企业的类似资料。Tb按7500h， 而根据高层民用建筑的不同功能，t值在2300-4500范围内选取，因此0j=(1.3-1.8)0M。从表干式变压 器的最佳负荷率0M值，可求出节能负荷率0j。对于高层写字楼，由于五天工作制，且晚上下班后的其余时间均处于轻载，其电力负荷的运行特点，相当 于工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率 0j=0.85-0.98；对于高
11、层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦，其相当于工业企业的两班制生产，变压器的节能负荷率 0j=0.71-0.85。由此可见，按节能负荷率计算变压器的容量，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电 能损耗小且一次性投资省。C、按变压器的经济负荷率计算容量口上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率0j计算变压器的容量有利于节省初投资。然而相当 于二班制运行特点的高层建筑中的配电变压器，按0Dj计算出的容量还是偏大，必将增加用户的一次性投 资。如何能做到既能节省一次性投资，又能使电能损耗小，或者说能否做到初投资省和电耗小这对矛盾在 变压器运行在负荷率的某一区域内获得相对统一，下面我
12、们对变压器的年有功电能损耗率公式作进一步的 分析。 口 对同一变压器，在某一负荷率0运行情况下的年有功电能损耗率如式(5)，而在节能负荷率下的年有功电能 损耗率为：口Wj=(PoTb PKH02jT ) /0jSebcos申Tm(7)口 用(5)式的两边除以(7)式的两边，并用(6)式代入，整理后得：口W/Wj = 1/2 (0/0j 0j/0) (8) 口上式为变压器运行在某一负荷率0时的年有功电能损耗率相对于运行在节能负荷率0j时的年有功电能损耗 率随相对节能负荷率变化的函数关系。 口该式中当0 = 0j时，W/AWj = 1,当00j或00j时，AW/Wj均大于1。当0/0j从1.0增加
13、到1.3, 增加30时，W/AWj从1.0增加到1.035，只增加了 3.5；当0/0j从2.0增加到2.3，增加15时，AW/ Wj从1.25增加到1.37,增加了 9.6。可见在0/0j的低值区，AW/AWj的增加值相对于0/0j的增加值是非常微小的，且增加的速率也是很小的， 也就是说，在该区域中，我们用微小的年电能损耗率增加值来换取变压器的容量的较大减小使得一次性投 资的明显降低，因此，我们选择相对节能负荷率0/0j在1-1.3范围内，即经济负荷率为：口0jj = (1 1.3)0j(9)口我们按经济负荷率 0jj 选出的变压器容量，要比按节能负荷率 0j 选出的变压器容量降低一级，由此
14、而节约 的初投资远大于配电变压器的年有功电能损耗费用，做到了经济性与节能性这对矛盾的相对统一，显然这 是一种既科学又经济合理的方法。 口这里讨论的配电变压器容量的计算方法，主要是针对高层建筑中所使用的变压器，即使用干式或环氧树脂 浇注变压器，然而该方法也适用于使用其他配电变压器的场合。结论： 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0b=(1/R) 1/2计算变压器应具备的损耗比。
15、对于实际负载，变压器本身应具有较佳的损耗比，而且总损耗最小，即空载损耗与负载损耗之和要尽可 能地小。变压器损耗具体计算公式(1) 有功损耗： P = PO + KT0 2PK(1)(2) 无功损耗： Q = QO + KT0 2QK(2)(3) 综合功率损耗: PZ=A P+KQA Q (3) QOIO%SN，QKUK%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)10%变压器空载电流百分比。UK%短路电压百分比P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6kV10kV降压变压器取系统最小负荷时, 其无功当量KQ = 0. lkW/kvar；(3) 变压器平均负载系数，对于农用变压器可取p =20%；对于工业
