变压器损耗详解：铁损与铜损计算方法及特征

变压器的损耗计算是电力系统设计和维护的重要环节，它涉及到电能的有效利用和设备的经济性。变压器损耗主要分为两部分：铁损和铜损。 1. 铁损（又称空载损耗或铁芯损耗）： - 空载损耗是变压器在无负荷状态下产生的损耗，即固定损耗，这部分损耗主要来自铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗。 - 磁滞损耗与频率成正比，且与磁通密度的磁滞系数的次方成正比。这意味着频率越高或磁通密度越大，磁滞损耗也越大。 - 涡流损耗则与频率、磁通密度以及硅钢片厚度的乘积成正比。硅钢片作为铁芯材料，其厚度会影响涡流的形成和损耗。 2. 铜损（又称负荷损耗或铜线损耗）： - 当变压器带负荷运行时，电流通过绕组产生的电阻损耗，通常称为铜损，它随着负载电流的增加而增大，与负载电流的平方成正比。 - 铜损是可变的，它随着负载的变化而变化，是变压器实际运行中的重要考虑因素。 3. 计算公式： - 有功损耗（ΔP）由空载损耗（P₀）和负载损耗（KTβ²PK）组成，其中KT是负载波动系数，β是平均负载系数。 - 无功损耗（ΔQ）计算类似，涉及空载无功损耗（Q₀）和负载无功损耗（KTβ²QK），其中Q₀与变压器空载电流百分比（I₀%）和额定容量（SN）有关，QK与短路电压百分比（UK%）相关。 - 综合功率损耗（ΔPZ）是有功和无功损耗之和。 4. 参数选择： - 为了简化计算，常取KT=1.05（负载波动系数）。 - 对于城市和工业电网的6kV~10kV变压器，无功经济当量KQ取0.1kW/kVAR，适合系统负荷。 - 平均负载系数β根据应用环境不同有所差异，如农用变压器取20%，三班制工业用变压器取75%。 - 变压器运行时间（T）、负载损耗小时数（t）以及空载损耗、额定负载损耗、空载电流百分比、短路电压百分比等数据通常参考产品手册。 通过以上分析，变压器损耗计算的关键在于理解和运用这些公式和参数，以优化电力系统的运行效率，减少不必要的能源浪费，并确保设备的经济性和可靠性。