Потери мощности в трансформаторе     КПД трансформатора никогда не достигает 100 %, поскольку в нём всегда присутствуют потери электроэнергии. Потери в трансформаторах принято разделять на два вида: потери в меди (медные витки обмоток) и потери в стали (материал сердечника).

     Потери в меди возникают из-за собственного сопротивления медного проводника. Ток, протекая по обмотке, обуславливает некоторое падение напряжения, которое и является потерей мощности. При этом электрическая энергия преобразуется в тепловую, которая разогревает обмотку.

     Потери в стали в свою очередь состоят из потерь, вызванных вихревыми токами, и обусловленых циклическим перемагничиванием (гистерезис).

 

сердечник трансформатора    Вихревые токи возникают в проводнике, который находится в переменном магнитном поле. Этим условиям удовлетворяет стальной сердечник, на который намотаны медные витки. В нем постоянно возникают вихревые токи, величина которых может достигать достаточно больших значений, из-за которых в свою очередь происходит нагрев сердечника.

     Величина потерь, вызванных необходимостью циклического перемагничивания определяется в первую очередь качеством стали, из которой сделан сердечник. В сердечнике как бы находится большое количество диполей, которые под действием переменного магнитного поля периодически изменяют своё направление (поворачиваются с периодичностью изменения магнитного поля). В ходе пространственного изменения положения диполей возникают механические силы трения между ними, что вызывает дополнительный нагрев сердечника. Таким образом происходит преобразование магнитной энергии в тепловую (потери мощности на гистерезис).

     Чтобы снизить эти потери, применяется ряд мер. Потери, вызванные циклическим перемагничиванием, могут быть уменьшены, если использовать специальный структурированный особым образом магнитомягкий материал для изготовления сердечника (электротехническая сталь). Такой материал обладает большой магнитной проницаемостью, но при этом малой коэрцитивной силой.

     Для снижения потерь в меди применяется увеличение сечения проводников обоих обмоток, при этом электросопротивление их уменьшается. С другой стороны, это вызывает увеличение стоимости и веса трансформатора, поэтому достаточным считается такое сечение, при котором не возникает заметного нагрева обмоток. 

     Чтобы уменьшить вихревые токи, сердечник выполняется не в виде единого монолитного блока, а собирается из множества электроизолированных пластин. Толщина каждой из них может равняться всего нескольким десятым долям миллиметра. Также электрическую проводимость сильно снижает специально вводимый в сталь легирующий элемент - кремний.

     Комплексное использование мер по снижению потерь мощности позволяет довести КПД трансформаторов до 85-90%.


Рекомендуйте эту статью другим!



мая 06, 2013 8812

Нормальный режим работы генераторов, недовозбуждение, перевозбуждение

Под нормальным режимом работы подразумевается такой режим, в котором Г может длительно…
Определение кабельной линии
нояб 13, 2013 4508

Определение кабельной линии

В наше время невозможно увидеть город или поселок, в котором бы не было электричества.…
1305972603 1
окт 20, 2015 788

Процессорные устройства и проверка их работоспособности

Состав процессорных устройств. Процессорное устройство составляется из операционного ОА и…
Дифференциальная защита трансформатора
янв 01, 2014 8880

Дифференциальная защита трансформатора

Дифференциальная защита используется в качестве главной защиты силовых трансформаторов от…
Воздушные высоковольтные выключатели
дек 25, 2013 3103

Воздушные высоковольтные выключатели

Высоковольтные воздушные выключатели – это коммутационные аппараты, у которых замыкание,…