Chọn biến áp phân phối hiệu quả năng lượng

Định nghĩa về tổn thất biến áp

Tổn thất biến áp có thể được phân thành hai loại chính: tổn thất không tải và tổn thất có tải. Những tổn thất này phổ biến ở tất cả các loại biến áp, bất kể ứng dụng hoặc công suất định mức của chúng.

Tuy nhiên, còn có hai loại tổn thất khác: tổn thất do hài âm và tổn thất đặc biệt liên quan đến biến áp lớn hơn - tổn thất làm mát hoặc tổn thất phụ trợ, xuất phát từ việc sử dụng thiết bị làm mát như quạt và bơm.

Tổn thất không tải

Những tổn thất này xảy ra trong lõi biến áp mỗi khi biến áp được cấp điện (ngay cả khi mạch thứ cấp bị ngắt). Cũng được gọi là tổn thất sắt hoặc tổn thất lõi, chúng giữ nguyên không đổi.
Tổn thất không tải bao gồm:

Tổn thất hysteresis

Những tổn thất này do chuyển động ma sát của các miền từ trong các tấm lõi khi chúng bị từ hóa và mất từ hóa bởi trường từ xoay chiều. Chúng phụ thuộc vào loại vật liệu được sử dụng cho lõi.

Tổn thất hysteresis thường chiếm hơn một nửa tổng tổn thất không tải (khoảng 50% đến 70%). Trong quá khứ, tỷ lệ này nhỏ hơn (do đóng góp lớn hơn từ tổn thất dòng xoáy, đặc biệt là trong các tấm tương đối dày chưa qua xử lý laser).

Tổn thất dòng xoáy

Những tổn thất này được gây ra bởi các trường từ thay đổi tạo ra dòng xoáy trong các tấm lõi, do đó sinh nhiệt.
Có thể giảm thiểu những tổn thất này bằng cách xây dựng lõi từ các tấm mỏng, được cách điện với nhau bằng một lớp varnish mỏng để giảm dòng xoáy. Hiện nay, tổn thất dòng xoáy thường chiếm 30% đến 50% tổng tổn thất không tải. Khi đánh giá nỗ lực nhằm tăng cường hiệu quả của biến áp phân phối, tiến bộ đáng kể nhất đã được thực hiện trong việc giảm thiểu những tổn thất này.
Cũng có các tổn thất rò rỉ và điện môi nhỏ trong lõi biến áp, thường chiếm không quá 1% tổng tổn thất không tải.

Tổn thất có tải

Những tổn thất này thường được gọi là tổn thất đồng hoặc tổn thất ngắn mạch. Tổn thất có tải thay đổi theo điều kiện tải của biến áp.
Tổn thất có tải bao gồm:

Tổn thất nhiệt ohmic

Đôi khi được gọi là tổn thất đồng, vì nó là thành phần kháng chủ yếu của tổn thất có tải. Tổn thất này xảy ra trong cuộn dây biến áp và do điện trở của dẫn thể.
Mức độ của những tổn thất này tăng theo bình phương của dòng tải và cũng tỷ lệ thuận với điện trở của cuộn dây. Có thể giảm thiểu bằng cách tăng diện tích tiết diện của dẫn thể hoặc rút ngắn chiều dài cuộn dây. Sử dụng đồng làm dẫn thể giúp cân bằng trọng lượng, kích thước, chi phí và điện trở; tăng đường kính dẫn thể trong giới hạn các ràng buộc thiết kế khác có thể giảm tổn thất thêm nữa.

Tổn thất dòng xoáy dẫn thể

Dòng xoáy, kết quả từ các trường từ của dòng điện xoay chiều, cũng xảy ra trong cuộn dây. Giảm diện tích tiết diện của dẫn thể có thể giảm dòng xoáy, do đó các dẫn thể dạng sợi được sử dụng để đạt được điện trở thấp cần thiết trong khi kiểm soát tổn thất dòng xoáy.

Có thể tránh điều này bằng cách sử dụng dẫn thể liên tục hoán vị (CTC). Trong CTC, các sợi thường được hoán vị để trung bình hóa sự khác biệt về lưu lượng và cân bằng điện áp.