施工用变压器损耗分析

杨高产

中国核电工程有限公司，江苏连云港 222043

1 常用环氧树脂浇注变压器的损耗数值

变压器损耗分为空载损耗和负载损耗，空载损耗是指变压器在不带任何负载时的损耗，这部分损耗也叫铁损。负载损耗是指变压器在额定功率时铜线圈上产生的损耗，这部分损耗也叫铜损。变压器的总损耗等于空载损耗和负载损耗之和。

下表给出了常用变压器的损耗数值：）

SC（B）10型变压器（W）（W）（W）P0 PK PΣ SC（B）9型变压器P0（W）PK（W）PΣ（W 160 480 1860 2340 160 500 1980 2480 200 550 2200 2750 200 560 2240 2800 250 630 2400 3030 250 650 2410 3060 315 770 3030 3800 315 820 3100 3920 400 850 3480 4330 400 900 3600 4500 500 1020 4260 5280 500 1100 4300 5400 630 1180 5120 6300 630 1200 5400 6600 800 1330 6060 7390 800 1350 6600 7950 1000 1550 7090 8640 1000 1550 7600 9150 1250 1830 8460 10290 1250 2000 9100 11100 1600 2140 10200 12340 1600 2300 11000 13300 2000 2400 12600 15000 2000 2700 13300 16000 2500 2850 15000 17850 2500 3200 15800 19000

P0 空载损耗；PK 75℃时负载损耗；PΣ 总损耗

上表给出的是设计参考值，变压器的实际损耗可能大于上表所给出的数值。2010 年田湾核电站现场临时供电所购买的东盟变压器SCB10-1000/10 干式电力变压器的空载损耗为1820W，负载损耗为9062W。

2 变压器的空载损耗

此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2 ；

n-什捷因麦兹常数，对常用的硅钢片，当Bm=（1.0～1.6）韦／米2 时，n ≈2，对目前使用的方向性硅钢片，取2.5～3.5。

根据变压器的理论分析，假定初级感应电势为E1（V），则：E1=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，

可见，变压器的铁损与外施电压有很大关系如果电压V为一定值，则铁损不变，（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。

3 变压器的负载损耗

此损耗是指变压器初、次级线圈中电流在电阻上产生的铜损耗及励磁电流在励磁电阻上产生的铁损耗。当电流为额定电流时，后者很小，可以不计，故主要是电流在初、次级线圈电阻上的铜损。

对三相变压器在任意负载时，铜耗表达式：

式中：I1-初级线圈的负载电流 ；

I2’-次级线圈折算到初级的电流 ；

R1-初级线圈的电阻 ；

R2’-次级线圈折算得初级的电阻 。

由上式可见，变压器的铜损和负载电流的平方成正比。考虑到负载运行时，负载电流的变化，故此损耗又称可变损耗。

4 施工临时用电变压器损耗分析

2011 年 6 月新15#箱变用电情况

损耗=总表-分表合计=5400-3680=1720 度

理论损耗计算值为1360 度

多损耗=1720-1360=360 度

损耗系数=1720/3680=0.467

损耗百分数=46.7%

用户 电表号本次读数上次读数差值变比用电量（度）华兴54983 2624 2554 70 40 2800华兴382850 112 103 9 40 360华兴54098 1497 1448 49 60 2940华兴382495 576 576 0 60 0华兴382499 432 423 9 80 720华兴382849 978 978 0 80 0华兴382501 164 164 0 80 0华兴382607 117 116 1 60 60分表合计6880总表 9047490 207.5 203 4.5 2000 9000

2011 年 6 月新7#箱变用电情况

损耗=总表-分表合计=9000-6880=2120 度

理论损耗计算值为1373 度

多损耗=2120-1373=747 度

损耗系数=2120/6880=0.308

损耗百分数=30.8%

上面所选的是2011 年6 月份两台东盟SCB10-1000/10 新变压器的损耗情况，因为新变压器基本可排除因设备故障所造成的损耗，通过对这两台变压器的损耗计算发现都远大于理论计算值，于是我对这两台变压器当月的负载进行了调查，发现这两台变压器当月的负载主要是塔吊和电焊机，这两种设备都是频繁启动且大功率设备，属于“冲击用电”性质，这说明现场临时施工用电的“冲击用电”性质确实是造成变压器损耗加大的原因，这种用电性质在施工高峰到来后会因为用电负荷的加大而使损耗系数相对降低，这是因为很多的冲击负载叠加到一起，反映到变压器侧就几乎成为线性的负载了，这样会使变压器的损耗接近理论计算值，所以会降低变压器的损耗系数。而在施工的早期和后期因为变压器的负荷很小，反映到变压器侧就是断断续续的高频冲击负载，所以会加大变压器的损耗，且具体数值无法通过理论计算而得，只能说与冲击负载的频率和幅度有关。在核电站施工早期有的现场临时用电变压器负荷很小，有的箱变一月才用几百度电，这样损耗系数就显得很大，所以建议对负荷小的变压器应考虑转移负荷关闭负荷小的变压器。

[1]黄强.变电站变压器经济运行的探讨.湖北电力，2001.

[2]中国航空工业规划设计研究院编. 工业与民用配电设计手册[M].北京：水利电力出版社，2004.

[3]徐名通.电力变压器的运行和检修[J].北京：水利电力出版社, 1976.