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當變壓器的一次繞組通電時,線圈產生的磁通量在鐵芯中流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直於磁力線的平面上會感應出電勢,這個電勢會在鐵芯截面上形成閉合迴路並產生電流, 好像 p a 渦旋被稱為“渦流”。這種“渦流”增加了變壓器的損耗,增加了變壓器鐵芯發熱變壓器的溫公升。 由“渦流”引起的損耗稱為“鐵損”。
另外,需要大量的銅線來繞制變壓器,而這些銅線是有電阻的,當電流流過時,這種電阻會消耗一定的功率,而這部分損耗往往會轉化為熱量而消耗掉,我們稱之為“銅損”。 因此,變壓器的溫公升主要是由鐵損和銅損引起的。 由於變壓器的鐵和銅損耗,其輸出功率總是小於輸入功率,因此我們引入乙個效率引數來描述這一點,=輸出功率輸入功率。
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變壓器損耗的特點。
- 空載損耗,主要是鐵損耗,包括磁滯損耗和渦流損耗;
滯後損耗與頻率成正比; 它與最大磁通密度的磁滯係數的功率成正比。
渦流損耗與矽鋼片的頻率、最大磁通密度和厚度的乘積成正比。
C——負載損耗,主要是負載電流通過繞組上的電阻損耗,一般稱為銅損耗。 其大小隨負載電流而變化,與負載電流的平方成正比; (並表示為標準線圈溫度轉換值)。
負載損耗也受變壓器溫度的影響,而負載電流引起的漏磁通會在繞組內產生渦流損耗,在繞組外部的金屬部件中產生雜散損耗。
變壓器的總損耗δ = +c
變壓器損耗比 = c
變壓器的效率 = ( 以百分比表示; 其中,是變壓器二次側的輸出功率。
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空載損耗值小,變壓器達到額定輸出時負載損耗最大。
國家標準1094-1規定,總損耗偏差為+10%,空載損耗和過載損耗為+15%,但總損耗不得超過+10%。 此外,GB T6451規定了不同電壓等級和不同容量的損耗的具體值。
變壓器在額定負載下的無功損耗可由下式計算:q0=(i0% 100)se; △ql=(udl%/100)se
該標準還規定,一些自耦合變壓器和公升壓變壓器由於阻抗小,應具有較大的偏差。 對於抽頭範圍較大的變壓器,也需要特別考慮,特別是當抽頭範圍不對稱時。
另一方面,當變壓器要與現有變壓器併聯時,根據協議,可以規定較小的阻抗偏差,但應在招標階段提出,並由製造商和使用者商定。
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變壓器損耗計算公式。
1) 有源損耗:δP P0 kt 2pk
2)無功損耗:δq q0 kt 2qk
3)綜合功率損耗:δpz δp kqδq
q0≈i0%sn,qk≈uk%sn
式中:q0——空載無功損耗(kvar)。
P0 – 空載損耗 (kW)。
PK – 額定負載損耗 (kw)。
SN – 變壓器額定容量。
kva)i0 – 變壓器空載電流的百分比。
UK – 短路電壓的百分比。
平均負載係數。
kt - 負載波動損耗因子。
QK - 額定負載磁通洩漏功率(kvar)。
KQ – 反應經濟當量 (kW kvar)。
計算上述公式中每個引數的選擇條件為:
1)服用KT;
2)取城市電網和工企電網6kV 10kV降壓變壓器的最小負荷時,無功功率當量kq 0 1kw kvar;
3)變壓器平均負荷係數,對於農用變壓器可以20%為佳;對於工業企業,實行三班制。
理想 75 ;
4)變壓器執行小時t8760h,最大負載損失小時t:t5500h;
5)變壓器空載損耗P0,額定負載損耗Pk,I0,UK,詳見產品資料。
影響變壓器使用壽命的主要因素是溫度。
變壓器頂部的油溫一般調整在85°C,如果超過85°C,應分析原因: 1.如果室溫過高,負載過重等,可以繼續執行超過85°C,但最高不能超過95°C(此時變壓器中心的鐵芯或繞組為105°C, 會嚴重損壞絕緣,縮短使用壽命或燒毀變壓器);2、當Sihz變壓器執行超過85時,變壓器頂部油溫與室溫的溫差不能超過55,可能是嚴重過載、電壓過低、電流過大、內部故障等,繼續執行會嚴重損壞絕緣,縮短使用壽命或燒毀變壓器。
國家標準《乾式變壓器》。
GB6450-1986規定了乾式中魯梁變壓器的溫公升限值。 1、乾式變壓器的線圈應採用A級絕緣材料。
,當極限工作溫度為105時,最大溫公升應小於60K; 採用E級絕緣材料時,極限工作溫度為120時,最大溫公升應小於75K; 採用B級絕緣材料時,極限工作溫度為130K時,最大溫公升應小於80K; 使用F級絕緣材料時,極限工作溫度為155時,最大溫公升應小於100K; 使用H級絕緣材料時,極限工作溫度為180時,最大溫公升應小於125K。 使用C級絕緣材料時,當極限工作溫度為220K時,最大溫公升應小於150K。
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變壓器是固定式電氣裝置,因此在能量傳遞過程中沒有機械損耗,因此其效率高於旋轉電機。 一般中小型電力變壓器的效率在95%以上,大型電力變壓器的效率可以達到99%以上。 變壓器產生的損耗主要包括初級和次級繞組中的鐵損和銅損。
變壓器的鐵損是鐵芯中的磁滯和渦流損耗,它是由鐵芯中磁通密度的大小、磁通交變的頻率和矽鋼片的質量決定的。 無論負載大小如何,變壓器的鐵損都與初級繞組中施加的電源電壓 U21 大致成正比。 當電源電壓恆定時,變壓器的鐵損基本不變,因此鐵損也稱為“恆損”。
變壓器銅損中的基本銅損是初級和次級繞組 i21rk 直流電阻上的電流損耗。 變壓器銅損的大小與負載電流的平方成正比,因此稱為“可變損耗”。
最簡單的方法是買乙個現成的控制變壓器,拆解二級,拆解時記住用多少匝的電壓,這樣就可以計算出5000V電壓應該在多少匝左右。 如果沒有特殊要求,可以做成自耦變壓器的形式,這樣在設計變壓器時可以簡化層間絕緣和引線的問題。 如果有隔離要求,在初級和次級焊盤之間圍3層大麥紙,然後在二次焊盤周圍,注意漆包線必須密密麻麻地纏繞整齊,不要交叉,不要繞到變壓器骨架的最邊緣,以免線圈放電鐵芯, 在一層絕緣紙上纏繞一層墊,纏繞後將最外層的3層絕緣紙纏繞,然後預乾燥,當變壓器線包不冷卻時,浸泡在配製好的絕緣漆中,絕緣漆不能太粘,薄而易浸泡,乾燥後再組裝鐵芯。 >>>More