Потери мощности трансформатора делятся на потери в железе и потери в меди. Потери в железе также называются потерями без нагрузки, которые представляют собой фиксированные потери и потери, создаваемые железным сердечником (также называемые потерями в сердечнике, а потери в меди также называются потерями под нагрузкой).
Формула расчета потерь в трансформаторе
(1) Потери активной мощности: ΔP＝Po＋KT 2 Pk
(2) Потери реактивной мощности: ΔQ＝Qo＋KT 2 Qk
(3) Комплексные потери мощности: ΔPz＝ΔP＋KQΔQ.
Qo≈Io%Sn, Qk≈Uk%Sn
В формуле: Qo – потери реактивной мощности холостого хода (квар)
Po--Потери на холостом ходу (кВт)
Pk--номинальная потеря нагрузки (кВт)
Sn--Номинальная мощность трансформатора (кВА)
Uk%--процент напряжения короткого замыкания
--Коэффициент нагрузки, который представляет собой отношение тока нагрузки к номинальному току.
KT--коэффициент потерь при колебаниях нагрузки
Qk--Номинальная мощность магнитной утечки нагрузки (квар)
KQ--Экономический эквивалент реактивной мощности (кВт/квар)
Условия выбора каждого параметра при расчете по приведенной выше формуле:
(1) Возьмите КТ=1.05;
(2) Когда минимальная нагрузка системы принимается для понижения напряжения 6–10 кВ.трансформаторв городских электросетях и электросетях промышленных предприятий – эквивалент реактивной мощности KQ=0,1кВт/квар;
(3) Средний коэффициент нагрузки трансформатора для сельскохозяйственных трансформаторов,=20%; для промышленных предприятий, реализующих трехсменную систему, -=75%;
(4) Часы работы трансформатора T=8760 ч, часы максимальной потери нагрузки: t=5500 ч;
(5) Потери холостого хода Po, номинальные потери нагрузки Pk, Io% и Uk% трансформатора указаны в заводской информации о продукте.
Характеристики потерь трансформатора
Po - потери на холостом ходу, преимущественно потери в железе, включая потери на гистерезис и потери на вихревые токи;
Гистерезисные потери пропорциональны частоте; пропорционален мощности коэффициента гистерезиса максимальной плотности магнитного потока.
Потери на вихревые токи пропорциональны произведению частоты, максимальной плотности магнитного потока и толщины листа кремнистой стали.
Pc — потери в нагрузке, в основном потери на резисторе при прохождении тока нагрузки через обмотку, обычно называемые потерями в меди. Его размер меняется в зависимости от тока нагрузки и пропорционален квадрату тока нагрузки; (и выражается стандартным значением преобразования температуры катушки).
На потери нагрузки также влияет температура трансформатора. В то же время поток рассеяния, вызванный током нагрузки, будет вызывать потери на вихревые токи в обмотке и паразитные потери в металлических частях вне обмотки.
Полные потери трансформатора ΔP=Po+Pc
Коэффициент потерь трансформатора=Pc/Po
КПД трансформатора=Pz/(Pz+ΔP), выраженный в процентах; где Pz — выходная мощность вторичной обмотки трансформатора.
