Избор на енергийно ефективни разпределителни трансформатори

Определение на загуби в трансформаторите

Загубите в трансформаторите могат да бъдат основно класифицирани в два типа: загуби при празно и загуби при натовареност. Тези загуби са всеприсъщи за всички видове трансформатори, независимо от техните приложения или мощности.

Освен това има още два вида загуби: допълнителни загуби, предизвикани от хармоники, и загуби, които са особено релевантни за по-големите трансформатори – охладителни или вспомогателни загуби, които произтичат от използването на охладително оборудване като вентилатори и помпи.

Загуби при празно

Тези загуби се появяват в ядрото на трансформатора, когато той е под напрежение (дори когато вторичната верига е разтворена). Познати също като железни загуби или загуби в ядрото, те остават постоянни.
Загубите при празно включват:

Загуби от хистерезис

Тези загуби са причинени от триенето на магнитните домейни в ламините на ядрото, докато те се намагнетизират и демагнетизират от алтернативното магнитно поле. Те зависят от типа материал, използван за ядрото.

Загубите от хистерезис обикновено представляват повече от половината от общите загуби при празно (приблизително 50% до 70%). В миналото, тази пропорция беше по-малка (поради по-голям принос от загубите от индукционни токове, особено в сравнително дебели листове, които не са били подложени на лазерна обработка).

Загуби от индукционни токове

Тези загуби са предизвикани от изменящи се магнитни полета, които генерира индукционни токове в ламините на ядрото, произвеждайки топлина.
Тези загуби могат да бъдат намалени, като се конструира ядрото от тънки, ламинирани листове, изолирани един от друг с тънък слой лак, за да се намалят индукционните токове. В момента, загубите от индукционни токове обикновено представляват 30% до 50% от общите загуби при празно. Когато се оценяват усилията за увеличаване на ефективността на разпределителните трансформатори, най-значителните прогреси са направени в намаляването на тези загуби.
Има също малки странични и диелектрични загуби в ядрото на трансформатора, които обикновено представляват не повече от 1% от общите загуби при празно.

Загуби при натовареност

Тези загуби са познати като медни загуби или загуби при кратко замыкание. Загубите при натовареност вариират в зависимост от условията на натовареност на трансформатора.
Загубите при натовареност включват:

Загуби от омично топло

Понякога наричани медни загуби, тъй като това е доминиращият резистивен компонент на загубите при натовареност. Тези загуби се появяват в обмотките на трансформатора и са причинени от съпротивлението на проводника.
Магнитудата на тези загуби се увеличава пропорционално на квадрата на тока на натовареност и е също пропорционална на съпротивлението на обмотката. Може да бъде намалена, като се увеличи сечното сечение на проводника или се скъсят обмотките. Използването на мед като проводник помага за балансиране на тегло, размер, цена и съпротивление; увеличаването на диаметъра на проводника в рамките на други ограничения на проектирането може да намали допълнително загубите.

Загуби от индукционни токове в проводника

Индукционните токове, предизвикани от магнитните полета на алтернативния ток, също се появяват в обмотките. Намаляването на сечното сечение на проводника може да намали индукционните токове, затова се използват многожилкови проводници, за да се постигне необходимото ниско съпротивление, докато се контролират загубите от индукционни токове.

Това може да бъде избегнато чрез използване на непрекъснато транспониран проводник (CTC). В CTC, жилките често се транспонират, за да се усреднят разликите в потока и да се равномерят напреженията.