变压器损耗的计算与修正

变压器损耗的计算与修正

黄新民

（山东电力建设第三工程公司）

摘要：变压器本身功率损耗与变压器额定容量相比，通常只有其额定容量的千分之几，即使采用高精度测量仪表（0.1%）和相应的高精度电流和电压测量互感器（0.2%），测量系统的最大误差约为（0.1+0.2+0.2）%=0.5%，如果变压器额定容量为300MVA，则测量误差绝对值为0.5%×300MVA=1.5MVA,仍然会大于变压器本身的损耗值。故现场实际应用时，不能使用测量设备直接测量而不进行修正计算，要借助测量有关参数，并结合变压器出厂试验对应的各种损耗值进行修正计算，得到比较准确的比出厂试验值低的变压器实际损耗值，变压器损耗值降低了就相应的提高了发电机组的净出力，所以有必要对变压器损耗的计算与修正进行探讨、应用。

关键词：变压器损耗；测量；修正计算；发电机净出力

1主变压器损耗测量和计算

在EPC合同规定的运行工况下的测量和修正计算。

1.1变压器运行负载、温度测量及损耗修正计算方法

根据变压器在合同规定的实际运行工况下，测量运行负载、运行电压、绕组和油温度并进行总负载损耗修正，修正计算公式如下：

Figure1负载和电压修正公式Figure2绕组温度修正公式Figure3绕组温度修正至出厂试验温度公式

上述公式中各项说明：

L1——I2Rlosses(kW),出厂报告提供的负载损耗中的铜耗，已折算至运行（额定）温度75℃

L2——straylosses(kW)。出厂报告提供的负载损耗中的杂散损耗，已折算至运行（额定）温度75℃

n——负载修正系数，变压器实际运行负载与出厂试验负载值不一致而进行的修正，对实际负载损耗结果影响最大，必须进行修正。

K——电压修正系数实际运行时电压偏差很小，修正系数几乎接近1，此项不再进行修正。

=在常温环境下，绕组温度修正计算公式，变压器实际运行绕组温度与出厂试验值不一致而进行的修正，对实际负载损耗结果有一定的影响，需要修正。

=在参考条件下，绕组温度修正计算公式，变压器实际运行绕组温度与出厂试验值不一致而进行的修正，对实际负载损耗结果影响小，由于出厂试验报告不提供试验时的绕组温度，无法进行修正，直接取值为1。

TK——绕组导体温度计算常数(Copper=234.5℃)

TR——绕组额定温度（75℃），出厂报告提供。

TM——在常温环境下的绕组平均温度

TMC——修正至参考环境温度（出厂试验温度）下的绕组平均温度

实际应用中，测量修正计算包括以下两部分：

1)变压器在规定运行工况下，由于与出厂试验负载值不同，需要进行测量并进行修正计算；

2)变压器在规定运行工况下，由于出厂试验报告数据已修正至额定温度（75℃），需要进行温度测量并进行修正计算；

1.2沙特RASALKHAIR项目GT22主变压器损耗的计算与修正

1.2.1主变压器负载损耗的负载测量及修正计算

发电机端功率和功率因数的测量采用siemens多功能参数记录仪测量，高厂变测量采用0.2级三相电度表测量，主变绕组和油温的测量采用变压器本体配置的温度表。

主变出厂试验报告见附件4：测量边界和测量点见：Figure6测量边界和测量点

实际运行负载测量采用如下方式和计算公式

PMEAS——发电机端测量的有功功率kW,

PFMEAS——发电机端测量的功率因数

PAUXMEAS——=厂用电源测量的有功功率（可以在高厂变低压侧测量）kW

PLINELOSS——发电机和变压器之间线路损耗（kW）此线路为封闭母线，此项铜损值（I2R）与变压器损耗值相比很小，可忽略不计。

主变运行实测负载：

负载（铜损）修正系数

GT22主变出厂报告数据如下：额定容量：273MVA额定档位：13档（额定档）

L1corr（铜耗copper）=541.1329kW，L2corr（杂散损耗stray）=107.2343kW，空载损耗95.835kW

负载总损耗=541.1329kW+107.2343kW=648.3672kW

规定的运行负载工况下，对变压器实际运行负载部分进行修正后的负载损耗：

（L1corr+L2corr）×n=0.6279×648.3672=407.109kW

实测负载修正后的总负载损耗比出厂值小：648.3672-407.109=241.2582kW

1.2.2主变压器负载损耗的温度测量及修正计算

变压器实际运行温度与出厂试验温度（修正后）不一致而进行的测量和修正计算

温度修正系数计算公式：

TK=绕组导体温度计算常数(Copper=234.5℃)

TR=绕组额定温度（75℃），出厂报告提供。

TM=在常温环境下的绕组平均温度

TMC=修正至参考环境温度（出厂试验温度）下的绕组平均温度

由于出厂报告不提供出厂试压时的绕组和油温，所以不再进行修正，直接取值为“1”，只对项温度系数修正。

在规定的运行工况下，实测绕组平均温度约为65℃（TM），油温约55℃；

变压器铜耗L1温度修正系数=0.9708

变压器杂散耗L2温度修正系数=1.033

在规定的运行工况下，对变压器实际运行温度部分进行修正后的负载损耗=根据实测运行温度，总负载损耗修正值比出厂值小：648.3672-=12.370kW

2总结

在沙特RASALKHAIR项目发电机净出力性能试验中，在规定运行工况下，对主变压器进行间接负载测量并修正计算，其结果比直接引用变压器出厂损耗值，增加了发电机净出力241kW(GT22机组)，提高了发电机组净出力保证值的可控性。

对变压器在实际运行工况下，没有对绕组温度部分进行修正负载损耗，主要还是考虑温度变化引起的负载损耗计算修正变化值比较小，如沙特RASALKHAIR项目GT22机组，可增加净出力约12.37kW。建议对容量比较大发电机组，比如600MW及以上的可考虑进行变压器温度部分的负载损耗进行修正，进一步提高机组净出力功率绝对值。

参考文献

［1］沙特RASALKHAIR项目设计图纸

［2］ASMEPTC46-1996performancetestcodeonoverallplantperformance

［3］ASMEPTC22-2005gasturbinesperformancetestcodes

作者简介：

黄新民，山东电力建设第三工程公司