变压器的电路损耗及应用实例

变压器有功损耗分空载损耗P0和负载损耗Pk，空载损耗主要由铁芯中的磁滞损失和涡流损失造成，这两种损耗皆由变压器的铁芯产生，因此空载损耗也称铁损。空载损耗与电压、频率、铁芯材质等因素有关，与负载大小无关，因此是相对固定的损耗。

额定负载损耗指一二次绕组都运行于额定电流状态下，一二次绕组产生的损耗，因一二次绕组都是铜绕组，因此也称为铜损。负载损耗随负载大小及运行温度的变化而变化。变压器无功损耗不直接产生实际电能损耗，可通过低压侧电容补偿。

在S7型以上，空载损耗每降低约10%，代号“7”则在数字上加“1”。从产品发展过程中，负载损耗降低较多，平均为25%，后因没有突破性新材质，负载损耗下降较困难。所以性能水平代号以空载损耗降低为标准。以400kVA为例，S7型空载损耗920W，S11型空载损耗570W，下降38%。常用的新型配电变压器是S11型叠铁芯变压器，分析损耗降低原理为：生产S11型变压器采用的是外高磁化力的高导磁硅钢片，片厚为0.27mm，单位铁损1W/kg，新S9型为普通硅钢片，片厚为0.35mm，单位铁损1.55W/kg。如果要使单位损耗进一步降低，就需进一步采用激光照射和机械压痕的措施。

目前最节能的新型配电变压器是非晶合金铁芯变压器，简称非晶变压器，铁芯采用非晶合金卷制而成。非晶合金片厚度只有0.02～0.05mm，一般只适宜采用卷铁芯结构，当变压器容量较大时，不适合采用卷铁芯结构，应采用三相叠铁芯结构，此时可预先将若干片非晶合金粘合起来。非晶变压器的性能代号可达到16，相对于9系列，可降低空载损耗80%。金属熔化后在高温下分子不按晶格排列，缓慢冷却时，形成结晶态，当急速冷却时来不及按晶格排列而成非晶态，制造非晶合金时，其冷却速度为105～107K/s。非晶合金由铁、镍、铬、钴等金属添加硼、碳、硅、磷等非金属组成。非晶合金磁化功率小，磁滞损耗小，涡流损耗小，比用硅钢片铁芯的变压器空载损耗下降70%~80%。

新建10kV配电室中，S11与S9的比较(以较典型的400kVA容量为例)。S11比S9空载损耗减少0.23kW，负载损耗一样，电价按普通工业电计为0.78元/kWh，每年因损耗减少节约电费为：0.23×24×365 ×0.78=1572元。S11与S9的价差为4588元，收回成本年限为：4588/1572=2.9(年)，因此变压器如要使用2.9年以上，单纯从经济方面考虑，使用S11型也是合算的，环境保护的意义尚未计算在内。再以S11-200与S9-200相比较，收回成本年限为2.9年;S11-800与S9-800比较，收回成本年限为2.7年，其它容量在此不一一例举。

新建10kV配电室中，SH16与S11的比较(以较典型的400kVA容量为例)。SH16比S11的空载损耗减少了0.41kW，负载损耗一样，电价按普通工业电计为0.78元/kWh，每年因损耗减少节约电费0.41×24 ×365×0.78=2801元，SH16与S11的价差为18351元，收回成本年限为18351/2801=6.6(年)，因此变压器如要使用6.6年以上，单纯从经济方面考虑，使用SH16也是合算的，环境保护的意义尚未计算在内。再以SH16-200与S11-200进行比较，收回成本的年限为6.9年;SH16-800与S11-800相比较，收回成本的年限为6.4年，其它容量不一一例举。