Загрузка

Что такое потери в силовых трансформаторах?

Что такое потери в силовых трансформаторах?

Потери в силовых трансформаторах

Главными характеристиками трансформатора считаются его мощность и напряжение тока на первичной и вторичной обмотке. Электрическая энергия передается от первичной обмотки к вторичной через металлический сердечник посредством явления электромагнитной индукции. Но на деле не вся энергия, которая поступает в трансформатор, доходит до потребителей. Эта разница между поступающей мощностью и выходной является потерями трансформатора. 

Типы потерь в силовом трансформаторе

Трансформатор – это статическое электромагнитное оборудование. В нем нет двигателя или каких-либо подвижных деталей. Поэтому о механических потерях мы здесь не говорим. Все потери в данном случае – это потери активной мощности. Энергия расходуется из-за сопротивления обмоток и сердечника. Когда меняется режим работы трансформатора, то и показатели потерь становятся иными. 

Потери в трансформаторе на холостом ходу

В режиме холостого ходя вторичная обмотка не подключена к потребителям. Это значит, что вся энергия с первичной обмотки уходит только, чтобы намагнитить сердечник. Эти потери называют магнитными – их обозначают Pм. Потери холостого хода считают, когда на оборудование подается ток номинальной силы и напряжения. 

Ро = Рм+I2о * r1,

 

Iо – сила тока первичной обмотки,

 

r1 – это сопротивление в первичной обмотке.

Величина потерь на холостом ходу носит постоянный характер. Это цифра зависит от суммы активной и намагничивающей частей. А последние два показателя находятся в зависимости от характеристик обмоток и сердечника.

Основные потери обмоток

Энергия, которая подается на первичную обмотку трансформатора через магнитный сердечник передается вторичной обмотке. Обозначим ток в первичной обмотке I1, соответственно ток во вторичной обмотке будет I2.

Частично полезная мощность уходит на преодоление сопротивления обмоток – это общие потери мощности во время нагрузки – Рнагр. Они пропорционально зависимы от квадратов первичного и вторичного тока, и от значений сопротивления обмоток.

Рнагр = I21r1 + I22r2,

где I1 и I2 — ток первичной и вторичной обмоток,

r1 и r2 — сопротивление в первичной и вторичной обмотках.

Pнагр находятся в прямой зависимости от нагрузки, которая подается на трансформатор. Поэтому величина потерь под нагрузкой носит изменяющийся характер.

Другие потери обмоток

Через обмотки трансформатора и сердечник проходят не только токи нагрузки. Часть электромагнитных линий начинаются и замыкаются только внутри проводов либо отдельных пластин сердечника – это вихревые токи. Есть токи, которые идут от одного витка обмотки к соседнему или от одной платины сердечника к ближайшей – это циркулирующие электромагнитные потоки. Эти дополнительные токи не совпадают по направлению с основным – они перпендикулярные ему. Значит их возникновение делает работу трансформатора менее эффективной.

Помимо обмоток и сердечника, потери мощности происходят и в других частях трансформатора: в стенке масляного бака, в прессующих кольцах, ярмовых балках.

Производители электромагнитного оборудования все время совершенствуют свой продукт. К примеру, сердечники трансформаторов для снижения потерь не отливаются цельными, а составляются из пластин, перемежающихся изоляционным слоем. Отдельные витки обмоток также изолированы. Все это положительно сказывается на полезной мощности оборудования. Так современные трансформаторы имеют коэффициент полезного действия от 90% и более.

 

Посмотрите цены на продукцию от официального поставщика Минского завода МЭТЗ им. Козлова