变压器铁心损耗计算公式

Answer 1

1. 变压器铁心损耗的计算
变压器的损耗主要分为铁损和铜损。铁损，也称为空载损耗，是指变压器在无负载情况下，由于铁芯存在而产生的固定损耗。铜损，也称为负载损耗，是指变压器在负载运行时，电流通过绕组产生的电阻损耗。
2. 变压器损耗的计算公式
(1) 有功功率损耗：\(\delta P = P_{k\text{t}} \beta^2 P_{k\text{p}} - (1)\)
(2) 无功功率损耗：\(\delta Q = Q_{K\text{T}} \beta^2 Q_{K\text{p}} - (2)\)
(3) 综合功率损耗：\(\delta P_{\text{z}} = \delta P + KQ \delta Q - (3)\)
其中：\(Q_0\) 为空载无功损耗（kvar），\(P_0\) 为空载损耗（kW），\(P_{K}\) 为额定负载损耗（kW），\(S_n\) 为变压器的额定容量（KVA），\(i_0\%\) 为变压器空载电流的百分比，\(u_k\%\) 为短路电压的百分比，\(\beta\) 为平均负载系数，\(K_t\) 为负荷波动损失系数，\(Q_K\) 为额定负载泄漏功率（Kvar），\(K_Q\) 为无功功率的经济当量（kW/Kvar）。
3. 公式计算中各参数的选择条件
(1) \(K_t = 1.05\)
(2) 城市电网和工业企业电网中的6kV~10kV降压变压器，取系统最小负荷时的无功等效 \(K_Q = 0.1\) kW/Kvar
(3) 变压器的平均负载系数，对于农用变压器，\(\beta = 20\%\) 可取；工业企业实行三班倒，\(\beta = 75\%\) 可取
(4) 变压器运行小时数 \(t = 8760\) 小时，最大负荷损失小时数 \(t = 5500\) 小时
(5) 变压器的空载损耗 \(P_0\)、额定负载损耗 \(P_K\)、\(i_0\%\) 和 \(u_k\%\) 见产品数据。
4. 变压器损耗特性
- \(P_0\) 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；与最大磁通密度和磁滞系数的幂成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度和硅钢片厚度的乘积成正比。
- \(P_C\) 负载损耗，主要是负载电流通过绕组时电阻的损耗，一般称为铜损。其大小随负载电流变化，与负载电流的平方成正比；并以标准线圈温度换算值表示。负载损耗还受变压器温度的影响，负载电流产生的漏磁会造成绕组中的涡流损耗和绕组外金属部分的杂散损耗。
变压器总损耗 \(\delta P = P_C\)，变压器损耗比 \(=\frac{P_C}{P_0}\)，变压器的效率 \(=\frac{P_z}{P_z + \delta P}\)，其中 \(P_z\) 是变压器次级侧的输出功率。