施工用變壓器損耗分析

楊高產

中國核電工程有限公司，江蘇連云港 222043

1 常用環氧樹脂澆注變壓器的損耗數值

變壓器損耗分為空載損耗和負載損耗，空載損耗是指變壓器在不帶任何負載時的損耗，這部分損耗也叫鐵損。負載損耗是指變壓器在額定功率時銅線圈上產生的損耗，這部分損耗也叫銅損。變壓器的總損耗等于空載損耗和負載損耗之和。

下表給出了常用變壓器的損耗數值：）

SC（B）10型變壓器（W）（W）（W）P0 PK PΣ SC（B）9型變壓器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 空載損耗；PK 75℃時負載損耗；PΣ 總損耗

上表給出的是設計參考值，變壓器的實際損耗可能大于上表所給出的數值。2010 年田灣核電站現場臨時供電所購買的東盟變壓器SCB10-1000/10 干式電力變壓器的空載損耗為1820W，負載損耗為9062W。

2 變壓器的空載損耗

此損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級線圈電阻上的損耗，前者稱為鐵損后者稱為銅損。由于空載電流很小，后者可以略去不計，因此，空載損耗基本上就是鐵損。

影響鐵損的因素很多，以數學式表示，則 ：

式中：Pn、Pw-表示磁滯損耗和渦流損耗 ；

kn、kw-常數 ；

f-變壓器外施電壓的頻率赫 ；

Bm-鐵芯中最大磁通密度韋／米2 ；

n-什捷因麥茲常數，對常用的硅鋼片，當Bm=（1.0～1.6）韋／米2 時，n ≈2，對目前使用的方向性硅鋼片，取2.5～3.5。

根據變壓器的理論分析，假定初級感應電勢為E1（V），則：E1=KfBm（2）

K 為比例常數，由初級匝數及鐵芯截面積而定，則鐵損為：

由于初級漏阻抗壓降很小，若忽略不計，

可見，變壓器的鐵損與外施電壓有很大關系如果電壓V為一定值，則鐵損不變，（因為f 不變），又因為正常運行時U1=U1N，故空載損耗又稱不變損耗.如果電壓波動，則空載損耗即變化。

3 變壓器的負載損耗

此損耗是指變壓器初、次級線圈中電流在電阻上產生的銅損耗及勵磁電流在勵磁電阻上產生的鐵損耗。當電流為額定電流時，后者很小，可以不計，故主要是電流在初、次級線圈電阻上的銅損。

對三相變壓器在任意負載時，銅耗表達式：

式中：I1-初級線圈的負載電流 ；

I2’-次級線圈折算到初級的電流 ；

R1-初級線圈的電阻 ；

R2’-次級線圈折算得初級的電阻 。

由上式可見，變壓器的銅損和負載電流的平方成正比。考慮到負載運行時，負載電流的變化，故此損耗又稱可變損耗。

4 施工臨時用電變壓器損耗分析

2011 年 6 月新15#箱變用電情況

損耗=總表-分表合計=5400-3680=1720 度

理論損耗計算值為1360 度

多損耗=1720-1360=360 度

損耗系數=1720/3680=0.467

損耗百分數=46.7%

用戶 電表號本次讀數上次讀數差值變比用電量（度）華興54983 2624 2554 70 40 2800華興382850 112 103 9 40 360華興54098 1497 1448 49 60 2940華興382495 576 576 0 60 0華興382499 432 423 9 80 720華興382849 978 978 0 80 0華興382501 164 164 0 80 0華興382607 117 116 1 60 60分表合計6880總表 9047490 207.5 203 4.5 2000 9000

2011 年 6 月新7#箱變用電情況

損耗=總表-分表合計=9000-6880=2120 度

理論損耗計算值為1373 度

多損耗=2120-1373=747 度

損耗系數=2120/6880=0.308

損耗百分數=30.8%

上面所選的是2011 年6 月份兩臺東盟SCB10-1000/10 新變壓器的損耗情況，因為新變壓器基本可排除因設備故障所造成的損耗，通過對這兩臺變壓器的損耗計算發現都遠大于理論計算值，于是我對這兩臺變壓器當月的負載進行了調查，發現這兩臺變壓器當月的負載主要是塔吊和電焊機，這兩種設備都是頻繁啟動且大功率設備，屬于“沖擊用電”性質，這說明現場臨時施工用電的“沖擊用電”性質確實是造成變壓器損耗加大的原因，這種用電性質在施工高峰到來后會因為用電負荷的加大而使損耗系數相對降低，這是因為很多的沖擊負載疊加到一起，反映到變壓器側就幾乎成為線性的負載了，這樣會使變壓器的損耗接近理論計算值，所以會降低變壓器的損耗系數。而在施工的早期和后期因為變壓器的負荷很小，反映到變壓器側就是斷斷續續的高頻沖擊負載，所以會加大變壓器的損耗，且具體數值無法通過理論計算而得，只能說與沖擊負載的頻率和幅度有關。在核電站施工早期有的現場臨時用電變壓器負荷很小，有的箱變一月才用幾百度電，這樣損耗系數就顯得很大，所以建議對負荷小的變壓器應考慮轉移負荷關閉負荷小的變壓器。

[1]黃強.變電站變壓器經濟運行的探討.湖北電力，2001.

[2]中國航空工業規劃設計研究院編. 工業與民用配電設計手冊[M].北京：水利電力出版社，2004.

[3]徐名通.電力變壓器的運行和檢修[J].北京：水利電力出版社, 1976.