电力变压器空载及短路功率因数计算公式及应用

变压器空载运行时，输出功率为零，空载功率等于空载损耗。在损耗固定的情况下，空载电流越小，空载功率因数越高。

因此，电力变压器空载功率因数越高越好，空载电流越小越好。

提高空载功率因数是电力变压器厂商的主要技术研究方向之一，而减小空载电流则是提高空载功率因数的一个重要技术手段。

三、电力变压器短路功率因数的意义

短路属于异常情况，在电力变压器运行中不可避免的，对于要求高可靠的电网中，必须考虑电力变压器短路时对电网及电力变压器本身的影响。

运行中的电力变压器相当于一个电压源。我们知道，对于理想电压源而言，其短路电流无穷大，因此，决不允许短路。

电力变压器存在有一定的内阻，短路时，电流不会无穷大，具体会有多大的电流，取决于二次绕组短路时，从一次绕组的伏安特性得出的阻抗有关。这个阻抗，就称短路阻抗。

短路阻抗一般通过短路试验获取。短路试验方法如下：

将变压器高压侧短路，低压侧从零开始加电压，逐渐加到低压侧电流为额定电流。此时低压侧所加电压与额定电压之比的百分数称为短路阻抗，也称阻抗电压，一般用符号UK表示。

注意：短路阻抗是一个无量纲的物理量，”单位”不是V，也不是Ω，而是“%”。

从电压源的角度看，短路阻抗越小，负载调整率越小，电源性能越好。

但短路时，若电流过大，会给电网造成过大的压力，同时，也容易损坏变压器本身。从电力变压器短路运行的角度看，短路阻抗越大越好。

我们需要在两者之间寻求一个平衡，因此，电力部门对电力变压器的短路阻抗有一定的要求。例如，国家标准“GB/T6451-2008油浸式电力变压器的技术参数”规定10kV/500kVA的电力变压器的短路阻抗标准值为5%。

四、电力变压器的铭牌参数

铭牌标称产品的主要技术参数，国家标准“GB/T6451-2008油浸式电力变压器的技术参数”及“GB/T10228-1997干式电力变压器技术参数和要求”中规定的电力变压器技术参数主要有：额定容量、电压组合、分接范围、联结组标号、空载损耗、负载损耗、空载电流及短路阻抗等。

一般电力变压器铭牌上不标称空载及短路功率因数。

五、电力变压器空载功率因数计算公式

铭牌上标称的与电力变压器空载运行相关的参数有空载电流和空载损耗，前面讲了，就是变压器的空载输入功率，也就是功率因数计算公式PF=P/S中的P。

S为空载运行视在功率，铭牌上只标称了额定视在功率SN。

电力变压器的输入电压为电网电压，是恒定值，视在功率与电流成正比。

S=I0SN。

注意：铭牌上标称的空载电流是一个无量纲的物理量，其“单位”不是“A”，而是“%”是实际空载电流与额定电流的百分比。

因此，得出空载功率因数计算公式如下：

PF0=P0/I0SN。

六、电力变压器短路功率因数计算公式

这里说的短路功率因数不是指电力变压器实际短路的功率因数，而是短路试验时的功率因数。

铭牌上标称的电力变压器负载损耗就是短路试验时的损耗，也就是短路试验时的输入有功功率PD。

短路试验时，输入电流为额定电流，电力变压器的短路视在功率与电压成正比。而短路阻抗UK正好是短路电压与额定电压的百分比。

因此，电力变压器短路试验时的S=UKSN。

因此，得出短路功率因数计算公式如下：

PFD=PD/UKSN。

七、电力变压器空载及短路功率因数实例

按照第五节和第六节的电力变压器空载及短路功率因数计算公式，依据“”提供的31.5MVA～240MVA三相三绕组有载调压电力变压器的额定容量、空载损耗、空载电流、负载损耗、（采用高—低电压组合时的）短路阻抗，计算出电力变压器空载及短路功率因数如下：

表1 31.5MVA～240MVA三相三绕组有载调压电力变压器空载及短路功率因数返回搜狐，查看更多