6负载损耗计算

设计手册油浸电力变压器负载损耗计算目录1概述SB-007.6第1页2绕组导线电阻损耗（PR）计算SB-007.6第1页3绕组附加损耗（Pf）计算SB-007.6第1页3.1层式绕组的附加损耗系数（Kf%）SB-007.6第1页3.2饼式绕组的附加损耗系数（Kf%）SB-007.6第2页3.3导线中涡流损耗系数（Kw%）计算SB-007.6第2页3.3.1双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度（Bm）计算SB-007.6第2页3.3.2降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（Bm）计算SB-007.6第3页3.3.3升压三绕组（或高-低-高双绕组）变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（Bm）计算SB-007.6第3页3.3.4双绕组运行方式的涡流损耗系数（Kw%）简便计算SB-007.6第4页3.4环流损耗系数（KC%）计算SB-007.6第4页3.4.1连续式绕组的环流损耗系数（KC%）计算SB-007.6第4页3.4.2载流单螺旋“242”换位的绕组环流损耗系数（KC1%）计算SB-007.6第5页3.4.3非载流(处在漏磁场中间)单螺旋“242”换位的绕组环流损耗系数（KC2%）计算SB-007.6第5页3.4.4载流双螺旋“交叉”换位的绕组环流损耗系数(KC1%)计算SB-007.6第6页3.4.5非载流(处在漏磁场中间)双螺旋“交叉”换位的绕组环流损耗系数（KC2%）计算SB-007.6第7页4引线损耗（Py）计算SB-007.6第7页5杂散损耗（PZS）计算SB-007.6第8页5.1小型变压器的杂散损耗（PZS）计算SB-007.6第8页5.2中大型变压器的杂散损耗（PZS）计算SB-007.6第9页5.3特大型变压器的杂散损耗（PZS）计算SB-007.6第10页油浸电力变压器负载损耗计算共页第页0201目录6负载损耗（Pk）计算SB-007.6第10页7轴向分裂变压器负载损耗（PKF）计算SB-007.6第11页7.1全穿越状态的负载损耗（PK）计算SB-007.6第11页7.1.1全穿越状态的各绕组相电流SB-007.6第11页7.1.2全穿越状态的负载损耗（PK）计算SB-007.6第11页7.2半穿越状态的负载损耗（PKB）计算SB-007.6第11页7.2.1半穿越状态的各绕组相电流SB-007.6第11页7.2.2半穿越状态的电阻损耗（PRB）计算SB-007.6第11页7.2.3半穿越状态的杂散损耗（PZSB）计算SB-007.6第12页7.2.4半穿越状态的负载损耗（PKB）计算SB-007.6第12页7.3分裂状态的负载损耗（PKB）计算SB-007.6第12页7.3.1分裂状态的各绕组相电流SB-007.6第12页7.3.2分裂状态的电阻损耗（PRF）计算SB-007.6第12页7.3.3分裂状态的横向漏磁产生的涡流损耗（PWF）计算SB-007.6第13页7.3.4分裂状态的负载损耗（PKF）计算SB-007.6第13页油浸电力变压器负载损耗计算共页第页02021概述负载损耗是当变压器在负载试验状态下,在一对绕组中,当额定电流（或分接电流）流经一个绕组的线路端子,且另一绕组短路时,在额定频率及参考温度下所吸取的有功功率。此时,其他绕组(如果有)应开路。根据磁势平衡原理，当短路的绕组中电流达到额定值，则接于电源的绕组中电流也达到额定值。根据标准规定，在负载试验状态下，应施加相应的额定电流（或分接电流）。在受到试验设备限制时，可以施加不小于相应额定电流（或分接电流）的50%。变压器的负载损耗主要是电流流经绕组导线产生的电阻损耗；漏磁通在绕组导线中产生的附加损耗（包括导线的涡流损耗和导线换位不完全而产生的环流损耗），以及漏磁通在钢铁结构件（如钢压板、夹件、油箱、钢螺栓及螺母紧固件等）中产生涡流而形成的杂散损耗。但由于漏磁场分布复杂，因此，附加损耗及杂散损耗难以精确计算，通常采用近似简化方法进行估算。另外，还有电流流经引线而产生的引线损耗等。在负载试验状态下，由于所施加的电压比额定电压低得多，在铁心中产生的磁通较小，故铁心损耗很小，常忽略不计。但当变压器的短路阻抗较大（如高阻抗变压器的短路阻抗高达40%以上）时，另需计算在负载试验状态下的铁心损耗。2绕组导线电阻损耗（PR）计算各绕组导线的电阻损耗分别按下式计算：PR=mxI2Rq[W](6.1)式中：mx—相数;I—分接的相电流（A）;Rq—分接的相电阻（）,见线圈计算公式（2.30）。3绕组附加损耗（Pf）计算RffP100%KP[W](6.2)式中：PR—绕组导线的电阻损耗（W）,按公式（6.1）计算;Kf%—绕组导线的附加损耗系数（%）,一般用占导线电阻损耗的百分数表示。3.1层式绕组的附加损耗系数（Kf%）层式绕组的附加损耗系数（Kf%），其中包括导线的涡流损耗及在油箱等结构件中的杂散损耗系数,一般估计为:≤200kVAKf%=3%左右250kVA～315kVAKf%=5%左右400kVA～630kVAKf%=8%左右资料来源编制校核标审提出部门审定标记处数更改文件号签字日期实施日期批准会签描图卷号旧底图总号底图总号日期签字设计手册油浸电力变压器负载损耗计算代替共页第1页133.2饼式绕组的附加损耗系数（Kf%）饼式绕组的附加损耗系数（Kf%），包括绕组的涡流损耗系数（Kw%）及环流损耗系数（Kc%），可按下式计算：Kf%=Kw%+Kc%[%](6.3)式中：Kw%—被计算绕组的涡流损耗系数（%），按公式（6.4）或公式（6.12）计算；Kc%—被计算绕组的环流损耗系数（%），按公式（6.13）至公式（6.22）计算。3.3导线中涡流损耗系数（Kw%）计算f—频率（Hz）；ρk—导线电阻系数（Ωmm2/m）；铜线（75℃）时：ρk=0.02135Ωmm2/m;铝线（75℃）时：ρk=0.0357Ωmm2/m;a—垂直于漏磁场方向的单根裸导线尺寸,一般指单根裸导线厚度（mm）；Jq—导线的电流密度（A/mm2）；Bm—最大纵向漏磁通密度（T）,变压器绕组的最大纵向漏磁通密度（Bm）与运行方式有关，分别按下列各式计算。3.3.1双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度（Bm）计算（如图6.1）式中：IW—绕组的安匝；ρ—洛氏系数,见阻抗计算SB1-007.5;HK—平均电抗高度（mm）。必须注意：当三绕组的外部1与内部3运行时，中间绕组2为非载流绕组，虽然绕组中没有电流流过，但它处于漏磁主空道之中，即处于最大纵向漏磁场位置。其中间绕组2的涡流损耗将是平均涡流损耗的3倍。为了计算方便起见，常采用同一公式（6.4）计算涡流损耗系数，故将中间绕组的最大纵向漏磁通密度用Bm2=√3Bm代入。版次日期签字旧底图总号底图总号日期签字油浸电力变压器负载损耗计算共页第页132)4.6(]%[JBa50f10k%K2qm2w075.1k:)C75(;99.2k:)C75(,Hz50;1810fk;k:2k622铝线铜线时当系数式中低压2高压⊙1Bm中(低)压2高压⊙1低(中)压3Bm中(低)压2高压⊙1低(中)压3Bm中(低)压⊙2高压1低(中)压3Bm图6.1双绕组运行方式的纵向漏磁通密度分布图a)高压1与低压2运行b)外部1与中间2运行d)外部1与内部3运行c)中间2与内部3运行5.6THIW1078.1HIW1024.0BK3K3m3.3.2降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（Bm）计算（如图6.2）式中：I1W1；I3W3—联合运行时外绕组及内绕组的安匝；ρ13—外、内绕组的洛氏系数,见阻抗计算SB1-007.5;HK123—平均电抗高度（mm）。3.3.3升压三绕组（或高-低-高双绕组）变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（Bm）计算（如图6.3）式中：I1W1—联合运行时外绕组的安匝；I3W3—联合运行时内绕组的安匝；ρ12—外、中绕组的洛氏系数,见阻抗计算SB1-007.5；ρ23—中、内绕组的洛氏系数,见阻抗计算SB1-007.5；HK12—外、中绕组平均电抗高度（mm）;HK23—中、内绕组平均电抗高度（mm）。版次日期签字旧底图总号底图总号日期签字油浸电力变压器负载损耗计算共页第页1336.6THWI1078.1B:123K131131m外绕组7.6THWI1078.1B:123K133333m内绕组8.6TBBBBB:23m3m1m21m2m中绕组9.6THWI1078.1B:12K121131m外绕组10.6THWI1078.1B:23K233333m内绕组3m1m2m3311BB21B:WIWI时当图6.2降压三绕组变压器联合运行方式的纵向漏磁通密度分布图a)高1对中2及低3运行b)高1及中2对低3运行中压2高压⊙1低压3Bm3Bm1中压2高压1低压⊙3Bm3Bm1图6.3升压三绕组变压器联合运行或低压对高I及高II运行方式的纵向漏磁通密度分布图a)低(中)2对高1及中(低)3运行b)低2对高I及高II运行低(中)压⊙2高压1中(低)压3Bm3Bm1低压⊙2高压I1高压II3Bm3Bm111.6TBBBBB:23m3m1m21m2m中绕组双绕组运行方式的涡流损耗系数（KW%）简便计算，双绕组运行方式的涡流损耗系数计算，为了简便起见，可不必先计算漏磁通密度(Bm),而直接用下式计算：表6.1公式（6.12）中符号代表意义名称同心式线圈交迭式线圈kw-涡流系数kw=1.782×10–3×π2/(18ρk2);75°C时:铜线：kw=3.8；铝线：kw=1.36f-频率(Hz)f-额定频率(Hz)f-额定频率(Hz)n-平行于漏磁场方向的导线根数连续式:n=总段数（总饼数）螺旋式:n=匝数(W)×螺旋股数(nb)连续式:n=每段匝数(Wb)×并联根数(mb)螺旋式:n=每股并联根数(mb)m-垂直于漏磁场方向的导线根数连续式:m=每段匝数(Wb)×并联根数(mb)螺旋式:m=每股并联根数(mb)连续式:m=每磁平衡组内段数(nh)螺旋式:m=每磁平衡组内匝数(Wh)a-垂直于漏磁场方向的裸导线尺寸a=沿辐向方向单根裸导线厚度(mm)a=沿轴向方向单根裸导线宽度(mm)s-单根导线面积s=单根裸导线截面（mm2）s=单根裸导线截面（mm2）ρ-洛氏系数ρ=纵向漏磁洛氏系数ρh=横向漏磁洛氏系数HK-电抗高(mm)HK=线圈电抗高度（mm）HK=线圈电抗宽度(BK）（mm）3.4环流损耗系数（KC%）计算由于并联导线在漏磁场中所处的位置不同，故在并联导线中产生循环电流,从而产生环流损耗，环流损耗的大小与漏磁分布曲线及绕组的换位型式有关，下面仅考虑由于纵向漏磁通在并联导线中产生的环流损耗。对单螺旋式而言，采用“242”换位为最佳。以“242”换位,m=4环流损耗为1的各种换位型式的相对环流损耗，如表6.2所示。表6.2相对环流损耗对比表m345681216202428一次标准换位196.6321344358.7—全分布（潘戈）换位2.365.006.988.37—“121”换位—2.25—15.5821.3225.8627.5828.4128.89“212”换位—1—13.4718.7522.824.2724.9725.35“242”换位—1——1.772.763.193.413.533.81“424”换位—9——12.3114.2915.2315.7716.1216.36“121”/“212”换位—2.25—1.161.141.131.131.141.14“424”/“242”换位—9——6.955.184.774.624.574.533.4.1连续式绕组的环流损耗系数（KC%）计算式中：k0–系数;k0=16×10–4×π4/(180ρk2);75°C时:铜线：k0=1.89；铝线：k0=0.679；mb–连续式绕组