科技创新导报2013 NO.02Science and Technology Innovation Herald工业技术浅谈变压器负载率与节电的认识误区田磊磊（江苏省江都水利工程管理处 225200）摘 要：作者通过理论分析与实例，指出变压器负载率与节电的认识误区，并阐明了负载率与变压器运行效率的关系，从而达到择优选择最佳负载率来实现节电的目的。关键词：变压器 负载率 效率 节电 中图分类号：文献标识码：文章编号：TM406 A 1674-098X（2013）01（b）-0082-01变压器长期过轻负载运行，俗称“大马拉小车”，造成变压器容量未得到充分利用，降低了变压器的运行效率。长期以来总是习惯以变压器的负载率来划分“大马拉小车”。如在节电措施中规定变压器负载率小于30%即为“大马拉小车”。甚至有人错误认为，变压器在满负荷下运行才最经济节电，这些都是不够全面的。×7.1 kW=5 kW，总损耗P=P铁＋P铜=1.1 kW＋5 kW=6.1 kW。显然，500 kVA变压器虽然负载率达84%比1000 kVA变压器负载率42%要高得多，但其总损耗却要多（6.1 kW-4.4 kW）/4.4 kW ≈38.6%。例2：某配电所有两台10/0.4 500 kVA变压器，已知PO=1.1 kW， P K=7.1 kW。在负载降低至420 kVA时，认为应该停运一台变压器来提高负载率，从而节电。若一台变压器投运，则：运行负载率β=84%，铁损P铁=PO=1.1 kW，铜损P铜2=β2PK=（）×7.1 kW=5 kW，总损耗P=P铁＋P铜=1.1 kW＋5 kW=6.1 kW。根据式（7）可计算出当COsφ=0.9时，10/0.4 kV、1000 kVA变压器，空载损耗PO=2 kW，短路损耗PK=13.7 kW，在不同负载率β与效率η的变化关系，见表1、 图1。1 负载率与损耗的关系变压器的损耗主要分两种，一种是空载损耗，一种是负载损耗。空载损耗PO可视为等于铁损P铁。铁损则可近似认为是不变的。当变压器有载时，除了固定的铁损外，还有由于电流通过一、二次线圈所产生的电阻损耗，即铜损P铜。在额定负载时铜损近似等于额定电流时的短路损耗PK≈P铜。铜损与负载平方成正比，在负载率为β时，P铜=β2PK （1）变压器在不同负载下的有功功率损耗P（KW）为：P=P铁＋P铜= PO+βPK 2若两台变压器并列运行，则：运行负载率β=42%，铁损P=2β2PK=2×（总损耗P=P铁图1 变压器不同负载率β与 效率η之间关系曲线上述图表清楚地表明变压器的最高效率点并不是在满负荷时出现。对于10/0.4kV、1000kVA变压器，当COsφ=0.9时的最高效率点是在负载率β=40%的时候出现。负载率过高，则损耗明显加大，反而达不到节电的目的。=2PO=2×1.1 kW=2.2 kW，铜损P铜2）×7.1 kW=2.5 kW，铁＋P铜=2.2 kW＋2.5 kW=4.7 kW。（2）显然，停运一台变压器的做法比两台并列运行的情况要增加损耗6.1 kW-约30%。2 负载与变压器容量越接近就越节 4.7 kW=1.4 kW，电吗例1：某配电所有一台10/0.4 3 负载率、效率与节电的理解1000 kVA变压器和一台10/0.4 500 kVA变压器，在负载为420 kVA时，投入哪台更省电节能？已知1000 kVA变压器，PO=2 kW，P K=13.7 kW；500 kVA变压器，PO=1.1 kW，P K=7.1 kW。运行时损耗：对于1000 kVA变压器在实际负载为420 kVA运行时，其β=42%，铁损P铁24 结语“大马拉小车”运行的变压器不一定比（4）“负载率高的小容量变压器”的损耗大。变压器的效率η在一定程度上决定于负载率β的大小，但决不是变压器在满负荷下运行才节电。我们应当力求变压器的负载率靠近最高效率点ηmax运行，才能达到变压器运行节电的目的。变压器的效率：P1 P1%而P出=SHβCOsφ η=（5）（6）P入=P出+PO+βPK 上三式中P出—变压器输出有功功率2（kW）；P入—变压器输入有功功率（kW）；SH—额定容量（kVA）；COsφ功率因数；其他符号同前。将式（5）、（6）代入式（4）得η= SHβcosφ% SHβcosφ+PO+β2PK=PO=2 kW，铜损P铜=β2PK=（）×13.7kW=2.4 kW，总损耗P=P铁＋P铜对于500 kVA变压器在实际负载参考文献[1] 方大千．实用电工速查速算手册[M].北京：人民邮电出版社，2008．（7）[2] 宋守信．电工手册[M].北京：中国电力出版社，2001．=2 kW＋2.4 kW=4.4 kW。为420 kVA运行时，其β=84%，铁损P铁=PO=1.1 kW，铜损P铜=βPK=（2）2 表1 变压器不同负载率β与效率η之间关系表η（%）β（%）097.681098.602098.823098.8098.815098.736098.7098.538098.419098.2910082科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
