Втрати міді проти втрат сердечника силових трансформаторів|Повне керівництво

Опубліковано:JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD

Профіль компанії:JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD в основному виробляє масляні силові трансформатори, сухі-силові трансформатори, масляні три{2}}вимірні спіральні силові трансформатори, сухі{3}}три-вимірні спіральні силові трансформатори, шахтні вибухозахищені-сухі-типи трансформатори, шахтні вибухозахищені-мобільні підстанції, силові трансформатори з аморфних сплавів, силові трансформатори з регулюванням навантажувальної потужності, локомотивні сухі трансформатори-типу, а також збірні підстанції, модульні підстанції, вітроенергетичні коробчасті підстанції, розподільні пристрої високої та низької напруги та інше обладнання для передачі та розподілу. Компанія постачає індивідуальні розподільні трансформатори для глобальних промислових і муніципальних енергетичних проектів.

Ⅰ. вступ

Усе електричне силове обладнання створює втрати енергії під час-тривалої роботи, і силові трансформатори не є винятком. Втрати енергії трансформатора поділяються на дві основні категорії: втрати в міді (втрати навантаження) і втрати в сердечнику (втрати без{2}}навантаження). Для роботи в електромережі, заводського обслуговування та вибору обладнання розрізнення цих двох втрат допомагає користувачам оптимізувати ефективність роботи, зменшити споживання електроенергії та вибрати кваліфікований 3-фазний трансформатор 500 ква та довговічністьмаслонаповнені розподільні трансформаторидля комерційних і промислових сценаріїв розподілу електроенергії.

Ⅱ. Втрати міді (втрати навантаження)

1. Визначення та принцип роботи

Втрати міді – це втрати теплової енергії, що виникають через струм, що протікає через мідні обмотки всередині трансформаторів, також визначаються як втрати змінного навантаження. Більшість звичайних розподільних трансформаторів використовують-мідні обмотки високої чистоти для стабілізації провідності. Відповідно до закону Джоуля, струм, що проходить через опір обмотки, створює втрати тепла. Втрати міді пропорційні квадрату робочого струму, незалежно від робочої напруги. Він динамічно змінюється зі струмом навантаження, тому відноситься до змінних втрат і становить найбільшу частку робочих втрат для навантажених трансформаторів. Коли a500 ква 3 фазний трансформаторпрацює під повним навантаженням, його втрати міді досягнуть номінального проектного значення.

2. Ключові фактори впливу

• Робочий струм: Вирішальний фактор втрати міді; вищий струм призводить до експоненціального збільшення втрат міді.
• Опір обмотки: більший опір обмотки призводить до вищих втрат міді; матеріал обмотки та розмір дроту визначають значення опору.
• Шари котушок: Більше шарів котушки подовжують шлях протікання струму, збільшують загальний опір обмотки та збільшують втрати міді.
• Частота перемикання: Для звичайних мережевих розподільних трансформаторів 50/60 Гц-, що працюють на частоті живлення, втрати міді зумовлені втратами опору обмотки постійного струму (втрати I²R), а вплив робочої частоти на втрати міді є незначним і його можна ігнорувати при щоденному обчисленні втрат. Зміна міді, пов’язана з-частотою, виникає лише у-спеціальних трансформаторах високої частоти, а не у звичайних розподільних трансформаторах.
• Робоча температура: висока температура збільшує питомий опір міді; Потік витоку навантаження також спричиняє втрати на вихрові струми обмотки та зовнішні втрати металу, що збільшує загальні втрати міді.

3. Формули розрахунку

Формула 1 (розрахунок номінальної потужності втрат міді): потужність втрат міді (кВт)=I² × Rc I=Номінальний робочий струм, Rc=опір односторонньої- мідної обмотки. Ця формула розраховує-втрату потужності в реальному часі, яка не пов’язана з часом роботи. Загальне споживання енергії міді потребує додаткового збільшення часу роботи.

Формула 2 (розрахунок втрат міді при номінальному навантаженні): втрати міді=I² × R Загальний опір міді R=(R1+R2)/2, R1=Опір первинної сторони, R2=Опір вторинної сторони

4. Практичні методи зменшення втрат міді

• Збільште площу поперечного-перерізу провідника обмотки, щоб зменшити власний опір провідника
• Використовуйте для обмоток матеріали з високою-провідністю, такі як мідна фольга та високо{1}}алюмінієва фольга
• Оптимізуйте планування розподілу електроенергії, щоб зменшити-тривалу роботу з-навантаженням-на місці трансформаторів розподілу електроенергії

Ⅲ. Втрати в сердечнику (втрати-без навантаження)

1. Визначення та принцип роботи

Втрати в сердечнику, які також називаються втратами без{0}}навантаження, є постійними втратами, створюваними залізним сердечником трансформатора, незалежно від струму навантаження, струму обмотки та навантажувальної здатності. Він існує постійно, поки трансформатор знаходиться під напругою, незалежно від стану-без навантаження чи повного-навантаження. Втрати в сердечнику трохи зменшаться, коли інтенсивність внутрішнього електричного поля зменшиться. На відміну від змінних втрат міді, втрати в сердечнику є постійними експлуатаційними витратами для всіх розподільних трансформаторів, включаючи стандартні маслонаповнені розподільні трансформатори.

2. Дві класифікації втрат сердечника

2.1 Втрати на гістерезис

Трансформатори працюють за принципом електромагнітної індукції. Змінний магнітний потік циркулює всередині залізного сердечника, а магнітний опір сердечника перешкоджає циркуляції потоку. Повторне намагнічування та розмагнічування магнітних молекул серцевини генерує тепло на тертя, утворюючи втрати на гістерезис. Високо{3}}сердечник із кремнієвої сталі може ефективно зменшити втрати на гістерезис.

2.2 Втрати на вихрові струми

Залізний сердечник є провідним металевим матеріалом. Змінний потік створює потенціал на поперечному-перерізі сердечника, утворюючи замкнутий циркулюючий вихровий струм і втрату тепла. Виробники використовують ламіновані листи тонкого сердечника, щоб збільшити опір сердечника, стримати вихрові струми та зменшити втрати на вихрові струми, що є стандартним виробничим процесом для кваліфікованих силових трансформаторів середньої-потужності.

3. Ключові фактори впливу

• Напруга та частота: Визначити щільність магнітного потоку в осерді та цикл намагнічення, що безпосередньо впливає на загальні втрати в осерді
• Основний матеріал: Сплав із низьким гістерезисом і сердечник із аморфного сплаву забезпечують менші втрати в сердечнику, ніж звичайний залізний сердечник
• Виробничий процес: режим ламінування серцевини, обробка між{0}}ізоляції між листами та точність складання впливають на значення втрат на вихрові струми

4. Формули розрахунку

Формула 1 (розрахунок втрат у сердечнику за класифікацією): Втрати в сердечнику=P + PP=Втрати на гістерезис, P=Втрати на вихрові струми (Стандартний академічний символ складу втрат в сердечнику трансформатора)

Формула 2 (універсальна промислова формула): Pcore=Kf × Bm² × f Kf=Константа втрат у сердечнику, Bm=Максимальна щільність магнітного потоку, f=Робоча частота

5. Практичні методи зменшення втрат сердечника

• Для виробництва трансформаторів використовуйте аморфний сплав із низькими-втратами або високоякісну-кремнієву сталь
• Оновіть ізоляцію сердечника та процес ламінування, щоб послабити внутрішні вихрові струми
• Оптимізуйте дизайн електромагнітної конструкції на етапі проектування, щоб відповідати номінальній напрузі розподільних трансформаторів основної мережі

Ⅳ. Основна різниця між втратою міді та втратою в сердечнику

Ⅴ. Висновок

Підсумовуючи, втрати міді змінюються зі струмом навантаження, тоді як втрати в сердечнику залишаються стабільними після подачі напруги. Для глобальних інвесторів у електромережі та покупців техніки вибір трансформаторів із-оптимізованими втратами може скоротити -тривалі витрати на експлуатацію електроенергії.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDпропонує енергозберігаючий 3-фазний трансформатор на 500 ква, стандартні антикорозійні маслонаповнені розподільні трансформатори та повно-серійне обладнання для передачі та розподілу, що відповідає вимогам розподілу електроенергії з низькими-втратами для промислових, комерційних, вітроенергетичних і гірничих проектів по всьому світу.