Розрахунок втрат розподільних трансформаторів

Розподільні трансформатори є невід’ємною частиною електромережі, перетворюючи електроенергію високої напруги, вироблену електростанціями, в електроенергію низької напруги, безпечну для використання в будинках і на підприємствах. Ці трансформатори схильні до втрат енергії через властиві характеристики їхньої конструкції. Існують різні типи втрат у розподільних трансформаторах, включаючи втрати в міді, втрати в сердечнику та паразитні втрати. У цій статті ми обговоримо розрахунок втрат в розподільних трансформаторах.
Втрати міді:
Втрати міді виникають в результаті електричного опору в обмотках трансформатора. Обмотки зроблені з мідного дроту, який має опір, і цей опір виділяє тепло. Втрати міді можна розрахувати за такою формулою:
ПК=I2R
де Pc=Втрати міді у ватах, I=Струм навантаження в амперах і R=Опір обмотки в Омах.
Втрати ядра:
Втрати в осерді виникають в результаті намагнічування залізного осердя трансформатора. Сердечник виготовлено з ламінованих листів заліза, які шарують для зменшення вихрових струмів. Втрати на гістерезис і вихрові струми разом утворюють втрати в сердечнику. Їх можна розрахувати за такою формулою:
Pcore=ηBmax^nVf
де Pcore=Втрати в сердечнику у ватах, η=Константа для матеріалу сердечника, Bmax=Максимальна щільність потоку в теслах, n=Константа для матеріалу сердечника, V {{4 }} Об'єм ядра в кубічних метрах, а f=Частота роботи в Гц.
Втрати з боку:
Блукаючі втрати є результатом енергії, яка втрачається через потік витоку, який не може бути використаний для виконання корисної роботи. Ці втрати виникають через взаємодію магнітного поля з немагнітними матеріалами навколо трансформатора, такими як резервуар, обмотки та ізоляція. Для розрахунку паразитних втрат використовується наступна формула:
Pstray=k1B11^2 + k2B22^2
де Pstray=Втрати розсіювання у ватах, k1 і k2=Константа для трансформатора, B11 і B22=Густина потоку в немагнітному матеріалі, що оточує трансформатор.
Загальні втрати:
Загальні втрати в трансформаторі є сумою втрат у міді, втрат у сердечнику та втрат на розсіювання. Загальні втрати можна розрахувати за такою формулою:
Ptotal=Pc + Pcore + Pstray
Висновок:
Підсумовуючи, розрахунок втрат у розподільних трансформаторах є важливим аспектом конструкції трансформатора. Це допомагає визначити ефективність трансформатора та відіграє важливу роль у виборі трансформатора для конкретного застосування. Втрати в міді, втрати в сердечнику та паразитні втрати є трьома основними типами втрат у розподільних трансформаторах. Розрахувавши ці втрати, ми можемо визначити загальні втрати та підвищити ККД трансформатора.