Трансформаторски губици и ефикасност

 

Дефиниција губитка

• Губитак трансформатора односи се на поступак претварања електричне енергије у друге облике енергије (углавном топлоте) током операције трансформатора.

• Губитак је важан показатељ процене перформанси трансформатора, што директно утиче на ефикасност и економију трансформатора.

 

Састав губитка

 

 

Дефиниција губитка без оптерећења

Губитак без оптерећења односи се на губитак енергије трансформатора када је основна страна комбинована са називним напоном под условом без оптерећења (односно је отворена секундарна страна). Губитак без оптерећења углавном укључује губитак гвожђа и мали износ других губитака, као што је губитак диелектричног губитка и струја узбуђења. Она одражава губитак енергије трансформатора под условима без оптерећења.

 

Састав губитка без оптерећења

 

Губитак без оптерећења састоји се од 1- језгра губитка

Губитак гвожђа, такође познат као губитак језгре или губитак језгре, је губитак енергије узрокован наизменичном магнетном пољем у основном материјалу током операције трансформатора. Губитак гвожђа углавном укључује два дела: губитак хистерезе и губитак струја у Еддију.

Губитак хистерезе:

Губитак хистерезе је губитак енергије у процесу магнетизације и демагнетизација основног материјала под наизменичним магнетним пољем. Када се смер магнетног поља промени, магнетни домени у основном материјалу морају бити преуређени и у овом процесу ће бити губитак енергије. Губитак хистетресе је повезан са подручјем хистерезе петље основног материјала, радне фреквенције и густине магнетног тока

ГУБИТАК ЕДДИ ФУРЛУС:

Губитак Едди Процена је губитак топлоте који се генерише када је струја (Едди струја) индукована материалним материјалом гвожђе унутар гвозденог језгра под наизменичним магнетним пољем. Наизменично магнетно поље индукује Едди струју у гвозденом језгру, који формира петљу у жељезном основном материјалу и ствара топлоту, што резултира губитком енергије. Губитак Едди Фентер-а је повезан са отпорношћу гвозденог основног материјала, дебљине ламината и радне фреквенције.

 

Губитак без оптерећења састоји се од 2- диелектричног губитка

Диелектрични губици је губитак енергије изазван изолационим материјалом у трансформатору под деловањем наизменичног електричног поља. Изолациони материјали у трансформаторима често се користе за изолацију проводљивих делова како би се спречило кратки кругови и други електрични неуспеси. Диелектрични губитак углавном се јавља унутар изолационог материјала због диелектричних својстава материјала и наизменичног електричног поља.

Губитак изолације:

Ово је главни део диелектричног губитка. Изолациони материјали се користе у трансформаторима за изоловање намотаја, гвоздених језгара и других проводљивих делова. Наизменично електрично поље унутар изолационог материјала проузроковаће поларизацију диелектричног и тренутног цурења, а ови процеси ће довести до губитка енергије. Уобичајени изолациони материјали укључују трансформаторско уље, папир и смолу.

Губитак утицаја на капацитет:

Структура намотаја и изолације трансформатора може формирати паразитски капацитет. Под наизменичним електричним пољем, процес пуњења и пражњења ових кондензатора такође ће изазвати губитак енергије.

Дјеломично пражњење у високој напону

Под високим напонским условима, делимично пражњење може се појавити унутар или на површини изолационог материјала, што је локални феномен електричне пропада који доводи до губитка енергије и постепено погоршање изолационог материјала.

Диелектрични губици су обично мали, али могу се појавити релативно значајни у високим напонским трансформаторима. Губитак је повезан са диелектричним константама изолационог материјала, тангента угао губитка (ТАНЛΔ) и радни напон и учесталост трансформатора.

Диелектрични губитак у губитку без оптерећења трансформатора је релативно мали, обично између 0. 5% и 2%, али у високоположном трансформатору захтева посебну пажњу и контролу.

 

Губитак без оптерећења састоји се од губитка тренутног струје од узбуђења

Губитак струја узбуђења је због губитка ИАР-а у примарном навијавању узрокованом струјом узбуђења потребна за успостављање магнетног поља у језгру. Чак и ако нема оптерећења, примарној страни још увек треба одређену струју да би се одржала магнетизација језгра, а овај део тренутног губитка топлоте на отпорности на намакање.

 

Губитак без оптерећења састоји се од 4- губитка луталице

Губици луталице су губици у трансформатору изазваном цурилом цурења. Флукс цурења односи се на оне који не прокусују трансформаторски језгро, већ кроз друге стазе (као што су структурне компоненте трансформатора, клипови, зидови резервоара итд.). Пошто се ови флукс цурења изазивају ддди струје у проводљивом материјалу, проузрочава се губитак енергије, а овај део губитка назива се губитак луталица.

ГУБИТАК ЗА СТЕМЕЊЕ: ГУБИТАК ЕДДИ ФУРНУТСАУС изазвани протујељкама за цурење у трансформаторским клиповима (као што су основни клипови, структуре подршке).

ГУБИТАК ЗИДНИХ ЗИДОВА: ГУБИТАК РЕЗУЛТАТА ЕДДИ ФУРНУТИ ИНДУДУЈЕНИ СУТРАЧНИМ Флуксом цурења у зиду резервоара трансформатора. Будући да су резервоари за гориво обично направљени од метала, губици Едди Фунтер могу бити значајни у овим металним структурама.

Губици олова и завршетка оквира: ГУБИТАК РЕЗУЛТАТА ЕДДИ ТРЕНУТНИ ГУБИТАК изазвани оштрим флуксом у вођством трансформатора, крајњим оквирима и другим металним структурама.

Губици луталице су углавном мали део укупног губитка трансформатора, али могу постати значајни у трансформаторима великог капацитета. Стога је у дизајну трансформатора, важно је смањити утицај цурења и оптимизирати дизајн језгра и структурних компоненти за смањење губитка луталице.

 

 

Дефиниција губитка оптерећења

• Губитак оптерећења односи се на губитак електричне енергије узроковане струјом оптерећења проласком кроз трансформатор намотавање под условом рада оптерећења.

 

Састав губитка оптерећења

 

Губитак оптерећења састоји се од 1- губитка бакра

Губитак бакра трансформатора је губитак отпорности на навијање трансформатора (бакар или алуминијум) због тренутне провода кроз проводник. То је главна компонента губитка оптерећења и значајно се повећава као струја оптерећења.

 

Губитак отпорности на ДЦ

Губитак изазван ДЦ отпором намотавања. Формула је 

Где сам струја оптерећења и Р је отпорност на намакање.

 

Губитак оптерећења се састоји од 1- додатног губитка

• Магнетни губици цурења

Губитак струје у структурима у структурним компонентама (као што су клипови, челичне плоче, кутије, итд.) Због струје трансформатора.

• Додатни губици бакра

Додатни губитак због неравномерне актуелне расподјеле услед ефеката коже и утицаја на близину. Ови ефекти су израженији при високим оптерећењима или фреквенцијама.

• Механички губици

Губитак због механичких вибрација и буке унутар трансформатора. Овај део губитка у укупном губитку чинило је мали пропорција.

• Губици опреме за хлађење

У нафтним урођеним трансформаторима, навијачи и пумпе за уље које се користе за хлађење конзумирају електричну енергију, а ови уређаји стварају губитке током рада.

 

 

Ефекат температуре на губитак

• Нема губитка оптерећења

Ефекат температуре на губитку без оптерећења је мали, углавном погађа отпорност језгреног материјала, али промена је мало. Главни губитак од гвожђа (губитак хистерезе и губитак струја Едди) није осетљив на промену температуре.

• Губитак оптерећења

Температура има велики утицај на губитак оптерећења, углавном зато што се отпорност проводника у губитку оптерећења значајно повећава са променом температуре. Као резултат тога, отпорност на намакање повећава се са повећањем температуре, тако да је губитак бакра који генерисани струјом кроз навијање значајно повећава. Пошто је губитак бакра главна компонента губитка оптерећења, утицај пораста температуре на губитку оптерећења је очигледнији.

 

Где,

И=оптерећење струје

Р=отпорност

ρ=отпорност

Л=дужина жице

С=пресек пресјека жице

 

Референтна температура

Стандардна референтна температура губитка без губитка трансформатора и губитка оптерећења је да се осигура доследност теста и процене перформанси. Међународни и национални стандарди обично одређују референтне температуре за ове тестове.

 

Референтна температура	Иец	Иеее	ЦСА
Нема губитка оптерећења	Није потребна калибрација	20 степени	85 степени
На губитку оптерећења	75 степени	85 степени	85 степени

 

Корекција губитака

Главни разлог за исправљање губитка трансформатора на стандардну референтну температуру је осигурати упоредивост и доследност резултата испитивања под различитим условима.

Ефекат температуре

Трансформаторски губици, посебно губици оптерећења, значајно су погођени температурама. Отпорност на намакање повећава се са све већом температуром, што резултира повећаним губитком оптерећења. Исправљањем вредности губитака на стандардну референтну температуру, ефекат температурних промена може се елиминисати, што резултати чине упоредивим у различитим условима испитивања

стандардизација

Користећи уједначену референтну температуру, као што је 75 или 85 степени, осигурава доследност и стандардизацију резултата трансформатора у произвођачима, моделима и тестним временима

 

 

Дефиниција

• Ефикасност трансформатора односи се на омјер између улазне снаге и излазне снаге, обично изражено у проценту, а поједностављено разумевање формула је следеће