自耦变压器的空载损耗、空载电流以及短路损耗与短路阻抗的区别|浙江新航电气有限公司-凯时官网

自耦变压器的空载损耗、空载电流以及短路损耗与短路阻抗的区别

发布时间:2020-05-20 17:24:00来源:浙江新航电气有限公司

自耦变压器的空载损耗、空载电流以及短路损耗与短路阻抗的区别:

po空载损耗,即指当以额定频率的额定电压施加于自耦变压器-个绕组的端子上,其余各绕组开路时,自耦变压器所吸收的有功功率,又称为铁损(忽略空载运行状态下的施压绕组的电阻损耗)。其数值反映自耦变压器空载时所消耗的能量,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。自耦变压器铁芯用硅钢片材料特性、厚度及叠片方式、工艺等直接影响po数值的大小,po与参考温度无关。

lo空载电流,指当向自耦变压器的一个绕组施加额定频率的额定电压时,其它绕组开路,流经该绕组线路端子的电流,是自耦变压器不带负载时从电网吸收的电流。对于三相自耦变压器,是流经三相端子电流的算术平均值。其中,较小的有功分量10(r)用以补偿铁心的损耗,即空载损耗po,其较大的无功分量lo(x)用于励磁,以平衡铁芯的磁压降。通常lo以额定电流的百分数表示:o%=(lo/in)*100= 0.1~3%。

空载损耗的大小和空载电流的大小没有固定的必然联系。对于同规格的同一批次生产的两台自耦变压器空载损耗可以基本相等,而空载电流可以相差很大,从自耦变压器的角度来讲,空载电流对自耦变压器的可靠性基本没有影响,对运行成本稍有增加,但非常小,但是空载电流大的自耦变压器往往噪音比较大,因为自耦变压器铁心的接缝比较大,空载电流的大小主要取决于接缝的大小和自耦变压器的材质好坏。空载损耗主要取决于材质和设计时的磁通密度。

pk短路损耗,又称额定负载损耗,指当自耦变压器二次绕组短路,一次绕组施加电压使其电流达到额定值时,自耦变压器从电源吸收的有功功率称为短路损耗,短路损耗也叫铜损。

uk短路电压,又称阻抗电压、短路阻抗,指当自耦变压器二次绕组短路,一次绕组流通额定电流而需施加的电压。通常uk以额定电压的百分比表示,即uk=(uk/un)x100%。

阻抗电压表示自耦变压器内阻抗的大小,是自耦变压器在运行中绕组通过额定电流时,本身阻抗所产生的电压降。

自耦变压器的阻抗电压百分比是一个很重 要的数值,是计算短路电流的依据。 它表明自耦变压器在满载(额定负荷)运行时自耦变压器本身的阻抗压降大小,对于自耦变压器二次测发生突然短路时,将会产生多大的短路电流有决定性的意义,对于自耦变压器并联运行也有重要的意义。

一般来说,当自耦变压器容量小时,阻抗电压百分比数也小;自耦变压器容量大时,阻抗电压百分比数应较大。我国生产的电力自耦变压器,阻抗电压百分比一般在4-24%的范围内。

阻抗电压是涉及自耦变压器成本、效率及运行的重要经济技术指标。同容量的自耦变压器,阻抗电压小的成本低,效率高,价格便宜(正常的自耦变压器,很小时例外,另外运行时的压降及电压变化率也小,电压质量容易得到控制和保证。从自耦变压器运行条件出发,希望阻抗电压小一点好。从限制自耦变压器短路电流条件出发,希望阻抗电压大一些好, 以免电气设备如断路器、隔离开关、电缆等在运行中经受不住短路电流的作用而损坏,所以在制造自耦变压器时,必须根据满足设备运行条件来设计阻抗电压,且应尽量小一些。

下面简单介绍一下电力自耦变压器的损耗组成及计算方法。

电力自耦变压器损耗分为铁损、铜损及附加损耗。铁损又可以叫空载损耗(忽略空载电流弓|起的电阻损耗),是不变损耗,实际是铁芯所产生的损耗,而铜损也叫负载损耗(忽略励磁电流在励磁电阻上产生的铁损耗),是可变损耗,指自耦变压器初、次级线圈中电流在电阻上产生的铜损耗。附加损耗包括附加铁损及附加铜损,由于这两种损耗数量很小,又难以测定,可以不计。

1、电力自耦变压器损耗计算公式:

(1)有功损耗: op=po kt β2 pk(2)无功损耗: 0q= qo kt β2 qk(3)综合功率损耗: opz= op kqaqqo≈lo%sn, qk≈uk%sn

式中: 

qo-空载无功损耗(kvar);

po-空载损耗(kw);

pk一额定负载损耗(kw);

sn一自耦变压器额定容量(kva)。

uk%短路电压百分比:

β→负载系数, 为负载电流与额定电流之比;

kt一负载波动损耗系数;

qk一额定负载漏磁功率(kvar);

kq一无功经济当量(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6kv-10kv降压自耦变压器取系统最小负荷时,其无功当量kq=0.1kw/kvar;

(3)自耦变压器平均负载系数,对于农用自耦变压器可取= 20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%;

(4)自耦变压器运行小时数t= 8760h,最大负载损耗小时数: t= 5500h;

(5)自耦变压器空载损耗po、额定负载损耗pk、lo%、 uk%,见产品出厂资料所示。

2、电力自耦变压器损耗的特征:

po一空载损耗, 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一负载损耗,主要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,领载电流的平方成正比;(并用标准线圈温度换算值来表示)。

负载损耗还受自耦变压器温度的影响,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。

自耦变压器的全损耗op=po pc自耦变压器的损耗比=pc /po

自耦变压器的效率=pz/(pz op),以百分比表示;其中pz为自耦变压器二次侧输出功率。

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