變損和線損的計(jì)算

變損和線損的計(jì)算一、變損：變壓器損耗計(jì)算公式TOC\o"1-5"\h\z有功損耗：△P= PO +KT p 2PK (1)無功損耗：△Q= QO +KT p 2QK (2)綜合功率損耗：△ PZ =△P + KQ△ Q---- (3)QORIO%SN,QKrUK%SN式中：QO——空載無功損耗(kvar)PO——空載損耗(kW)PK——額定負(fù)載損耗(kW)SN——變壓器額定容量(kVA)IO%——變壓器空載電流百分比。UK%——短路電壓百分比P——平均負(fù)載系數(shù)KT——負(fù)載波動損耗系數(shù)QK——額定負(fù)載漏磁功率(kvar)KQ——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量(kW/kvar)上式計(jì)算時(shí)各參數(shù)的選擇條件：取KT=1.O5;對城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的6kV~10kV降壓變壓器取系統(tǒng)最小負(fù)荷時(shí)，其無功當(dāng)量KQ=0.1kW/kvar;變壓器平均負(fù)載系數(shù)，對于農(nóng)用變壓器可取P=20%;對于工業(yè)企業(yè)，實(shí)行三班制，可取p=75%;變壓器運(yùn)行小時(shí)數(shù)T=8760h,最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)：t=5500h;變壓器空載損耗P0、額定負(fù)載損耗PK、I0%、UK%,見產(chǎn)品資料所示。變壓器損耗的特征P0——空載損耗，主要是鐵損，包括磁滯損耗和渦流損耗；磁滯損耗與頻率成正比；與最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比。渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼片的厚度三者的積成正比。PC——負(fù)載損耗，主要是負(fù)載電流通過繞組時(shí)在電阻上的損耗，一般稱銅損。其大小隨負(fù)載電流而變化，與負(fù)載電流的平方成正比；(并用標(biāo)準(zhǔn)線圈溫度換算值來表示)。負(fù)載損耗還受變壓器溫度的影響，同時(shí)負(fù)載電流引起的漏磁通會在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，并在繞組外的金屬部分產(chǎn)生雜散損耗。變壓器的全損耗△P=P0PC變壓器的損耗比=PC/P0變壓器的效率=PZ/(PZ△P),以百分比表示；其中PZ為變壓器二次側(cè)輸出功率。

變壓器節(jié)能技術(shù)推廣1)推廣使用低損耗變壓器；鐵芯損耗的控制變壓器損耗中的空載損耗，即鐵損，主要發(fā)生在變壓器鐵芯疊片內(nèi)，主要是因交變的磁力線通過鐵芯產(chǎn)生磁滯及渦流而帶來的損耗。最早用于變壓器鐵芯的材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵，為了克服磁回路中由周期性磁化所產(chǎn)生的磁阻損失和鐵芯由于受交變磁通切割而產(chǎn)生的渦流，變壓器鐵芯是由鐵線束制成，而不是由整塊鐵構(gòu)成。1900年左右，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在鐵中加入少量的硅或鋁可大大降低磁路損耗，增大導(dǎo)磁率，且使電阻率增大，渦流損耗降低。經(jīng)多次改進(jìn)，用0.35mm厚的硅鋼片來代替鐵線制作變壓器鐵芯。近年來世界各國都在積極研究生產(chǎn)節(jié)能材料，變壓器的鐵芯材料已發(fā)展到現(xiàn)在最新的節(jié)能材料一一非晶態(tài)磁性材料如2605S2.非晶合金鐵芯變壓器便應(yīng)運(yùn)而生。使用2605S2制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的1/5,鐵損大幅度降低。變壓器系列的節(jié)能效果上述非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點(diǎn)，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的1/5,且全密封免維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用極低。我國S7系列變壓器是1980年后推出的變壓器，其效率較SJ、SJL、SL、SL1系列的變壓器高，其負(fù)載損耗也較高。80年代中期又設(shè)計(jì)生產(chǎn)出S9系列變壓器，其價(jià)格較S7系列平均高出20%,空載損耗較S7系列平均降低8%,負(fù)載損耗平均降低2

4%,并且國家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推廣應(yīng)用S9系列。S11是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器。S11型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)。硅鋼片連續(xù)卷制，鐵心無接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60~80,提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20~35。運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到30~45dB，保護(hù)了環(huán)境。非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器系列的空載損耗較S9系列降低75%左右，但其價(jià)格僅比S9系列平均高出30%,其負(fù)載損耗與S9系列變壓器相等。2)選擇與負(fù)載曲線相匹配的變壓器案例分析：配電變壓器的容量選擇A、按變壓器效率最高時(shí)的負(fù)荷率PM來選擇容量當(dāng)建筑物的計(jì)算負(fù)荷確定后，配電變壓器的總裝機(jī)容量為：S=Pjs/pbXcos^2(KVA)(1)?式中Pjs?——建筑物的有功計(jì)算負(fù)荷KW;cos^2——補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)，不小于0.9;Pb 變壓器的負(fù)荷率。因此，變壓器容量的最終確定就在于選定變壓器的負(fù)荷率 pb。我們知道，當(dāng)變壓器的負(fù)荷率為：pb=pm=(1/R)1/2時(shí)效率最高。(2)R=PKH/Po(即變壓器損耗比)

式中Po——變壓器的空載損耗；PKH——變壓器的額定負(fù)載損耗，或稱銅損、短路損耗。以國產(chǎn)SGL型電力變壓器為例，其最佳負(fù)荷率計(jì)算如下：表國產(chǎn)SGL型電力變壓器最佳負(fù)荷率8m容量（千伏安）500630800100012501600空載損耗（瓦）185021002400280033503950負(fù)載損耗（瓦）4850565075009200

1100013300損耗比R2.622.693.133.203.283.37最佳負(fù)荷率pm61.861.056.655.255.254.5由表可見，如果以pm來計(jì)算變壓器容量，必將造成容量過大，使用戶初期投資大量增加。其原因 Pjs是30分鐘平均最大負(fù)荷P30的統(tǒng)計(jì)值，例如民用建筑的用電大部分時(shí)間實(shí)際負(fù)荷均小于計(jì)算負(fù)荷 Pjs，如果按pm計(jì)算變壓器容量則不可能使變壓器運(yùn)行在最高效率 pm上，這樣不僅不能節(jié)約電能且運(yùn)行在低p值上，則消耗更多的電能，因此按變壓器的最佳負(fù)荷率pm來計(jì)算變壓器的容量是不合理的。？

B、按變壓器的年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率 Pj計(jì)算容量？由于實(shí)際負(fù)荷總在變化，無法精確計(jì)算出變壓器的電能損耗。然而對于某類電力用戶，它的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)可依據(jù)同類用戶統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來近似計(jì)算。？變壓器的年有功電能損耗可按下式估算？Wb=PoTbPKH(Sjs/S2e)²t=PoTbPKHp²t(3)式中p——計(jì)算負(fù)荷率，等于變壓器的計(jì)算視在容量Sjs與額定容量Seb之比Tb——變壓器年投運(yùn)時(shí)間t—一年最大負(fù)荷損耗時(shí)間，可由年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù) Tm查Tm-t關(guān)系曲線。用戶電力負(fù)荷消耗的年有功能為：W=pSebcos^Tm⑷ 則變壓器的年有功電能消耗率為：W=△Wb/W=(PoTbPKHp²t)/pSebcos^Tm(5)令d^Wdp=0求出變壓器年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率 pj;pj=(PoTb/PKHt)1/2=(Tb/t)1/2*pM(6) 即配電變壓器按照節(jié)能負(fù)荷率pj計(jì)算容量時(shí)，其年有功電能損耗率最小。由式(6)可見，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率與年最大負(fù)荷損耗時(shí)間有關(guān)，t越低pj越高。然而由于Tm值及Tm值所對應(yīng)的t值，對于高層民用建筑還沒有這方面的統(tǒng)計(jì)資料，可參考工業(yè)企業(yè)的類似資料。 Tb按7500h，而Pj=(1.3-1.8)PM。從表⑴干式變壓器的最佳負(fù)荷率PM值，可求出節(jié)能負(fù)荷率Pj。根據(jù)高層民用建筑的不同功能t值在根據(jù)高層民用建筑的不同功能t值在2300-4500范圍內(nèi)選取，因此對于高層寫字樓，由于五天工作制，且晚上下班后的其余時(shí)間均處于輕載，其電力負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)，相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)的單班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率Pj=0.85-0.98；對于高層賓館及高層建筑中以商業(yè)為主的大廈，其相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)的兩班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率Pj=0.71-0.85。由此可見，按節(jié)能負(fù)荷率計(jì)算變壓器的容量，要小于按最佳負(fù)荷率所計(jì)算的變壓器的容量，這樣不但年電能損耗小且一次性投資省。二、線路：.單相供電線路(1)—個(gè)負(fù)荷在線路末端時(shí)：多個(gè)負(fù)荷時(shí)，并假設(shè)均勻分布：.3X3供電線路(1)一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)在線路末端多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，假設(shè)均勻分布且無大分支線.3x4相供電線路(1)A、B、C三相負(fù)載平衡時(shí)，零線電流IO=0，計(jì)算方法同3x3相線路。由表6-2可見，當(dāng)負(fù)載不平衡度較小時(shí)，a值接近1，電能損失與平衡線路接近，可用平衡線路的計(jì)算方法計(jì)算。各參數(shù)取值說明(1)電阻R為線路總長電阻值。(2)電流為線路首端總電流?？扇∑骄娏骱途礁娏?。取平均電流時(shí)，需要用修正系數(shù)K進(jìn)行修正。平均電流可實(shí)測或用電能表所計(jì)電量求得。在電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，平均電流用配電變壓器二次側(cè)額定值，計(jì)算最大損耗值，這時(shí)K=1O修正系數(shù)K隨電流變化而變化，變化越大，K越大；反之就小。它與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)。復(fù)雜線路的損失計(jì)算0.4kV線路一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。在三相四線線路中單相、三相負(fù)荷交叉混合，有較多的分支和下戶線，在一個(gè)臺區(qū)中又有多路出線。為便于簡化，先對幾種情況進(jìn)行分析。1.分支對總損失的影響假設(shè)一條主干線有n條相同分支線，每條分支線負(fù)荷均勻分布。主干線長度為I。則主干電阻Rm=roL分支電阻Rb=roi總電流為I,分支總電流為Ib=I/n(1)主干總損失^Pm(2)各分支總損失^Pb線路全部損失分支與主干損失比也即，分支線損失占主干線的損失比例為i/nLo-般分支線小于主干長度，i/nLv1/n2.多分支線路損失計(jì)算3.等值損失電阻Re損失功率多線路損失計(jì)算配變臺區(qū)有多路出線(或僅一路出線，在出口處出現(xiàn)多個(gè)大分支)的損失計(jì)算。設(shè)有m路出線，每路負(fù)載電流為I1,I2, ,Im臺區(qū)總電流I=I1+I2...+Im每路損失等值電阻為Re1,Re2，…，RemAp=Api+AP2+_+APm=3(I21Re1+I22Re2+...+I2mRem)如果各出線結(jié)構(gòu)相同，即I1=I2=...=ImRe1=Re2=...=Rem下戶線的損失主干線到用各個(gè)用戶的線路稱為下戶線。下戶線由于線路距離短，負(fù)載電流小，其電能損失所占比例也很小，在要求不高的情況下可忽略不計(jì)。取：下戶線平均長度為I,有n個(gè)下戶總長為L,線路總電阻R=roL，每個(gè)下戶線的負(fù)載電流相同均為I。(1)單相下戶線△P=2I2R=2I2roL三相或三相四線下戶△P=3I2R=3I2roL電壓損失計(jì)算電壓質(zhì)量是供電系統(tǒng)的一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)，如果供到客戶端的電壓超過其允許范圍，就會影響到客戶用電設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會造成用電設(shè)備損壞，給客戶帶來損失，所以加強(qiáng)電壓管理為客戶提供合格的電能是供電企業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。電網(wǎng)中的電壓隨負(fù)載的變化而發(fā)生波動。國家規(guī)定了在不同電壓等級下，電壓允許波動范圍。國電農(nóng)（1999）652號文對農(nóng)村用電電壓做了明確規(guī)定：（1） 配電線路電壓允許波動范圍為標(biāo)準(zhǔn)電壓的±7%。（2） 低壓線路到戶電壓允許波動范圍為標(biāo)準(zhǔn)電壓的±10%。電壓損失是指線路始端電壓與末端電壓的代數(shù)差，是由線路電阻和電抗引起的。電抗（感抗）是由于導(dǎo)線中通過交流電流，在其周圍產(chǎn)生的高變磁場所引起的。各種架空線路每千米長度的電抗XO（Qkm），可通過計(jì)算或查找有關(guān)資料獲得。表6-3給出高、低壓配電線路的XO參考值。三相線路僅在線路末端接有一集中負(fù)載的三相線路，設(shè)線路電流為I，線路電阻R，電抗為X，線路始端和末端電壓分別是U1，U2，負(fù)載的功率因數(shù)為cos。電壓降△U=mi-M2=IZ電壓損失是U1、U2兩相量電壓的代數(shù)差△U=^U13U2由于電抗X的影響，使得u1和u2的相位發(fā)生變化，一般準(zhǔn)確計(jì)算^U很復(fù)雜，在計(jì)算時(shí)可采用以下近似算法：△U=IRcos+Xsin一般高低壓配電線路該類線路負(fù)載多、節(jié)點(diǎn)多，不同線路計(jì)算段的電流、電壓降均不同，為便于計(jì)算需做以下簡化。.假設(shè)條件線路中負(fù)載均勻分布，各負(fù)載的cos相同，由于一般高低壓配電線路阻抗Z的cosZ=0.8~0.95，負(fù)載的cos在0.8以上，可以用U代替^U進(jìn)行計(jì)算。.電壓損失線路電能損失的估算線路理論計(jì)算需要大量的線路結(jié)構(gòu)和負(fù)載資料，雖然在計(jì)算方法上進(jìn)行了大量的簡化，但計(jì)算工作量還是比較大，需要具有一定專業(yè)知識的人員才能進(jìn)行。所以在資料不完善或缺少專業(yè)人員的情況下，仍不能進(jìn)行理論計(jì)算工作。下面提供一個(gè)用測量電壓損失，估算的電能損失的方法，這種方法適用于低壓配電線路。1.基本原理和方法(1)線路電阻R,阻抗Z之間的關(guān)系(2)線路損失率由上式可以看出，線路損失率與電壓損失百分?jǐn)?shù)^U%成正比"U%通過測量線路首端和末端電壓取得。k為損失率修正系數(shù)，它與負(fù)載的功率因數(shù)和線路阻抗角有關(guān)。表6-4、表6-5分別列出了單相、三相無大分支低壓線路的k值。在求取低壓線路損失時(shí)的只要測量