Ваш город — Феърфилд? Да Изменить
г. Москва, ул. Электродная, дом 10, строение 3, помещение VII, этаж 2, комната 39, 40
Феърфилд
8 (800) 775-48-43
Заказать обратный звонок


Потери трансформатора. Причины и способы их снижения.

27.03.2018

Одной из важных задач в производстве и эксплуатации трансформаторов является повышение эффективности устройства, другими словами - снижение потерь. Для успешного освоения и выполнения производственных операций во время сборки устройства необходимы более глубокие знания причин появления потерь трансформатора и возможных путей их снижения. 

Снижение потерь холостого хода.

Говоря о повышении эффективности устройства, в первую очередь рассматриваются возможности снижения потерь холостого хода. Существует несколько способов уменьшения потерь в стали:

  1. Снижение величины магнитного потока. Но это невыгодный путь, так как придется использовать большее количество материала. Например, для для создания эдс вам потребуется увеличить число витков в обмотках, а значит в расход пойдет больше медных или алюминиевых проводов.

  2. Применить электротехнические стали, которые имеют высокое сопротивление  и пониженные потери на гистерезис. Этот путь куда выгоднее первого, так как не уменьшая магнитный поток используются материалы для уменьшения вихревых токов.

  3. Использование тонких изолированных пластин для изготовления магнитной системы. Это значительно уменьшит потери от вихревых токов.

  4. Использование конструкций магнитопроводов с косыми стыками пластин и без отверстия в активной стали.

Для мастеров по сборке силовых трансформаторов важно знать, что от качества выполнения производственных операций зависят и потери в стали. Сейчас во многих трансформаторах используется холоднокатаная сталь.Этот материал весьма чувствителен к механическим воздействиям, что отражается в ухудшении ее магнитных характеристик. В зоне реза происходит ухудшение магнитных свойств стали даже при резке и штамповке пластин. Также разрушают ориентацию кристаллов и увеличивают намагничивающую мощность и удельные потери перегибы пластин и удары по стали. До того, как будет производиться сборка магнитопровода пластины обязательно производится высокотемпературный отжиг стали в печах, который восстанавливает магнитные свойства материала.

При сборке магнитопровода и расшихтовке верхнего ярка сталь может быть подвержена повреждениям. Выполняя эти операции мастеру необходимо проявлять предельную аккуратность и осторожность для работе с пластинами стали, чтобы не допустить механических повреждений. Максимально осторожное обращение с пластинами обеспечит в собранном силовом трансформаторе меньшие потери холостого хода.

Как показывает опыт использования силовых трансформаторов, потери в стали в 1,3-1,5 раз выше, чем в исходном материале трансформаторов. Но это в значительной степени зависит от качества сборки устройства. Хорошая сборка обеспечивает превышение потерь в магнитной системе над потерями стали трансформатора до начала ее механической обработки на 25—30%.

Увеличение сечения обмоточных проводов также позволит уменьшить потери трансформатора в обмотках от токов нагрузки устройства. Но это будет невыгодно экономически из-за увеличения размеров обмоток и магнитопровода, что приводит к увеличению массы активных материалов и потери холостого хода. Поэтому увеличение размеров обмоточных проводов производят редко, только если этого требует механическая прочность обмоток.

Но это не единственные пути снижения потерь в обмотках трансформатора. В обмотках, помимо нагрузочных существуют и добавочные потери. Такие потери не только уменьшают эффективность устройства, но и приводят к перегреву отдельных элементов трансформатора. так как потери концентрируются в них. Опасный нагрев чаще всего возникает в прессующих кольцах, нижних и верхних витках обмоток, баке трансформатора и ярмовых балках.

Снижение потерь короткого замыкания

Уменьшения потерь короткого замыкания в силовом трансформаторе можно достичь с помощью уменьшения плотности тока в обмотках. С уменьшением сечения проводника плотность тока уменьшается. Если для производства обмоток использовать провод из меди увеличенного сечения, то это приведет к увеличению массы и удорожание обмоток. Из-за этого для изготовления обмоток часто используют провод из алюминия. Также при возникновении токов короткого замыкания происходит увеличение механической прочности обмотки при увеличении сечения провода. Это очень существенно при использовании немагнитных конструктивных элементов устройства.

Снижение добавочных потерь

К добавочным потерям относят те потери, которые происходят от вихревых потоков наводимых полями рассеяния. По мере уменьшения потерь в обмотках, возрастает доля добавочных потерь в нагрузочных потерях. Особенно это проявляется в устройствах с большим значением сопротивления короткого замыкания. Ранее проведение контроля поля рассеяния осуществлялось для того, чтобы избежать в стенках бака и других металлических частях недопустимого нагрева. На сегодняшний день контроль проводится и для снижения добавочных потерь.

Наиболее эффективными средствами от добавочных потерь являются:

Сейчас добавочные потери составляют 10-40 процентов нагрузочных. Достигнутое на данном этапе снижение потерь нагрузочных и холостого хода стимулировано высокой удельной капитализированной стоимостью потерь.

< ПредыдущаяСледующая >