Scegliere trasformatori di distribuzione a basso consumo energetico

Definizione delle Perdite del Trasformatore

Le perdite dei trasformatori possono essere principalmente categorizzate in due tipi: perdite a vuoto e perdite a carico. Queste perdите распространены во всех типах трансформаторов, независимо от их сценариев применения или мощности.

Tuttavia, esistono altri due tipi di perdite: le perdite aggiuntive indotte dagli armonici, e le perdите, которые особенно актуальны для больших трансформаторов – потери охлаждения или вспомогательные потери, возникающие из-за использования оборудования для охлаждения, такого как вентиляторы и насосы.

Perdite a Vuoto

Queste perdite si verificano nel nucleo del trasformatore ogni volta che il trasformatore è alimentato (anche quando il circuito secondario è aperto). Conosciute anche come perdite di ferro o perdite del nucleo, rimangono costanti.
Le perdite a vuoto sono costituite da:

Perdite per Isteresi

Queste perdite sono causate dal movimento frizionale dei domini magnetici all'interno delle lamine del nucleo mentre vengono magnetizzati e demagnetizzati dal campo magnetico alternato. Dipendono dal tipo di materiale utilizzato per il nucleo.

Le perdite per isteresi rappresentano tipicamente più della metà delle perdite totali a vuoto (circa il 50% al 70%). In passato, questa proporzione era minore (a causa di un contributo maggiore delle perdite per correnti di fuga, specialmente in fogli relativamente spessi che non avevano subito trattamenti laser).

Perdite per Correnti di Fuga

Queste perdite sono indotte da campi magnetici variabili che generano correnti di fuga nelle lamine del nucleo, producendo calore.
Queste perdite possono essere ridotte costruendo il nucleo con fogli sottili, laminati e isolati tra loro da uno strato sottile di vernice per ridurre le correnti di fuga. Attualmente, le perdite per correnti di fuga generalmente costituiscono il 30% al 50% delle perdite totali a vuoto. Nella valutazione degli sforzi per migliorare l'efficienza dei trasformatori di distribuzione, i progressi più significativi sono stati ottenuti nella riduzione di queste perdite.
Esistono anche minori perdite vaganti e dielettriche nel nucleo del trasformatore, che tipicamente rappresentano non più dell'1% delle perdite totali a vuoto.

Perdite a Carico

Queste perdite sono comunemente note come perdite di rame o perdite a cortocircuito. Le perdite a carico variano in base alle condizioni di carico del trasformatore.
Le perdite a carico sono costituite da:

Perdite Termiche Ohmiche

A volte chiamate perdite di rame, poiché rappresentano la componente resistiva dominante delle perdite a carico. Queste perdite si verificano negli avvolgimenti del trasformatore e sono dovute alla resistenza del conduttore.
L'entità di queste perdite aumenta proporzionalmente al quadrato della corrente di carico e è anche proporzionale alla resistenza dell'avvolgimento. Può essere ridotta aumentando la sezione trasversale del conduttore o accorciando la lunghezza dell'avvolgimento. L'uso del rame come conduttore aiuta a bilanciare peso, dimensioni, costo e resistenza; aumentare il diametro del conduttore entro i limiti degli altri vincoli progettuali può ulteriormente ridurre le perdite.

Perdite per Correnti di Fuga nei Conduttori

Le correnti di fuga, risultanti dai campi magnetici della corrente alternata, si verificano anche negli avvolgimenti. Ridurre la sezione trasversale del conduttore può diminuire le correnti di fuga, quindi si utilizzano conduttori a fili per ottenere la resistenza richiesta mantenendo sotto controllo le perdite per correnti di fuga.

Questo può essere evitato utilizzando un conduttore continuamente trasposto (CTC). In un CTC, i fili vengono frequentemente trasposti per uniformare le differenze di flusso e equalizzare la tensione.