基于小损耗电能的变压器漏磁的影响和减少漏磁的方法

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PKH——变压器的额定负载损耗，或称铜损、短路损耗。

以国产SGL型电力变压器为例，其最佳负荷率计算如下：

表国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm容量(千伏安)

500

630

800

1000

1250

1600 空载损耗(瓦)

1850

2100

2400

2800

3350

3950 负载损耗(瓦)

4850

5650

7500

9200

11000

13300 损耗比R

2.62

2.69

3.13

3.20

3.28

3.37 最佳负荷率βm

61.8

61.0

56.6

55.2

54.5由表可见，如果以βm来计算变压器容量，必将造成容量过大，使用户初期投资大量增加。其原因Pjs是30分钟平均最大负荷P30的统计值，例如民用建筑的用电大部分时间实际负荷均小于计算负荷Pjs，如果按βm计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率βm上，这样不仅不能节约电能且运行在低β值上，则消耗更多的电能，因此按变压器的最佳负荷率βm来计算变压器的容量是不合理的。

B、按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算容量

由于实际负荷总在变化，无法精确计算出变压器的电能损耗。然而对于某类电力用户，它的最大负荷利用小时数，最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计数据来近似计算。

变压器的年有功电能损耗可按下式估算

△Wb=PoTb PKH(Sjs/S2e)2τ=PoTb PKHβ2τ(3)

式中β——计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比

Tb——变压器年投运时间

τ——年最大负荷损耗时间，可由年最大负荷利用时数Tm查Tm-τ关系曲线。

用户电力负荷消耗的年有功能为：

W=βSebcosφTm(4)

则变压器的年有功电能消耗率为：

△W=△Wb/W=(PoTb PKHβ2τ)/βSebcosφTm(5)

令d△Wdβ=0

求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj;

βj=(PoTb/PKHτ)1/2=(Tb/τ)1/2*βM(6)

即配电变压器按照节能负荷率βj计算容量时，其年有功电能损耗率最小。

由式(6)可见，变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所对应的τ值，对于高层民用建筑还没有这方面的统计资料，可参考工业企业的类似资料。Tb按7500h，而根据高层民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范围内选取，因此βj=(1.3-1.8)βM。从表(1)干式变压器的最佳负荷率βM值，可求出节能负荷率βj。

对于高层写字楼，由于五天工作制，且晚上下班后的其余时间均处于轻载，其电力负荷的运行特点，相当于工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.85-0.98;

对于高层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦，其相当于工业企业的两班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.71-0.85。

由此可见，按节能负荷率计算变压器的容量，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电能损耗小且一次性投资省。

C、按变压器的经济负荷率计算容量

上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算变压器的容量有利于节省初投资。然而相当于二班制运行特点的高层建筑中的配电变压器，按βj计算出的容量还是偏大，必将增加用户的一次性投资。如何能做到既能节省一次性投资，又能使电能损耗小，或者说能否做到初投资省和电耗小这对矛盾在变压器运行在负荷率的某一区域内获得相对统一，下面我们对变压器的年有功电能损耗率公式作进一步的分析。对同一变压器，在某一负荷率β运行情况下的年有功电能损耗率如式(5)，而在节能负荷率下的年有功电能损耗率为：

△Wj=(PoTb PKHβ2jτ)/βjSebcosφTm(7)

用(5)式的两边除以(7)式的两边，并用(6)式代入，整理后得：

△W/△Wj=1/2(β/βj βj/β)(8)

上式为变压器运行在某一负荷率β时的年有功电能损耗率相对于运行在节能负荷率βj时的年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化的函数关系。

该式中当β=βj时，△W/△Wj=1，当β>βj或ββj时，△W/△Wj均大于1。当β/βj从1.0增加到1.3，增加30时，△W/△Wj从1.0增加到1.035，只增加了3.5;当β/βj从2.0增加到2.3，增加15时，△W/△Wj从1.25增加到1.37，增加了9.6。

可见在β/βj的低值区，△W/△Wj的增加值相对于β/βj的增加值是非常微小的，且增加的速率也是很小的，也就是说，在该区域中，我们用微小的年电能损耗率增加值来换取变压器的容量的较大减小使得一次性投资的明显降低，因此，我们选择相对节能负荷率β/βj在1-1.3范围内，即经济负荷率为：

βjj=(1～1.3)βj(9)

我们按经济负荷率βjj选出的变压器容量，要比按节能负荷率βj选出的变压器容量降低一级，由此而节约的初投资远大于配电变压器的年有功电能损耗费用，做到了经济性与节能性这对矛盾的相对统一，显然这是一种既科学又经济合理的方法。

这里讨论的配电变压器容量的计算方法，主要是针对高层建筑中所

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