Kehilangan Transformator | Kehilangan Tembaga vs Kehilangan Besi & Tips Pengurangan

Peralatan transformasi mengalami pelbagai jenis kerugian semasa operasi, terutamanya dikategorikan kepada dua jenis utama: kerugian tembaga dan kerugian besi.

Kerugian Tembaga

Kerugian tembaga, juga dikenali sebagai I²R losses, disebabkan oleh rintangan elektrik pada lilitan transformator—biasanya dibuat daripada tembaga. Apabila arus mengalir melalui lilitan, tenaga dilepaskan dalam bentuk haba. Kerugian ini berkadar dengan kuasa dua arus beban (I²R), bermaksud ia meningkat secara signifikan dengan aras arus yang lebih tinggi.

Untuk mengurangkan kerugian tembaga:

• Gunakan konduktor yang lebih tebal atau bahan dengan kekonduksian elektrik yang lebih tinggi untuk mengurangkan rintangan lilitan.

• Operasikan transformator pada atau berhampiran beban optimal untuk mengelakkan arus yang berlebihan.

• Tingkatkan kecekapan operasi secara keseluruhan dengan mengurangkan beban yang tidak perlu dan mengoptimumkan reka bentuk sistem.

Kerugian Besi

Kerugian besi, atau kerugian inti, berlaku pada inti magnetik transformator disebabkan oleh fluks magnetik berganti. Kerugian ini tidak bergantung pada beban dan kekal relatif tetap di bawah keadaan operasi normal. Kerugian besi terdiri daripada dua komponen:

• Kerugian Histeresis: Ini disebabkan oleh pemagnetan dan demagnetan berulang-ulang bahan inti di bawah arus bolak-balik. Tenaga hilang sebagai haba disebabkan oleh geseran dalaman domain magnet. Menggunakan bahan inti dengan gelung histeresis yang sempit—seperti keluli silikon berorientasi butiran—dapat mengurangkan kerugian ini secara signifikan.

• Kerugian Arus Eddy: Medan magnet berganti menimbulkan arus beredar (arus eddy) di dalam inti, menyebabkan pemanasan resistif. Kerugian ini diminimumkan dengan membina inti dari lembaran tipis yang dilapis isolasi dan disusun selari dengan fluks magnet, yang membatasi laluan arus eddy. Reka bentuk inti canggih dan bahan dengan rintangan tinggi juga membantu mengurangkan kerugian arus eddy.

Strategi untuk Mengurangkan Kerugian Transformator

Mengurangkan kerugian transformator meningkatkan kecekapan, mengurangkan kos operasi, dan memperpanjang jangka hayat peralatan. Langkah-langkah utama termasuk:

• Pilih Transformator Berkecekapan Tinggi: Transformator berkecekapan tinggi moden menggunakan bahan canggih dan reka bentuk yang dioptimumkan untuk mengurangkan kedua-dua kerugian tembaga dan besi.

• Optimumkan Reka Bentuk: Pilihan bahan inti, konfigurasi lilitan, dan sistem pendinginan dengan teliti dapat mengurangkan jumlah kerugian secara signifikan.

• Lakukan Penyelenggaraan Rutin: Inspeksi dan penyelenggaraan rutin—seperti membersihkan lilitan, memeriksa sistem pendingin, dan mengekalkan kualiti minyak dalam transformator berisi minyak—menjamin operasi yang efisien berterusan.

• Hindari Overloading: Beban berlebihan meningkatkan kerugian tembaga dan tekanan termal, mempercepatkan penurunan isolasi dan mengurangkan kebolehpercayaan.

• Sesuaikan Kapasiti dengan Beban: Menyesuaikan saiz transformator dengan permintaan beban sebenar mencegah ketidakefisienan beban ringan dan mengurangkan kerugian tanpa beban.

Kesimpulannya, mengurangkan kerugian transformator adalah penting untuk penghematan tenaga dan operasi sistem kuasa yang boleh dipercayai. Oleh itu, pengurangan kerugian harus menjadi pertimbangan utama dalam pemilihan, reka bentuk, dan operasi berterusan transformator.