การสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้าคืออะไร?

เฮ้มีคน! ในฐานะซัพพลายเออร์ในเกม Power Transformer ฉันได้เห็นความสำคัญของการทำความเข้าใจการสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้าโดยตรง วันนี้ฉันจะทำลายมันให้คุณเป็นภาษาอังกฤษธรรมดาเพื่อให้คุณสามารถเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นได้ดีขึ้นภายในอุปกรณ์สำคัญเหล่านี้

เริ่มต้นด้วยพื้นฐาน หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าระหว่างสองวงจรหรือมากกว่าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า มันเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบการส่งกำลังและการกระจายพลังงานช่วยในการก้าวขึ้นหรือลดระดับแรงดันไฟฟ้าตามที่ต้องการ แต่นี่คือสิ่งที่: ไม่มีหม้อแปลงมีประสิทธิภาพ 100% มีการสูญเสียที่เกิดขึ้นเสมอในระหว่างกระบวนการถ่ายโอนพลังงานและการสูญเสียเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวมและต้นทุนของระบบ

ดังนั้นการสูญเสียเหล่านี้คืออะไร? มีสองประเภทหลัก: การสูญเสียทองแดงและการสูญเสียเหล็ก มาดูกันดีกว่ากัน

การสูญเสียทองแดง

การสูญเสียทองแดงหรือที่เรียกว่าการสูญเสียI²Rเกิดขึ้นในขดลวดของหม้อแปลง เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดมีความต้านทานในลวดทองแดงและความต้านทานนี้ทำให้พลังงานไฟฟ้าบางส่วนถูกแปลงเป็นความร้อน ปริมาณของการสูญเสียทองแดงขึ้นอยู่กับกำลังสองของกระแสที่ไหลผ่านการคดเคี้ยว (ส่วนI²) และความต้านทานของการคดเคี้ยว (ส่วน R)

ลองคิดดูแบบนี้: หากคุณมีกระแสสูง - กระแสในการคดเคี้ยวการสูญเสียทองแดงจะสูงขึ้นมาก และหากความต้านทานของขดลวดสูงพูดเนื่องจากความยาวของลวดยาวหรือพื้นที่ตัดขวางขนาดเล็กการสูญเสียจะเพิ่มขึ้นเช่นกัน การสูญเสียเหล่านี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับโหลดบนหม้อแปลง เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นกระแสก็เช่นกันและทำให้การสูญเสียทองแดงเพิ่มขึ้น

ตัวอย่างเช่นในของเราหม้อแปลงไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้าที่แช่อยู่การออกแบบของขดลวดเป็นสิ่งสำคัญในการลดการสูญเสียทองแดง เราใช้ทองแดงคุณภาพสูงที่มีความต้านทานต่ำเพื่อลดปริมาณพลังงานที่สูญเปล่าเป็นความร้อน สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อแปลง แต่ยังช่วยยืดอายุการใช้งาน

การสูญเสียเหล็ก

ในทางกลับกันการสูญเสียเหล็กนั้นซับซ้อนกว่าเล็กน้อย พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทย่อย: การสูญเสีย hysteresis และการสูญเสียกระแสไหลวน

การสูญเสีย Hysteresis

การสูญเสีย Hysteresis เกิดขึ้นในแกนกลางของหม้อแปลง แกนกลางมักจะทำจากวัสดุแม่เหล็กเช่นเหล็กซิลิกอน เมื่อสนามแม่เหล็กในการเปลี่ยนแปลงแกน (ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อกระแสสลับไหลผ่านขดลวด) โดเมนแม่เหล็กในวัสดุหลักจะต้องปรับตัวเองใหม่ กระบวนการปรับเปลี่ยนนี้ต้องใช้พลังงานและพลังงานนี้จะกระจายไปตามความร้อนทำให้เกิดการสูญเสีย hysteresis

ปริมาณของการสูญเสีย hysteresis ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุหลักและความถี่ของกระแสสลับ เพื่อลดการสูญเสียฮิสเทรีซิสเราใช้เหล็กซิลิกอนเกรดสูงพร้อมคุณสมบัติแม่เหล็กที่ดีในหม้อแปลงของเรา วัสดุนี้มีห่วง hysteresis แคบซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้พลังงานน้อยลงสำหรับการปรับแต่งโดเมนแม่เหล็ก

การสูญเสียปัจจุบันของ Eddy

การสูญเสียปัจจุบันของ Eddy ยังเกิดขึ้นในแกนกลาง เมื่อสนามแม่เหล็กในการเปลี่ยนแปลงแกนจะทำให้เกิดกระแสที่ไหลเวียนเรียกว่ากระแสน้ำวนในวัสดุหลัก กระแสวนวนเหล่านี้ไหลในลูปปิดภายในแกนกลางและสร้างความร้อนทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน

เพื่อลดการสูญเสียของกระแสวนให้น้อยที่สุดแกนกลางประกอบด้วยการเคลือบบาง ๆ การเคลือบเหล่านี้ถูกหุ้มฉนวนกันซึ่งทำให้เส้นทางของกระแสวนและลดขนาดของพวกเขา ในของเราน้ำมัน 500kva - หม้อแปลงไฟฟ้าที่แช่อยู่ในหม้อแปลงเราให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับการออกแบบการเคลือบเพื่อรักษาความสูญเสียในปัจจุบันของ Eddy ให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะทำได้

การสูญเสียอื่น ๆ

นอกเหนือจากการสูญเสียทองแดงและเหล็กแล้วยังมีการสูญเสียเล็กน้อยในหม้อแปลงไฟฟ้า

การสูญเสียหลงทาง

การสูญเสียเร่ร่อนเกิดจากการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กนอกแกนกลางและขดลวด ฟลักซ์การรั่วไหลนี้สามารถกระตุ้นกระแสในโครงสร้างโลหะใกล้เคียงเช่นถังหม้อแปลงหรือวงเล็บสนับสนุนซึ่งนำไปสู่การสร้างความร้อนและการสูญเสียพลังงาน เราใช้เทคนิคการป้องกันและการต่อสายดินที่เหมาะสมในหม้อแปลงเพื่อลดการสูญเสียเร่ร่อน

การสูญเสียอิเล็กทริก

การสูญเสียอิเล็กทริกเกิดขึ้นในวัสดุฉนวนที่ใช้ในหม้อแปลงเช่นน้ำมันหรือฉนวนของแข็ง เมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้าสลับกันข้ามฉนวนโมเลกุลในวัสดุฉนวนประสบการณ์โพลาไรเซชันและวงจรการสลับขั้ว กระบวนการนี้กระจายพลังงานในรูปแบบของความร้อนส่งผลให้เกิดการสูญเสียอิเล็กทริก เราใช้วัสดุฉนวนคุณภาพสูงในน้ำมันทองแดง 2700kVA 11kVเพื่อรักษาความสูญเสียเหล่านี้ให้น้อยที่สุด

ผลกระทบของการสูญเสีย

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าการสูญเสียคืออะไรเรามาพูดถึงสาเหตุที่พวกเขามีความสำคัญ การสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้ามีผลกระทบเชิงลบหลายประการ

ประการแรกพวกเขาลดประสิทธิภาพของหม้อแปลง หม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพน้อยลงหมายถึงพลังงานที่สูญเปล่ามากขึ้นซึ่งแปลเป็นต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้น ในโลกปัจจุบันที่การอนุรักษ์พลังงานเป็นสิ่งสำคัญที่สุดนี่เป็นเรื่องใหญ่

ประการที่สองความร้อนที่เกิดจากการสูญเสียเหล่านี้อาจทำให้อุณหภูมิของหม้อแปลงเพิ่มขึ้น อุณหภูมิสูงสามารถลดวัสดุฉนวนกันความร้อนได้เมื่อเวลาผ่านไปซึ่งนำไปสู่อายุการใช้งานที่สั้นลงของหม้อแปลง ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนบ่อยขึ้นและค่าบำรุงรักษาที่สูงขึ้น

เราลดความสูญเสียอย่างไร

ในฐานะซัพพลายเออร์หม้อแปลงไฟฟ้าเรากำลังพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อลดการสูญเสียเหล่านี้ เราใช้เทคนิคการออกแบบขั้นสูงวัสดุที่มีคุณภาพสูงและกระบวนการผลิตที่เข้มงวด

ตัวอย่างเช่นเราเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบที่คดเคี้ยวเพื่อลดความต้านทานและทำให้การสูญเสียทองแดง เราเลือกวัสดุหลักที่ดีที่สุดที่มี hysteresis ต่ำและการสูญเสียกระแสไหล่วน และเรามั่นใจว่ามีฉนวนกันความร้อนและการป้องกันที่เหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียการหลงทางและอิเล็กทริก

ติดต่อเราสำหรับความต้องการหม้อแปลงของคุณ

หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าไม่ว่าจะเป็นโครงการขนาดเล็กหรือแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เรามีคุณครอบคลุม เราเข้าใจถึงความสำคัญของการลดความสูญเสียและให้หม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งจะช่วยคุณประหยัดเงินในระยะยาว

ดังนั้นอย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคาหรือเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยให้คุณเลือกที่ถูกต้องสำหรับความต้องการการส่งกำลังและการกระจายพลังงานของคุณ

การอ้างอิง

• พื้นฐานเครื่องจักรไฟฟ้าโดย Stephen J. Chapman
• การวิเคราะห์และออกแบบระบบพลังงานโดย J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma และ Thomas J. Overbye