变压器铁损在空载状态下怎么计算

 磁测相关知识     |      2025-12-05 15:04:58

       变压器空载时,铁损≈空载损耗(铜损占比<5%,可忽略),工程中优先采用 “实验测量法”(精准可靠),无实验条件时用 “理论估算”(快速近似),核心逻辑简洁易懂,直接适配工程应用:

一、工程首选:空载实验测量法(最精准,直接套用)

       核心原理:空载时施加额定电压、额定频率,变压器输入的总功率≈铁损(铜损可忽略),步骤如下:

1、实验准备:

       将变压器副边开路,原边接入与额定电压、额定频率一致的电源(如 10kV/50Hz 变压器,原边加 10kV、50Hz 电压);

2、数据测量:

       用功率表测量原边的输入功率(记为 P₀,单位 kW);

3、直接取值:

       P₀即为空载铁损(误差≤5%),无需额外计算 —— 因为此时原边空载电流极小(2%-5% 额定电流),铜损(I²R)微乎其微,输入功率几乎全部用于克服铁芯的磁滞损耗和涡流损耗。

       关键注意:实验时必须保证电压、频率与额定值一致(铁损与电压平方成正比、与频率正相关),否则需按 “电压平方比、频率比” 修正(例:电压为额定值的 1.02 倍,铁损需乘以 1.02²≈1.04)。

二、补充方案:理论估算(无实验条件时用)

       核心逻辑:铁损 = 磁滞损耗 + 涡流损耗,无需复杂公式,按 “材料参数 + 结构参数” 快速估算,步骤如下:

1、查核心参数:

       从硅钢片厂家手册中,获取对应牌号硅钢片的 “单位铁损值”(记为 P₀₁₀,单位 W/kg)—— 该值是厂家在 “1.5T 磁通密度、50Hz 频率” 下实测的单位重量铁损(如 30Q120 硅钢片,P₀₁₀≈1.2W/kg);

2、算铁芯重量:

       计算变压器铁芯的有效重量(记为 G,单位 kg)—— 按铁芯实际尺寸(叠片截面积 × 磁路长度 × 叠压系数)计算,或直接查阅设备图纸标注;

3、修正工况参数:

       若实际磁通密度(B)、频率(f)与 1.5T、50Hz 不一致,按简化规律修正:

       磁滞损耗≈与 B¹.⁶成正比、与 f 成正比;

       涡流损耗≈与 B² 成正比、与 f² 成正比;

(工程简化:若电压 / 频率与额定值接近,可直接用 P₀₁₀,误差≤10%);

4、总铁损计算:

       总铁损(PFe)≈P₀₁₀×G(单位 W),换算为 kW 即可。

       例:30Q120 硅钢片铁芯重量 500kg,额定工况(1.5T、50Hz),则空载铁损≈1.2W/kg×500kg=600W=0.6kW。