配电变压器满负荷状态下的损耗分析与计算

1、摘要在论文的写作过程中，本人将通过大量地、广泛地阅读专业期刊、杂志、相关学术著作，进行数据调查、分析、计算等方式，在拥有大量材料的基础上去粗取精，提炼出有代表性、有借鉴意义的观点。逐步了解配电变压器的工作原理，了解其内部的相关参数及其意义；对其损耗产生的来源进行分析，找到降低损耗的相关方法，同时计算出相应配电变压器在满负荷下的损耗值，并对相应的数值进行分析。根据以上思路，可设计一种变压器能根据用户实际负荷大小进行有载情况下进行容量调节的变压器，能满足这种运行状况的变压器即是有载调容变压器。这正是一种根据用户实际负荷大小利用有载调容开关调节运行容量的变压器。其调容方式由两种调节方式，一种是高低压绕组均采用串并联变换；另一种是高压绕组进行星角变换，低压绕组通过串并联变换关键词配电网 网损计算 负荷曲线 理论计算目 录中文摘要11 引言12 配电变压器分析22.1 配电变压器的选择22.1.1 配电变压器型号的选择22.1.2 配电变压器容量的选择32.2 配电变压器的发展趋势42.2.1 节能型油浸式变压器42.2.2 非晶合金变压器43传统的配电网网损计算分析与改进措施53.1 均方根电

2、流法53.2 节点等值功率法53.3 等值电阻法53.4 配电网网损计算方法的改进63.4.1 损失因数73.4.2持续负荷曲线及负荷率73.4.3 由持续负荷曲线求损失因数F74 三相不平衡损耗计算84.1 原因分析84.2理论分析84.3 现场调查分析、试验情况94.3.1负荷电流不平衡率计算：94.3.2 理论线损计算的概念 104.2.3 配电变压器损耗功率 114.2.4 等值电阻计算124.2.5 低压线路损失计算方法 124.2.6 简单线路的损失计算 134.2.7 复杂线路的损失计算 134.2.8 电压损失计算 145配电网经济运行面临的新问题166 合理进行无功补偿，提高电网的功率因素176.1集中补偿：176.2分散补偿：176.3 抓紧电网建设，更换高耗能设备176.4 降低输送电流、合理配置变电器177 结论19参考文献1931 引言配电变压器指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常装在电杆上或配电所中，根据安装位置分为室外箱式变压器和室内干式变压器，本文章内容主要讨论电压从610千伏降至400伏左右输入用户的变压器。

3、根据有关统计表明，目前我国每年配电变压器的电能损耗约30-50TWh，占总发电量的2%3%。这些配变参数老化、损耗高、缺陷多,运行可靠性差，设计不合理的变压器配电系统，威胁电网安全运行，并造成巨大浪费。因此，配电变压器的合理选择和配电系统的设计优化十分重要。配电电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，在传输电能的过程中，变压器本身要消耗电能。现代社会中，电能是一种使用最广泛的能源。在当今社会经济猛速发展的今天，我国电力事业也得了迅速发展。随着国民经济的发展和人民物质文化水平的不断提高，用户对供电质量和供电可靠性的要求也越来越高，这就要求供电部门提供安全、经济、可靠和高质量的电力。变压器是电力传送过程中的主要电

4、力设备，是一种交流电能的变换装置，能将某一数值的交流电压和电流转变为同频率的另一数值交流电压和电流，它担负着电压、电流转换以及功率传输的任务，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。节能降损是电网建设的重要内容之一，国际上将提高变压器运行效率的要求放在首位，并力求再提高。本文提出的新颖有载调容变压器可以适应于城、农配电网络，对于降低配电变压器损耗、提高配电变压器运行效率、优化低压配电网络具有重要意义和广阔前景。未来几年，电网建设和城乡配电网改造仍是我国电力工业的首要任务，配电变压器的市场需求量有望保持较强劲的增涨。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。2 配电变压器分析配电电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作

5、用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，在传输电能的过程中，变压器本身要消耗电能。变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分；其中有功功率损耗包含铁损和铜损，铁损与变压器的铁心材质有关系，而铜损与负荷电流有关系；变压器的无功功率损耗包含空载时的无功功率和额定负载时的无功功率，空载时的无功功率与铁心材质有关系，额定负载时的无功功率与负荷电流有关系。P=P0+2PKP有功功率损耗,KW; P0变压器空载损耗,KW；PK变压器短路损耗,KW;变压器负载率，%。Q=Q0+2QKQ无功功率损耗,Kvar; Q0空载时的无功功率,Kvar；QK额定负载时的无功功率,Kvar;变压器负载率，%。= P2/SNCOSP2变压器负载侧输出功率；KW, SN变压器的额定功率；KVA, COS负载功率因数。当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。根据以上变压器数据计算出变压器损耗，尽量使变压器的损耗最小化。2.1 配电变压器的选择2.1.1 配电变压器型号的选择我国目前运行的变压器产品中

6、，按变压器技术参数水平进行分析，可把目前国内的各类型变压器划分为四代产品，第一代变压器成为热轧硅钢片变压器，其型号为TM，TN，SJ,SJI及SJII型（简称“64”标准变压器）；第二代变压器称为冷轧钢硅钢片变压器，按GB1300-1973系列生产的SJ3SJ5或S3S5型（简称”73“标准型变压器）；第三代变压器产品称为低损耗节能型变压器，即S7，SL7和S9型（简称”86”标准变压器）；第四代变压器是非晶合金铁心变压器。以前的配电变压器大都采用高损耗SJ系列的变压器供电,损耗比重大。近年来,国家新开发的新型节能型变压器有S8和S9及S11三大类。S11是三相油浸式R型、阶梯型卷铁心配电变压器。阶梯型三柱内外框卷制结构，均在最外层点焊不绑扎。铁心材料选用DQ133-30(9型)、30ZH120(11型)、23ZH90(13型)等冷轧硅钢片，实际生产中使用的铁心材料不低于图样要求。铁心为无接缝连续卷制而成。R型铁心片宽保证铁心截面为圆形，阶梯型铁心为多级片宽卷制而成。铁心卷铁成型后进行真空退火，消除了应力，降低了损耗。S11、10kV级低损耗电力变压器采用全密封波纹油箱结构,变压器油和

7、周围空气不接触，因此变压器油不会吸收外界水分,从而不会降低绝缘强度;另外因氧气无法进入油箱,从而避免了绝缘材料的老化，提高了该产品的使用寿命,同时也提高了社会效益。技术特点比较：（1）节能:S11型比GB/T6451空载损耗平均降低30%，负载损耗平均降低25%，运行费用平均下降20%。（2）使用寿命长:变压器油箱采用全密封结构,油箱与箱沿可用螺栓联接或焊死，变压器油不与空气接触延长了使用寿命。（3）运行可靠性高:油箱密封有关零部件进行改进，增加了可靠性，提高工艺水平以保证密封的可靠性。（4）占地面积小:S9-M、S11-M系列变压器油箱采用波纹板式散热器，当油温变化时波纹板热胀冷缩可取代储油柜的作用,波纹板式油箱外形美观,占地面积小。第四代的非晶合金铁心变压器是国家重点推广的新型节能产品，它是利用铁、硼、硅、碳四中元素合成的非晶合金作为铁心材料而研制的变压器，铁磁损失极小，对配电系统的节能降耗有着重大意义。2.1.2 配电变压器容量的选择以10kV配电变压器容量的选择为例来说，要合理选择配电变压器的容量,既要考虑当地经济发展带来的对电力需求的增加,也要考虑购置成本的合理性。一般原则是选择当地实际电力需求量的65%85%,考虑未来五到十年的用电增长需求,切忌出现“大马拉小车”等不考虑当地购置成本一味上大容量配电变压器,等不合理现象。在选择变压器容量时，要根据建筑物的性质、负荷大小、负荷等级及经济运行等因素综合选择变压器的容量和台数。当有大量一级负荷和二级，有变化较大的季节性负荷，有较大的集中负荷时，需考虑装设多台变压器，合理分配变压器的用电负荷，做到经济、节约、合理。在选择变压器设置的位置时，要尽量方便高低压出线，方便变压器设备的整体安装和搬运，尽量接近负荷中心，不应设置在潮湿、高温、剧烈震动的场所。在选择变压器的接线时，可根据本工程的负荷等级、负荷的容量、负荷的分布情况，选择合理的接线方式，一般变压器的接线形式分为放射式、树干式、和链式联接。尽量做到变压器配电系统安全可靠节约。在选择变压器的型式时，一般高层或大型民用建筑选择室内干式型变压器；城市住宅小区视负荷情况选择独立式配电变电所，采用干式变压器，也可采用室外箱式变压器；对于负荷小而分散的建筑群，也可采用户外箱式变压器；对于偏远地带和山区，也可采用35KV线路供电，设置35/0.

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