變壓器的空載損耗與空載電流以及短路損耗與短路阻抗的區(qū)別

閱讀次數(shù)：2909 發(fā)布時間： 2020-02-28 14:45:00

Po空載損耗，即指當以額定頻率的額定電壓施加于變壓器一個繞組的端子上，其余各繞組開路時，變壓器所吸收的有功功率，又稱為鐵損(忽略空載運行狀態(tài)下的施壓繞組的電阻損耗)。其數(shù)值反映變壓器空載時所消耗的能量，包括磁滯損耗和渦流損耗，磁滯損耗與頻率成正比，與最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比；渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼片的厚度三者的積成正比。變壓器鐵芯用硅鋼片材料特性、厚度及疊片方式、工藝等直接影響Po數(shù)值的大小，Po與參考溫度無關。

Io空載電流，指當向變壓器的一個繞組施加額定頻率的額定電壓時，其它繞組開路，流經(jīng)該繞組線路端子的電流，是變壓器不帶負載時從電網(wǎng)吸收的電流。對于三相變壓器，是流經(jīng)三相端子電流的算術平均值。其中，較小的有功分量Io(r)用以補償鐵心的損耗，即空載損耗Po，其較大的無功分量Io(x)用于勵磁，以平衡鐵芯的磁壓降。

通常Io以額定電流的百分數(shù)表示:Io%=(Io/In)*100= 0.1~3%

空載損耗的大小和空載電流的大小沒有固定的必然聯(lián)系。對于同規(guī)格的同一批次生產(chǎn)的兩臺變壓器空載損耗可以基本相等，而空載電流可以相差很大，從變壓器的角度來講，空載電流對變壓器的可靠性基本沒有影響，對運行成本稍有增加，但非常小，但是空載電流大的變壓器往往噪音比較大，因為變壓器鐵心的接縫比較大，空載電流的大小主要取決于接縫的大小和變壓器的材質好壞?？蛰d損耗主要取決于材質和設計時的磁通密度。

Pk短路損耗，又稱額定負載損耗，指當變壓器二次繞組短路，一次繞組施加電壓使其電流達到額定值時，變壓器從電源吸收的有功功率稱為短路損耗，短路損耗也叫銅損。

Uk短路電壓，又稱阻抗電壓、短路阻抗，指當變壓器二次繞組短路，一次繞組流通額定電流而需施加的電壓。通常Uk以額定電壓的百分比表示，即Uk=(Uk/Un)×100% 。

阻抗電壓表示變壓器內阻抗的大小，是變壓器在運行中繞組通過額定電流時，本身阻抗所產(chǎn)生的電壓降。

變壓器的阻抗電壓百分比是一個很重要的數(shù)值，是計算短路電流的依據(jù)。它表明變壓器在滿載(額定負荷)運行時變壓器本身的阻抗壓降大小，對于變壓器二次測發(fā)生突然短路時，將會產(chǎn)生多大的短路電流有決定性的意義，對于變壓器并聯(lián)運行也有重要的意義。

一般來說，當變壓器容量小時，阻抗電壓百分比數(shù)也??；變壓器容量大時，阻抗電壓百分比數(shù)應較大。我國生產(chǎn)的電力變壓器，阻抗電壓百分比一般在4~24%的范圍內。

阻抗電壓是涉及變壓器成本、效率及運行的重要經(jīng)濟技術指標。同容量的變壓器，阻抗電壓小的成本低，效率高，價格便宜(正常的變壓器，很小時例外)，另外運行時的壓降及電壓變化率也小，電壓質量容易得到控制和保證。從變壓器運行條件出發(fā)，希望阻抗電壓小一點好。從限制變壓器短路電流條件出發(fā)，希望阻抗電壓大一些好，以免電氣設備如斷路器、隔離開關、電纜等在運行中經(jīng)受不住短路電流的作用而損壞，所以在制造變壓器時，必須根據(jù)滿足設備運行條件來設計阻抗電壓，且應盡量小一些。

下面簡單介紹一下電力變壓器的損耗組成及計算方法。

電力變壓器損耗分為鐵損、銅損及附加損耗。鐵損又可以叫空載損耗（忽略空載電流引起的電阻損耗），是不變損耗，實際是鐵芯所產(chǎn)生的損耗，而銅損也叫負載損耗（忽略勵磁電流在勵磁電阻上產(chǎn)生的鐵損耗），是可變損耗，指變壓器初、次級線圈中電流在電阻上產(chǎn)生的銅損耗。附加損耗包括附加鐵損及附加銅損，由于這兩種損耗數(shù)量很小，又難以測定，可以不計。

1、電力變壓器損耗計算公式

(1)有功損耗：ΔP＝Po＋KT β² Pk

(2)無功損耗：ΔQ＝Qo＋KT β² Qk

(3)綜合功率損耗：ΔPz＝ΔP＋KQΔQ

Qo≈Io%Sn，Qk≈Uk%Sn

式中：Qo——空載無功損耗(kvar)

Po——空載損耗(kW)

Pk——額定負載損耗(kW)

Sn——變壓器額定容量(kVA)

Uk%——短路電壓百分比

β ——負載系數(shù)，為負載電流與額定電流之比。

KT——負載波動損耗系數(shù)