ضررهای موجود در ترانسفورماتور توزیع چیست؟

در حوزه توزیع برق ، ترانسفورماتورهای توزیع نقش مهمی در اطمینان از تحویل کارآمد و قابل اطمینان از برق از شبکه انتقال ولتاژ بالا برای پایان دادن به کاربران دارند. من به عنوان تأمین کننده ترانسفورماتورهای توزیع ، من از اول شاهد اهمیت درک ضررهای مرتبط با این قطعات مهم تجهیزات بوده ام. در این وبلاگ ، ما در یک ترانسفورماتور توزیع ، دلایل آنها و پیامدهای آنها در عملکرد کلی سیستم ، انواع مختلفی از ضررها را بررسی خواهیم کرد.

ضررهای اصلی

تلفات اصلی ، همچنین به عنوان تلفات آهن نیز شناخته می شود ، یکی از انواع اصلی تلفات در یک ترانسفورماتور توزیع است. این تلفات در هسته ترانسفورماتور رخ می دهد ، که به طور معمول از فولاد سیلیکون چند لایه ساخته شده است. ضررهای اصلی را می توان به دو مؤلفه تقسیم کرد: از دست دادن هیسترزیس و ضرر جریان ادی.

از دست دادن هیسترزیس

از دست دادن هیسترزیس ناشی از مغناطش مکرر و عوامفریناسیون هسته ترانسفورماتور است زیرا جریان متناوب (AC) از سیم پیچ اولیه عبور می کند. هنگامی که یک ولتاژ AC برای سیم پیچ اولیه اعمال می شود ، میدان مغناطیسی در هسته به صورت دوره ای تغییر می کند. حوزه های مغناطیسی موجود در مواد اصلی باید خود را با تغییر میدان مغناطیسی مجدداً تنظیم کنند و این فرایند انرژی را به شکل گرما مصرف می کند.

از دست دادن هیسترزیس متناسب با فرکانس تأمین AC و مساحت حلقه هیسترزیس ماده اصلی است. موادی با یک حلقه هیسترزیس باریک ، مانند فولاد سیلیکون درجه بالا ، از تلفات هیسترزیس کمتری برخوردار هستند. تولید کنندگان مواد اصلی را با دقت انتخاب می کنند تا از دست دادن هیسترزیس و بهبود کارایی ترانسفورماتور استفاده کنند.

ضرر فعلی ادی

ضرر جریان Eddy یکی دیگر از مؤلفه های ضرر اصلی است. هنگامی که میدان مغناطیسی موجود در هسته ترانسفورماتور تغییر می کند ، جریان های گردش ، معروف به جریانهای ادی را در مواد اصلی القا می کند. این جریانهای گردو در حلقه های بسته در داخل هسته جریان می یابند و به دلیل مقاومت در برابر مواد هسته ، گرما تولید می کنند.

برای کاهش از بین رفتن جریان گرداب ، هسته ترانسفورماتور از ورق های چند لایه فولاد سیلیکون ساخته شده است. لمینت ها از یکدیگر عایق بندی می شوند ، که باعث افزایش مقاومت مسیر برای جریان های گردو و کاهش بزرگی آنها می شود. ضخامت لمینت ها همچنین نقش مهمی در به حداقل رساندن از دست دادن جریان ادی دارد. لمینت های نازک تر منجر به ضررهای جریان کمتری می شوند.

ضرر مس

تلفات مس ، همچنین به عنوان ضرر I²R گفته می شود ، در سیم پیچ ترانسفورماتور رخ می دهد. این تلفات ناشی از مقاومت هادی های مس مورد استفاده در سیم پیچ های اولیه و ثانویه است. هنگامی که جریان از طریق سیم پیچ ها جریان می یابد ، انرژی الکتریکی مطابق فرمول P = I²R ، در جایی که P از بین رفتن قدرت است ، به عنوان گرما از بین می رود ، من جریان است که از طریق سیم پیچ جریان می یابد ، و R مقاومت سیم پیچ است.

میزان تلفات مس به جریان بار و مقاومت در برابر سیم پیچ بستگی دارد. با افزایش بار در ترانسفورماتور ، جریان جریان در سیم پیچ ها نیز افزایش می یابد و از بین می رود. تلفات مس متغیر است و به شرایط عملیاتی ترانسفورماتور بستگی دارد.

برای کاهش تلفات مس ، ترانسفورماتورها با سیم پیچ های مقاومت کم طراحی شده اند. این امر می تواند با استفاده از هادی های منطقه ای صلیب بزرگتر یا با استفاده از موادی با مقاومت کمتری حاصل شود. علاوه بر این ، از تکنیک های طراحی و ساخت مناسب برای به حداقل رساندن طول هادی های سیم پیچ و کاهش مقاومت آنها استفاده می شود.

ضررهای ولگرد

تلفات ولگرد تلفات اضافی است که در یک ترانسفورماتور توزیع به دلیل شار نشت رخ می دهد. شارهای نشت شار مغناطیسی است که هم سیم پیچ های اولیه و هم ثانویه را پیوند نمی دهد و در عوض با اجزای ساختاری ترانسفورماتور مانند مخزن ، گیره های هسته و میله های اتوبوس در تعامل هستند.

این شار نشت باعث ایجاد جریان های گرداب در اجزای ساختاری می شود که منجر به تولید گرما و از بین رفتن انرژی می شود. محاسبه دقیق ضرر ولگرد دشوار است و غالباً بر اساس داده های تجربی یا از طریق تجزیه و تحلیل عنصر محدود تخمین زده می شود.

برای به حداقل رساندن تلفات ولگرد ، ترانسفورماتورها با محافظ و عایق مغناطیسی مناسب طراحی شده اند. استفاده از مواد غیر مغناطیسی برای اجزای ساختاری همچنین می تواند به کاهش تعامل بین شار نشت و این اجزای کمک کند.

ضررهای دی الکتریک

تلفات دی الکتریک در مواد عایق مورد استفاده در ترانسفورماتور رخ می دهد. مواد عایق مانند روغن یا عایق جامد در هنگام انرژی ترانسفورماتور در معرض میدان الکتریکی قرار می گیرند. میدان الکتریکی متناوب باعث لرزش مولکول ها در ماده عایق می شود و این حرکت مولکولی منجر به از بین رفتن انرژی به شکل گرما می شود.

تلفات دی الکتریک به نوع مواد عایق ، فرکانس منبع تغذیه و بزرگی میدان الکتریکی بستگی دارد. مواد عایق با کیفیت بالا با فاکتورهای از دست دادن دی الکتریک کم در ترانسفورماتورها برای به حداقل رساندن این تلفات استفاده می شود. نگهداری و نظارت منظم از وضعیت عایق نیز برای اطمینان از ضررهای دی الکتریک در محدوده قابل قبول ضروری است.

تأثیر تلفات بر عملکرد و کارآیی ترانسفورماتور

تلفات در یک ترانسفورماتور توزیع تأثیر معنی داری بر عملکرد و کارآیی آن دارد. تلفات بالا منجر به افزایش تولید گرما می شود که می تواند منجر به افزایش دمای ترانسفورماتور شود. افزایش بیش از حد دما می تواند مواد عایق را تخریب کند ، طول عمر ترانسفورماتور را کاهش داده و خطر شکست را افزایش دهد.

کارآیی یک پارامتر کلیدی عملکرد یک ترانسفورماتور توزیع است. این به عنوان نسبت توان خروجی به توان ورودی تعریف شده است. تلفات موجود در ترانسفورماتور باعث کاهش راندمان می شود ، زیرا برخی از قدرت ورودی به عنوان گرما از بین می رود. به عنوان مثال ، اگر یک ترانسفورماتور از بین رفتن هسته بالایی و از دست دادن مس برخوردار باشد ، بخش بزرگی از توان ورودی هدر می رود و راندمان کم خواهد بود.

ما به عنوان تأمین کننده ترانسفورماتورهای توزیع ، ما اهمیت به حداقل رساندن تلفات را برای بهبود کارآیی و قابلیت اطمینان درک می کنیم. ماترانسفورماتورهای توزیعبا استفاده از فناوری های پیشرفته و مواد با کیفیت بالا برای کاهش تلفات و حداکثر عملکرد طراحی و ساخته شده اند.

مطالعات موردی در مورد کاهش ضرر

بیایید نگاهی به برخی از محصولات ما و نحوه پرداختن به مسئله ضرر و زیان بیندازیم. ما500kva 22.9kV ترانسفورماتور توزیع سه مرحله پایینبا یک هسته فولادی سیلیکون درجه بالا طراحی شده است تا هیسترزیس و تلفات جریان گرداب را به حداقل برساند. سیم پیچ ها از مس با رسانایی بالا برای کاهش تلفات مس ساخته شده اند. علاوه بر این ، ترانسفورماتور مجهز به محافظ مغناطیسی مناسب برای به حداقل رساندن تلفات ولگرد است.

مثال دیگر ماستترانسفورماتور توزیع Yawei S11 1200KVA و 1600KVAبشر این ترانسفورماتورها با مواد عایق پیشرفته برای کاهش تلفات دی الکتریک طراحی شده اند. استفاده از طرح های سیم پیچ بهینه و هادی های مقاومت کم به حداقل نگه داشتن تلفات مس کمک می کند.

نتیجه گیری و فراخوانی به عمل

در نتیجه ، درک ضررها در یک ترانسفورماتور توزیع برای اطمینان از عملکرد کارآمد و قابل اعتماد آن بسیار مهم است. ضررهای اصلی ، تلفات مس ، تلفات ولگرد و تلفات دی الکتریک همه به از دست دادن قدرت کلی در ترانسفورماتور کمک می کند. با به حداقل رساندن این تلفات ، می توانیم کارایی را بهبود بخشیم ، هزینه های عملیاتی را کاهش داده و طول عمر ترانسفورماتور را افزایش دهیم.

ما به عنوان تأمین کننده پیشرو در ترانسفورماتورهای توزیع ، ما متعهد هستیم که محصولات با کیفیت بالایی را ارائه دهیم که ضرر کم و راندمان بالایی را ارائه می دهند. اگر در بازار ترانسفورماتورهای توزیع هستید و می خواهید در مورد چگونگی محصولات ما می توانند نیازهای خاص شما را کسب کنند ، ما شما را ترغیب می کنیم تا برای یک بحث دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در انتخاب ترانسفورماتور مناسب برای برنامه خود به شما کمک کنند و پشتیبانی فنی جامع را در اختیار شما قرار دهند.

منابع

• Billings ، K. (2000). ترانسفورماتورها و سلف های الکترونیک قدرت: نظریه ، طراحی و برنامه ها. ویلی
• چاپمن ، SJ (2012). اصول ماشین آلات برقی. مک گرا - هیل.
• Gross ، G. ، & Sarma ، MS (2007). تجزیه و تحلیل سیستم قدرت. ویلی