變損和線損的計算.doc

1、共享知識分享快樂變損和線損的計算一、變損：變壓器損耗計算公式（）有功損耗： -（）（）無功損耗： -（）（）綜合功率損耗： -（），式中：空載無功損耗（）空載損耗（）額定負載損耗（） 變壓器額定容量（）變壓器空載電流百分比。短路電壓百分比 平均負載系數(shù)負載波動損耗系數(shù)額定負載漏磁功率（）無功經(jīng)濟當量（）上式計算時各參數(shù)的選擇條件：（）取. ；（）對城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的降壓變壓器取系統(tǒng)最小負荷時，其無功當量；（）變壓器平均負載系數(shù)，對于農(nóng)用變壓器可取 ；對于工業(yè)企業(yè)，實行三班制，可取 ；（）變壓器運行小時數(shù)，最大負載損耗小時數(shù)：；（） 變壓器空載損耗、額定負載損耗、，見產(chǎn)品資料所示。變壓器損

2、耗的特征空載損耗，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。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼片的厚度三者的積成正比。 C負載損耗，主要是負載電流通過繞組時在電阻上的損耗，一般稱銅損。其大小隨負載電流而變化，與負載電流的平方成正比；（并用標準線圈溫度換算值來表示）。負載損耗還受變壓器溫度的影響，同時負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 = C變壓器的損耗比= C/ 變壓器的效率= / （），以百分比表示；其中為變壓器二次側(cè)輸出功率。變壓器節(jié)能技術(shù)推

3、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。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，用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)能材料非晶態(tài)磁性材料如，非晶合金

4、鐵芯變壓器便應(yīng)運而生。使用制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的，鐵損大幅度降低。（ 2）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，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的，且全密封免維護，運行費用極低。我國系列變壓器是年后推出的變壓器，其效率較、系列的變壓器高，其負載損耗也較高。年代中期又設(shè)計生產(chǎn)出系列變壓器，其價格較系列平均高出，空載損耗較系列平均降低，負載損耗平均降低卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂，并且國家已明令在年底前淘汰、系列，推廣應(yīng)用系列。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

5、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。運行時的噪音水平降低到30 45dB，保護了環(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系列降低左右，但其價格僅比系列平均高出，其負載損耗與系列變壓器相等。2）選擇與負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的負荷率 M來選擇容量當建筑物的計算負荷確定后，配電變壓器的總裝機容量為：S Pjs/ bcos 2(KVA)(1)?式中 Pjs? 建筑物的有功計算負荷KW；cos 2補償后的平均功率因數(shù)，不小于0.

6、9 ； b變壓器的負荷率。因此，變壓器容量的最終確定就在于選定變壓器的負荷率 b。我們知道，當變壓器的負荷率為： b m（ 1/R ） 1/2 時效率最高。 (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，其最佳負荷率計算如下：表國產(chǎn) SGL型電力變壓器最佳負荷率 m容量 ( 千伏安 )500630800100012501600空載損耗 (瓦)1850卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂21002400280033503950負載損耗 (瓦)4850565075009200110001330

7、0損耗比 R2.622.693.133.203.283.37最佳負荷率 m61.861.056.655.255.254.5由表可見，如果以 m來計算變壓器容量，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 分鐘平均最大負荷P30 的統(tǒng)計值，例如民用建筑的用電大部分時間實際負荷均小于計算負荷Pjs ，如果按 m計算變壓器容量則不可能使變壓器運行在最高效率 m上，這樣不僅不能節(jié)約電能且運行在低 值上，則消耗更多的電能，因此按變壓器的最佳負荷率 m來計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的節(jié)能負荷率 j 計算容量 ?卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快

8、樂由于實際負荷總在變化，無法精確計算出變壓器的電能損耗。然而對于某類電力用戶，它的最大負荷利用小時數(shù)，最大負荷損耗小時數(shù)可依據(jù)同類用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)來近似計算。?變壓器的年有功電能損耗可按下式估算?Wb PoTb PKH(Sjs/S2e)² PoTb PKH ² (3)式中 計算負荷率，等于變壓器的計算視在容量Sjs 與額定容量Seb 之比Tb變壓器年投運時間 年最大負荷損耗時間，可由年最大負荷利用時數(shù)Tm查 Tm- 關(guān)系曲線。用戶電力負荷消耗的年有功能為：W Sebcos Tm(4)則變壓器的年有功電能消耗率為：W Wb/W（PoTb PKH ² ） / Sebcos

9、 Tm(5)令 dWd 0求出變壓器年有功電能損耗率最小時的節(jié)能負荷率 j ； j （ PoTb/PKH ） 1/2 （ Tb/ ） 1/2* M(6)即配電變壓器按照節(jié)能負荷率 j 計算容量時，其年有功電能損耗率最小。由式 (6) 可見，變壓器的節(jié)能負荷率與年最大負荷損耗時間有關(guān)， 越低 j 越高。然而由于Tm值及 Tm值所對應(yīng)的 值，對于 高層民用建筑還沒有這方面的統(tǒng)計資料，可參考工業(yè)企業(yè)的類似資料。Tb 按 7500h ，而根據(jù)高層民用建筑的不同功能， 值在 2300-4500 范圍內(nèi)選取，因此 j=(1.3-1.8) M。從表 (1) 干式變壓器的最佳負荷率 M值，可求出節(jié)能負荷率 j

10、 。對于高層寫字樓，由于五天工作制，且晚上下班后的其余時間均處于輕載，其電力負荷的運行特點，相當于工業(yè)企業(yè)的單班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負荷率 j=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，其相當于工業(yè)企業(yè)的兩班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負荷率 j=0.71-0.85。由此可見，按節(jié)能負荷率計算變壓器的容量，要小于按最佳負荷率所計算的變壓器的容量，這樣不但年電能損耗小且一次性投資省。二、線路：1單相供電線路卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂（ 1）一個負荷在線路末端時：（ 2）多個負荷時，并假設(shè)均勻分布：233 供電線路（ 1）一個負荷點在線路末端（ 2）多個負荷點，假設(shè)均勻分

11、布且無大分支線334 相供電線路（ 1） A、B、C 三相負載平衡時，零線電流IO=0 ，計算方法同 33 相線路。由表 6-2 可見，當負載不平衡度較小時， a 值接近 1，電能損失與平衡線路接近，可用平衡線路的計算方法計算。4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娏鳌Ｈ∑骄娏鲿r，需要用修正系數(shù) K 進行修正。平均電流可實測或用電能表所計電量求得。（ 3）在電網(wǎng)規(guī)劃時，平均電流用配電變壓器二次側(cè)額定值，計算最大損耗值，這時 K=1 。（ 4）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。它與負載的性質(zhì)有關(guān)。復(fù)

12、雜線路的損失計算04kV 線路一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。在三相四線線路中單相、三相負荷交叉混合，有較多的分支和下戶線， 在一個臺區(qū)中又有多路出線。 為便于簡化， 先對幾種情況進行分析。1分支對總損失的影響卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂假設(shè)一條主干線有n 條相同分支線， 每條分支線負荷均勻分布。 主干線長度為 。則主干電阻 Rm=roL分支電阻 Rb=ro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（ 3）線路全部損失（ 4）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/nL。一般分支線小于主干長度，/nL 1/n2多分支線路損失計算3等值損失

13、電阻Re4損失功率5多線路損失計算配變臺區(qū)有多路出線（或僅一路出線，在出口處出現(xiàn)多個大分支）的損失計算。設(shè)有 m 路出線，每路負載電流為I1， I2， ，Im臺區(qū)總電流 I=I1+I2+Im每路損失等值電阻為Re1 ，Re2 ， ，Rem則卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂 P= P1+ P2+ +Pm=3 （ I21Re1+I22Re2+ +I2mRem ）如果各出線結(jié)構(gòu)相同，即 I1=I2= =ImRe1=Re2=Rem6下戶線的損失主干線到用各個用戶的線路稱為下戶線。下戶線由于線路距離短，負載電流小，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。?。合聭艟€平均長度為 ，有

14、n 個下戶總長為 L，線路總電阻 R=roL ，每個下戶線的負載電流相同均為 I。（ 1）單相下戶線 P=2I2R=2I2roL（ 2）三相或三相四線下戶 P=3I2R=3I2roL電壓損失計算電壓質(zhì)量是供電系統(tǒng)的一個重要的質(zhì)量指標， 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)備的正常運行， 嚴重時會造成用電設(shè)備損壞， 給客戶帶來損失，所以加強電壓管理為客戶提供合格的電能是供電企業(yè)的一項重要任務(wù)。 電網(wǎng)中的電壓隨負載的變化而發(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準

15、電壓的 7% 。（ 2）低壓線路到戶電壓允許波動范圍為標準電壓的 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。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂電抗（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（ /km），可通過計算或查找有關(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 ，負載的功率因數(shù)為 cos 。電壓降 =1-2=IZ電壓損失是 U1 、U2 兩相量電壓的代數(shù)

16、差 U=U1- U2由于電抗 X 的影響，使得 1 和 2 的相位發(fā)生變化， 一般準確計算 U 很復(fù)雜，在計算時可采用以下近似算法： U=IRcos +Xsin一般高低壓配電線路 該類線路負載多、節(jié)點多，不同線路計算段的電流、電壓降均不同，為便于計算需做以下簡化。1假設(shè)條件線路中負載均勻分布，各負載的 cos 相同，由于一般高低壓配電線路阻抗 Z 的 cos Z=0 8095 ，負載的 cos 在 0 8 以上，可以用 代替 U 進行計算。2電壓損失線路電能損失的估算線路理論計算需要大量的線路結(jié)構(gòu)和負載資料， 雖然在計算方法上進行了大量的簡化，但計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， 仍不能進行理論計算工作。 下面提供一個用測量電壓損失，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）線路損失率卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂由上式可以看出，線路損失率 與電壓損失百分數(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的只要測量出線路電壓降 U，知道負載功率因數(shù)就能