变压器供电线路功率损耗的计算

变压器、供电线路功率损耗的计算

1．变压器功率损耗的计算

变压器的功率损耗，包括有功功率损耗ΔPT和无功功率损耗ΔQT。有功损耗又分为空载损耗和负载损耗两部分。空载损耗又称铁损，它是变压器主磁通在铁芯中产生的有功功率损耗，因为主磁通只与外加电压和频率有关，当外加电压U和频率f为恒定时，铁损也为常数，与负荷大小无关。负载损耗又称铜损，它是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功功率损耗，其值与负载电流平方成正比。同样无功功率损耗也由两部分组成，一部分是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流所造成的无功功率损耗，另一部分是由变压器负载电流在一、二次绕组电抗上产生的无功功率损耗。

ΔPs、ΔQs是通过短路试验测得，ΔP0、ΔQ0是由空载试验测得，由制造厂提供。

（4-9）

式中ΔPT、ΔQT——变压器的有功功率损耗（kW）、无功功率损耗（kvar）；

ΔP0、ΔQ0——变压器的空载有功功率损耗（kW）、空载无功功率损耗（kvar）；

ΔPs、ΔQs——变压器负载有功功率（kW）、负载无功功率（kvar），即变压器的短路有功功率损耗和无功功率损耗。

Sca ——计算视在功率（KVA）；

SN·T——变压器的额定容量（KVA）。

变压器的功率损耗可用下式概略计算。

（4-10）

式中I0%——变压器空载电流占额定电流的百分数；

Uz%——变压器阻抗电压占额定电压的百分数。

ΔPT——变压器的有功功率损耗（kW）；

ΔQT——变压器的无功功率损耗（kvar）。

2．供电线路功率损耗的计算

供电线路的有功功率损耗、无功功率损耗可安下式计算：

（4-11）

式中△Pl、△Ql——线路的有功功率损耗（kW），无功功率损耗（kvar）；R、X——每组线路电阻、电抗。

R、X可按下式计算：

（4-12）

式中 r0、x0——线路单位长度的交流电阻和电抗；（Ω/km）；

l——线路计算长度（km）。

变压器容量和台数的选择

变压器的容量和台数，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。

1、35kV变电所主变压器选择

（1）在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装一台主变压器。

（2）装有二台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。

（3）具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈变压器。

2、10kV变电所配电变压器的选择

（1）当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：

1）有大量一级或二级负荷。

2）季节性负荷变化较大。

3）集中负荷较大。

（2）装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。

（3）变电所中单台变压器（低压为0.4kV）的容量不宜大于1250kVA。当用电设备容量较大，负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。

（4）当属下列情况之一时，可设专用变压器：

1）如动力和照明共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器。一般情况下，动力和照明宜共用变压器。

2）冲击性负荷较大，严重影响电能质量时，可设冲击性负荷专用变压器。

3）出于功能需要的某些特殊设备（如容量较大的X光机等）宜设专用变压器。

4）当季节性的负荷容量较大时（如大型民用建筑中的冷冻机组等负荷）可设专用变压器。

（5）变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动要求。

变压器绕组结线的选择

1、三相变压器有星形、角形、曲折形等连接方式，其表示方法见表4.2。

变压器绕组连接方式表4.2

不同绕组间电压相位差，即相位移为30°的倍数，故有0、1、2，……，11共12个组别。通常绕组的绕向相同，端子和相别标志一致，联结组别仅为0和11两种，中、低压绕组连接组标号有Y、Yn0（或Y、Yn12）与D、Yn11。

2、下列情况下宜选用D、Yn11变压器。

（1）当单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压侧绕组额定电流的25%时，应选用D，Yn11结线组别三相配电变压器。

（2）为了控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率，35kV/0.4kV、10kV/0.4kV双绕组变压器宜选用D，Yn11结线组别的三相配电变压器。即可限制三次谐波的含量。

（3）当需要提高单相短路电流值，确保单相保护动作灵敏度。