变压器名词解释及计算公式

1、变压器名词解释及计算公式来源：扬州市华特电力设备厂变压器在规定的使用环境和运行条件下，主要技术数据一般都都标注在变压器的铭牌上。主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据(阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗)和总重。A、额定容量(kVA)：额定电压.额定电流下连续运行时,能输送的容量。B、额定电压(kV)：变压器长时间运行时所能承受的工作电压.为适应电网电压变化的需要,变压器高压侧都有分接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压.C、额定电流(A):变压器在额定容量下,允许长期通过的电流.D、空载损耗(kW): 当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端

2、子上，其余绕组开路时所吸取的有功功率。与铁心硅钢片性能及制造工艺、和施加的电压有关. 当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率正弦波形的额定电压时，所消耗的有功功率称空载损耗。算法如下：空载损耗=空载损耗工艺系数×单位损耗×铁心重量E、空载电流(%): 当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流.一般以额定电流的百分数表示.F、负载损耗(kW): 把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的功率. 负载损耗：当变压器二次绕组短路(稳态)，一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。算法如下：负载损耗=最大的一对绕组的

3、电阻损耗+附加损耗附加损耗=绕组涡流损耗+并绕导线的环流损耗+杂散损耗+引线损耗G、阻抗电压(%)：把变压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压.一般以额定电压的百分数表示. 阻抗电压：当变压器二次绕组短路(稳态)，一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示，即uz=(Uz/U1n)*100%匝电势：u=4.44*f*B*At,V其中：B铁心中的磁密，TAt铁心有效截面积，平方米可以转化为变压器设计计算常用的公式：当f=50Hz时：u=B*At/450*105,V当f=60Hz时：u=B*At/37

4、5*105,V如果你已知道相电压和匝数，匝电势等于相电压除以匝数变压器空载损耗计算-变压器的空载损耗组成空载损耗包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗，前者称为铁损后者称为铜损。由于空载电流很小，后者可以略去不计，因此，空载损耗基本上就是铁损。 影响变压器空载损耗铁损的因素很多，以数学式表示则 式中Pn、Pw表示磁滞损耗和涡流损耗 kn、kw常数f变压器外施电压的频率赫 Bm铁芯中最大磁通密度韦/米2n什捷因麦兹常数，对常用的硅钢片，当Bm=(1.01.6)韦/米2时n2，对目前使用的方向性硅钢片，取2.53.5。根据变压器的理论分析，假定初级感应电势为E1(伏)，则： E1

5、=KfBm(2)K为比例常数，由初级匝数及铁芯截面积而定，则铁损为：由于初级漏阻抗压降很小，若忽略不计， E1=U1(4)可见，变压器空载损耗铁损与外施电压有很大关系如果电压V为一定值，则变压器空载损耗铁损不变，(因为f不变)，又因为正常运行时U1=U1N，故空载损耗又称不变损耗.如果电压波动，则空载损耗即变化。变压器的铁损与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关.H、相数和频率：三相开头以S表示，单相开头以D表示。中国国家标准频率f为50Hz。国外有60Hz的国家(如美国)。I、温升与冷却：变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称为绕组或上层油面的温升.油浸式变压器绕组温升限值为6

6、5K、油面温升为55K。冷却方式也有多种：油浸自冷、强迫风冷，水冷，管式、片式等。J、绝缘水平：有绝缘等级标准。绝缘水平的表示方法举例如下：高压额定电压为35kV级，低压额定电压为10kV级的变压器绝缘水平表示为 LI200AC85/LI75AC35，其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压为200kV，工频耐受电压为85kV，低压雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV.奥克斯高科技XXX目前的油浸变压器产品的绝缘水平为LI75AC35，表示变压器高压雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV，因为低压是400V，可以不考虑。K、联结组标号：根据变压器一.二次绕组的相

7、位关系,把变压器绕组连接成各种不同的组合,称为绕组的联结组。为了区别不同的联结组,常采用时钟表示法,即把高压侧线电压的相量作为时钟的长针,固定在12上,低压侧线电压的相量作为时钟的短针,看短针指在哪一个数字上,就作为该联结组的标号.如Dyn11表示一次绕组是(三角形)联结，二次绕组是带有中心点的(星形)联结，组号为(11)点。简介：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b=(1/R)1/

8、2计算变压器应具备的损耗比。1、变压器损耗计算公式(1)有功损耗：P=P0+KT2PK-(1)(2)无功损耗：Q=Q0+KT2QK-(2)(3)综合功率损耗：PZ=P+KQQ-(3)Q0I0%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)I0%变压器空载电流百分比。UK%短路电压百分比平均负载系数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

9、KQ=0.1kW/kvar;(3)变压器平均负载系数，对于农用变压器可取=20%;对于工业企业，实行三班制，可取=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、I0%、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化，与负载电流的平方成正比;(并用标准线圈温度换算值来

10、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P=P0 PC变压器的损耗比=PC/P0变压器的效率=PZ/(PZ P)，以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。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

11、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整理变压器铁芯。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整理的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的1/5，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1/5，且全密封免维护，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、

12、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

13、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 A、按变压器效率最高时的负荷率M来选择容量 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/b×cos2(KVA)(1) 式中Pjs 建筑物的有功计算负荷KW; cos2补偿后的平均功率因数，不小于0.9; b变压器的负荷率。 因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率b。 我们知道，当变压器的负荷率为： b=m=(1/R)1/2时效率最高。(2)R=PKH/Po(即变压器损耗比) 式中Po变

14、压器的空载损耗; PKH变压器的额定负载损耗，或称铜损、短路损耗。 以国产SGL型电力变压器为例，其最佳负荷率计算如下： 表国产SGL型电力变压器最佳负荷率m 由表可见，如果以m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m计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率m上，这样不仅不能节约电能且运行在低值上，则消耗更多的电能，因此按变压器的最佳负荷率m来计算变压器的容量是不合理的。 B、按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率j计算容量 由于实际负荷总在变化，无

15、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。 变压器的年有功电能损耗可按下式估算 Wb=PoTb PKH(Sjs/S2e)²=PoTb PKH²(3) 式中计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比 Tb变压器年投运时间 年最大负荷损耗时间，可由年最大负荷利用时数Tm查Tm-关系曲线。 用户电力负荷消耗的年有功能为： W=SebcosTm(4) 则变压器的年有功电能消耗率为： W=Wb/W=(PoTb PKH²)/SebcosTm(5) 令dWd=0 求出变压器

16、年有功电能损耗率最小时的节能负荷率j; j=(PoTb/PKH)1/2=(Tb/)1/2*M(6) 即配电变压器按照节能负荷率j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，越低j越高。然而由于Tm值及Tm值所对应的值，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，值在2300-4500范围内选取，因此j=(1.3-1.8)M。从表(1)干式变压器的最佳负荷率M值，可求出节能负荷率j。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

17、工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率j=0.85-0.98;对于高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j=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 上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率j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 j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

18、盾在变压器运行在负荷率的某一区域内获得相对统一，下面我们对变压器的年有功电能损耗率公式作进一步的分析。 对同一变压器，在某一负荷率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： Wj=(PoTb PKH2j)/jSebcosTm(7) 用(5)式的两边除以(7)式的两边，并用(6)式代入，整理后得： W/Wj=1/2(/j j/)(8) 上式为变压器运行在某一负荷率时的年有功电能损耗率相对于运行在节能负荷率j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。 该式中当=j时，W/Wj=1，当>j或<j时，W/Wj均大于1。 当/j从1.0增加到1.3，增加30时，W/Wj从1.0增加到1.035，只增加了3.5;当/j从2.0增加到2.3