运行中电力变压器无功损耗的计算

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运行中电力变压器的损耗，人们往往只注意铜损、铁损的有功损耗，而容易忽略变压器无功功率引起的损耗。其实变压器的无功损耗在电力系统中有着不可忽视的重要影响。在系统中输送无功功率时要消耗有功电能，无功经济当量K 就是在无功功率使用地点每消耗lkvar 的无功功率时系统中所增加的有功损耗值，单位为kW/kvar 。

电力变压器的无功功率。电力变压器实际上相当于一个有铁芯的大电感线

圈。其等值电路可简化为如图所示。当电力变压器投入电网运行时，由于激磁电阻R o 、线圈电阻

R k 、激磁电抗X o 、线圈漏电抗X k 的存在，必然会造成损耗。消耗于R k 的功率I 2o R k 为铜损，消耗于R 0的功率I 2o R o 为铁损。X k 上的功率I 2o X k 为漏磁无功功率，X o 上的功率I 2o X o 为激磁无功功率，这是变压器一次侧通过电磁感应传送给二次侧的电磁功率。在一般电力变压器中，X o 、X k 分别比R o 、R k 在数值上大得多。以一台SJ 型6kV 、100kV A 的电力变压器为例，其空载试验和短路试验表明：R o =2.28Ω，X o =24.5Ω，R k =7.24Ω，X k =19.5Ω(折合到低压侧时则R’k =0.04Ω，X’k =0.08Ω)。很显见，I 2o X o 、I 2o X k 要比I 2o R o 、I 2o R k 在数值上要大得多。 运行中电力变压器无功功率的计算。如上所述，电力变压器的无功功率Q 是由铁芯的激磁功率Q o 和线圈的漏磁无功功率Q 1组成的。即： Q=Q o + Q 1

当电压不变时，Q o 实际上就是变压器空载试验时的无功功率，即：

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由式上图可知，只要知道变压器的空载电流标么值i o 和短路电压标么值（阻抗电压）Uk ，那么这台变压器的无功功率便可计算得知。一般i o 、U k 均可从变压器的铭牌上或有关手册上查到。下表列出12台厂矿常用电力变压器的无功功率数值。

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无功功率经济当量。我们知道，无功功率仅表示电能与磁场能或电场能的转换，它的平均功率为0，理论上分析，无功功率并没有损耗有功功率。然而，无功功率是由发电机、同步调相机或电力补偿电容器供给的，而且要通过一定的网络来输送。由于发电机、同步调相机、电容器自身的损耗以及传输网络上的铜损(线损)，所以使得在生产和传送无功功率时，必须要消耗一定量的有功功率。即每lkvar 的无功功率会在电力系统内产生相当的有功功率损耗。如其数值等于K ，那么称K 为无功功率经济当量(无功功率经济当量K ，随输送网络的不同、电网负荷的不同而不同)。它表示生产及输送1kvar 无功功率时所损耗的有功功率千瓦数。其单位为kw/kvar 。所以，变压器内的无功功率，实际上损耗了有功功率。 运行中的电力变压器无功功率所造成的有功损耗计算。 【例l 】 一台SJ 1―560/10的电力变压器，假设在生产时间内带90％的负荷运行，每天生产时间为8h ，每月有效工作日为25.5天(过去单休日)。生产以外的时间变压器以空载状态运行。一年以360天计算，此台变压器一年所消耗的无功电能为：

W Q =33.6×(360×24—25.5×12×8) + (33.6+20.41)×25.5×12×8=208051+132216=340267(kvat ·h)

一般工矿企业均由电网的区域变电站供电，而生产时间一般也为电网负荷最大时，所以，在生产时间内K 取0.15，其余时间K 取0.1，这样便可把无功电能转算成有功电能：

筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M W p =0.1×208051+0.15×132216=20805+19832=40637(kW·h)

【例2】 一台S7―800/10的低损耗变压器，同样假设在生产时间内带90％的负荷运行，每天生产时间为8h 。每月有效工作日为21.5天(双休日)。生产以外的时间变压器以空载状态运行。一年以360天计算，该台变压器运行一年所消耗的无功电能为：W Q =6.4× (360×24—21.5×12×8) + (6.4+32.4)×21.5×12×8=42086+80083=122169(kvar ·h)。

W p =0.1×42086+0.15×80083。4209+12012=16221(kW ·h)

注：生产时间内K 取0.15，其余时间K 取0.1。 从上述计算结果可以看出，一台SJ 1―560/10的电力器，每年损耗于本身无功功率的有功电能达4万多kwh 。而这台变压器在相同条件下运行，一年内其铜损和铁损所造成的损耗为36000kW.h(按上节公式计算)。可见，电力变压器功率造成的有功损耗有时比变压器本身铜、铁损所造成的有耗还大。所以，电力变压器的无功损耗不应轻易忽略，而应人们的注意。另外从计算结果，可明显看出，推广使用低损压器可降耗节能；同时，电力变压器在空载时应退出运行，少不必

要的无功损耗。