Определение потерь трансформатора
Потери трансформатора можно разделить на два основных компонента: потери на холостом ходу и потери нагрузки. Эти типы потерь являются общими для всех типов трансформаторов, независимо от применения трансформатора или мощности.
Пожар распределительного трансформатора на полюсах на улицах Москвы
Однако есть два других типа потерь; дополнительные потери, создаваемые гармониками и потерями, которые могут применяться, в частности, для крупных трансформаторов - охлаждение или вспомогательные потери, вызванные использованием охлаждающего оборудования, такого как вентиляторы и насосы.
Потери без нагрузки
Эти потери происходят в сердечнике трансформатора при включении трансформатора (даже если вторичная цепь разомкнута). Они также называются потерями железа или потерями в сердечнике и постоянны.
Они состоят из:
Потери гистерезиса
Вызванное фрикционным движением магнитных доменов в слоях сердцевины намагничивается и размагничивается чередованием магнитного поля. Эти потери зависят от типа материала, используемого для создания сердечника.
Кремниевая сталь имеет гораздо более низкий гистерезис, чем обычная сталь, но аморфный металл имеет гораздо лучшие характеристики, чем кремниевая сталь. В настоящее время гистерезисные потери могут быть уменьшены путем обработки материалов, таких как холодная прокатка, лазерная обработка или ориентация зерен.
Потери на гистерезис обычно отвечают за более половины общих потерь без нагрузки (от 50% до 70%).
Это соотношение было меньше в прошлом (из-за более высокого вклада потерь вихревых токов, особенно в относительно толстые, а не обработанные лазером листы).
Вихретоковые потери
Вызывается переменными магнитными полями, вызывающими вихревые токи в слоях и, таким образом, выделяя тепло.
Эти потери могут быть уменьшены путем создания сердечника из тонких слоистых листов, изолированных друг от друга тонким слоем лака для уменьшения вихревых токов. В настоящее время потери от вихревых токов обычно составляют от 30% до 50% от всех потерь без нагрузки. При оценке усилий по повышению эффективности распределительного трансформатора был достигнут самый большой прогресс в сокращении этих потерь.
Существуют также маргинальные блуждающие и диэлектрические потери, которые происходят в сердечнике трансформатора, обычно составляют не более 1% от всех потерь без нагрузки.
Потери нагрузки
Эти потери обычно называют потерями меди или потерями в коротких замыканиях. Потери нагрузки зависят от нагрузки трансформатора.
Они состоят из:
Омическая потеря тепла
Иногда упоминается как потеря меди, так как доминирует эта резистивная составляющая потери нагрузки. Эта потеря происходит в обмотках трансформатора и вызвана сопротивлением проводника.
Величина этих потерь увеличивается с квадратом тока нагрузки и пропорциональна сопротивлению обмотки. Его можно уменьшить, увеличив площадь поперечного сечения проводника или уменьшив длину обмотки. Использование меди в качестве проводника поддерживает баланс между весом, размером, стоимостью и сопротивлением; добавление дополнительного количества для увеличения диаметра проводника, в соответствии с другими конструктивными ограничениями, уменьшает потери.
Коэффициенты потерь вихревых токов
Вихревые токи из-за магнитных полей, вызванных переменным током, также возникают в обмотках. Уменьшение поперечного сечения проводника уменьшает вихревые токи, поэтому многожильные проводники используются для достижения требуемого низкого сопротивления при управлении потерей вихревого тока.
Эффективно это означает, что «обмотка» состоит из нескольких параллельных обмоток. Поскольку каждая из этих обмоток будет испытывать несколько иной поток, напряжение, развитое каждым, будет немного отличаться, и соединение концов приведет к циркулирующим токам, которые будут способствовать потере.
Этого избегают при использовании непрерывно транспонированного проводника (CTC), в котором нити часто транспонируются, чтобы усреднить разности потоков и уравнять напряжение.
Вспомогательные потери
Эти потери вызваны использованием энергии для запуска охлаждающих вентиляторов или насосов, которые помогают охлаждать большие трансформаторы.
| Заглавие: | Выбор энергоэффективных распределительных трансформаторов - руководство по достижению решений по сокращению затрат по программе Intelligent Energy Europe |
| Формат: | |
| Размер: | 2, 5 МБ |
| Страницы: | 32 |
| Скачать: | Прямо здесь | Загрузить обновления | Получить технические статьи |
Выбор энергоэффективных распределительных трансформаторов