50kv变压器损耗

铁损（空载损耗）

铁损是变压器在空载（无负载）状态下产生的损耗，主要由铁芯材料的磁滞和涡流效应引起，其特点是与负载无关，仅与变压器的输入电压有关。

• 计算公式：( P{\text{铁}} = P{\text{空载}} )（直接取铭牌标称值）。
• 影响因素：
  • 铁芯材料（如硅钢片的厚度和质量）；
  • 磁通密度（设计时需平衡铁损与体积成本）；
  • 频率（工频固定为50Hz或60Hz）。

铜损（负载损耗）

铜损是变压器绕组通过电流时产生的损耗，与负载电流的平方成正比。

• 计算公式：( P_{\text{铜}} = I^2 \cdot R )， I )为负载电流，( R )为绕组电阻。
• 实际场景修正：考虑温度对电阻的影响，( R = R{\text{基准}} \cdot [1 + \alpha (T T{\text{基准}})] )，( \alpha )为电阻温度系数（铜约为0.0039/℃）。

总损耗计算与示例

总损耗为铁损与铜损之和，需根据负载率动态计算。

• 示例参数：
  • 额定容量：50 MVA；
  • 额定电压：50 kV/10 kV；
  • 铁损（空载损耗）：50 kW；
  • 铜损（额定负载损耗）：200 kW。

关键影响因素与降损措施

降损方案

1. 选型优化：选用S13及以上能效等级的变压器（铁损较S11降低约20%）。
2. 负载管理：保持负载率在30%~70%区间，避免轻载或过载。
3. 技术改造：在高压侧加装无功补偿装置，降低传输电流。

问题与解答

Q1：铁损和铜损的本质区别是什么？
A1：铁损由铁芯磁化产生，与电压相关且恒定；铜损由绕组电流产生，随负载平方增长。

Q2：如何计算50kV变压器带70%负载时的总损耗？
A2：

1. 铁损：直接取铭牌值（如50 kW）；
2. 铜损：( P{\text{铜}} = (0.7 \cdot I{\text{额定}})^2 \cdot R )；
3. 总损耗：两者相加，需实测( R