变压器电损的计算主要包括铁损和铜损两部分。以下是计算变压器电损的基本步骤和公式:
铁损(铁心损耗)
铁损是由于铁心在磁化过程中产生的能量损失,与电压的频率成正比。计算公式为:
```
铁损 = K1 * f * Bmax^2 * V
```
其中:
`K1` 是比例系数;
`f` 是交流电源频率(Hz);
`Bmax` 是磁通密度的峰值(T);
`V` 是变压器的体积(VA)。
铜损(线圈损耗)
铜损是由于线圈中电流通过导线时产生的电阻损耗,与电流的平方成正比。计算公式为:
```
铜损 = I^2 * R
```
其中:
`I` 是电流的有效值(A);
`R` 是线圈的直流电阻(Ω)。
综合损耗
综合损耗包括有功损耗和无功损耗,计算公式为:
```
综合功率损耗 = 有功损耗 + 无功损耗
```
其中:
有功损耗(ΔP)计算公式为:
```
ΔP = P0 + KT * β^2 * PK
```
无功损耗(ΔQ)计算公式为:
```
ΔQ = Q0 + KT * β^2 * QK
```
`P0` 是空载损耗(kW);
`PK` 是额定负载损耗(kW);
`Q0` 是空载无功损耗(kvar);
`QK` 是额定负载漏磁功率(kvar);
`β` 是平均负载系数;
`KT` 是负载波动损耗系数;
`SN` 是变压器的额定容量(kVA)。
损耗计算条件
对于城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器,当系统最小负荷时,无功当量 `KQ` 可取 `0.1kW/kvar`;
对于农用变压器,平均负载系数 `β` 可取 `20%`;对于工业企业,实行三班制,可取 `75%`;
变压器运行小时数 `T` 通常取 `8760h`,最大负载损耗小时数 `t` 可取 `5500h`。
损耗计算实例
假设一个变压器的额定容量 `SN` 为 `1000kVA`,额定电压 `U` 为 `400V`,空载损耗 `P0` 为 `1.2kW`,额定负载损耗 `PK` 为 `8.9kW`,空载电流百分比 `I0%` 为 `0.5%`,短路电压百分比 `UK%` 为 `4%`,平均负载系数 `β` 为 `75%`,负载波动损耗系数 `KT` 为 `1.05`,额定负载漏磁功率 `QK` 为 `0.1kvar`,无功经济当量 `KQ` 为 `0.1kW/kvar`。
计算综合功率损耗 `ΔPZ`:
```
ΔP = P0 + KT * β^2 * PK
= 1.2kW + 1.05 * 0.75^2 * 8.9kW
= 1.2kW + 1.05 * 0.5625 * 8.9kW
= 1.2kW + 4.828125kW
= 5.028125kW
```