Transformatorwärme-, Kupfer- und Eisenverluste

Transformator-Verluste (Wärme)

Die thermischen Leistungen eines Transformators werden von den folgenden drei Faktoren bestimmt:

1. Die in den Wicklungen und Verbindungen erzeugte Wärmemenge.
2. Die im Eisenkern erzeugte Wärmemenge.
3. Wie effektiv kann die Wärme aus dem Wasser entfernt werden?Transformator, wenn die thermische Leistung des Transformators erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt muss die erzeugte Wärme der abgenommenen oder abgeführten Wärme entsprechen - thermisches Gleichgewicht.

Wärme-, Kupfer- und Eisenverluste des Transformators (auf Foto mit freundlicher Genehmigung von Siemens: Geafol-Gießharz-Transformator)

Der Wirkungsgrad von Leistungstransformatoren ist besonders für große Transformatoren hoch bei voller Last. In allen Transformatoren sind jedoch Verluste vorhanden. Diese Verluste können als Kupfer oder Kupfer eingestuft werden ich²R Verluste und Kern- oder Eisenverluste.

Kupfer- (oder Wicklungs-) Verluste

Wenn der Transformator belastet wird, entsteht aufgrund von I Wärme in den Primär- und Sekundärwicklungen und Verbindungen²R. Bei geringen Lasten ist die erzeugte Wärmemenge gering, aber mit zunehmender Belastung wird die erzeugte Wärmemenge signifikant.

Bei Volllast arbeiten die Wicklungen bei oder nahe ihrer Auslegungstemperatur. Abbildung 1 zeigt die Beziehung zwischen Laststrom und das Hitze hergestellt in Transformatorwicklungen und Anschlüssen.

Abbildung 1 - Beziehung zwischen Last und Wärme, die in Transformatorwicklungen erzeugt wird

Eisen- (oder Kern-) Verluste

Der Eisenverlust ist auf Streuwirbelströme zurückzuführen, die im Transformatorkern gebildet werden. Flusslinien bilden sich um die stromführenden Leiter.

Der Großteil des Flusses ist im Folgenden angegeben Figur 2, fließen um den Kern.

Abbildung 2 - Zirkulationskernfluss

Ein Teil des Flusses wird jedoch versuchen, in Winkeln zum Kern zu fließen und bewirkt, dass Wirbelströme im Kern selbst entstehen.

Der Begriff Wirbel wird verwendet, weil es vom Hauptstrom abgesehen ist. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird der Kern wie in dargestellt laminiert Figur 3. Die Lamellen sorgen für kleine Lücken zwischen den Platten. Da der magnetische Fluss durch Eisen leichter fließen kann als durch Luft oder Öl, wird der Streufluss, der Kernverluste verursachen kann, minimiert.

Abbildung 3 - Transformatorkernlaminierungen

Ein Teil des Flusses wird jedoch versuchen, in Winkeln zum Kern zu fließen und bewirkt, dass Wirbelströme im Kern selbst entstehen.

Da der magnetische Fluss durch Eisen leichter fließen kann als durch Luft oder Öl, wird der Streufluss, der Kernverluste verursachen kann, minimiert.

Was ist Wirbelstrom? (VIDEO)

Ressource: Grundlagen von Wissenschaft und Reaktor Elektrik - CNSC Technical Training Group