Auswahl energieeffizienter Verteilungstransformatoren

Energieeffizient kaufen - Der Weg zum richtigen Gerät (April 2019).

Anonim

Definition von Transformatorverlusten

Transformatorverluste können in zwei Hauptkomponenten unterteilt werden: Leerlaufverluste und Lastverluste. Diese Arten von Verlusten sind für alle Arten von Transformatoren üblich, unabhängig von der Transformatoranwendung oder der Nennleistung.

Feuer eines aufgeständerten Verteilungstransformators in den Straßen von Moskau

Es gibt jedoch zwei andere Arten von Verlusten; zusätzliche Verluste durch Oberschwingungen und Verluste, die insbesondere bei größeren Transformatoren auftreten können - Kühl- oder Zusatzverluste, die durch den Einsatz von Kühleinrichtungen wie Ventilatoren und Pumpen verursacht werden.

Leerlaufverluste

Diese Verluste treten im Transformatorkern immer auf, wenn der Transformator erregt wird ( selbst wenn der Sekundärkreis offen ist ). Sie werden auch Eisenverluste oder Kernverluste genannt und sind konstant.

Sie bestehen aus:

Hystereseverluste

Durch die Reibungsbewegung von magnetischen Domänen in den Kernblechen hervorgerufene Magnetisierung und Entmagnetisierung durch Wechsel des Magnetfeldes. Diese Verluste hängen von der Art des Materials ab, das zum Aufbau eines Kerns verwendet wird .

Siliziumstahl hat eine viel geringere Hysterese als normaler Stahl, aber amorphes Metall hat eine viel bessere Leistung als Siliziumstahl. Heutzutage können Hystereseverluste durch Materialbearbeitung wie Kaltwalzen, Laserbehandlung oder Kornorientierung reduziert werden.

Hystereseverluste sind normalerweise für mehr als die Hälfte der gesamten Leerlaufverluste verantwortlich ( ~ 50% bis ~ 70% ).

Dieses Verhältnis war in der Vergangenheit kleiner ( aufgrund des höheren Beitrags von Wirbelstromverlusten, insbesondere bei relativ dicken und nicht mit Laser behandelten Blechen ).

Wirbelstromverluste

Verursacht durch variierende Magnetfelder, die Wirbelströme in den Lamellen induzieren und somit Wärme erzeugen.

Diese Verluste können reduziert werden, indem der Kern aus dünnen laminierten Blechen aufgebaut wird, die durch eine dünne Lackschicht voneinander isoliert sind, um Wirbelströme zu reduzieren. Wirbelstromverluste machen heutzutage in der Regel 30% bis 50% der gesamten Leerlaufverluste aus. Bei der Bewertung der Anstrengungen zur Verbesserung der Effizienz des Verteilungstransformators wurden die größten Fortschritte bei der Verringerung dieser Verluste erzielt.

Es gibt auch geringfügige Streuverluste und dielektrische Verluste, die im Transformatorkern auftreten und üblicherweise nicht mehr als 1% der gesamten Leerlaufverluste ausmachen.

Lastverluste

Diese Verluste werden üblicherweise Kupferverluste oder Kurzschlussverluste genannt. Die Lastverluste variieren je nach Transformatorbelastung.

Sie bestehen aus:

Ohmscher Wärmeverlust

Manchmal auch als Kupferverlust bezeichnet, da diese resistive Komponente des Lastverlustes dominiert. Dieser Verlust tritt in Transformatorwicklungen auf und wird durch den Widerstand des Leiters verursacht.

Die Größe dieser Verluste nimmt mit dem Quadrat des Laststroms zu und ist proportional zum Widerstand der Wicklung. Sie kann reduziert werden, indem die Querschnittsfläche des Leiters vergrößert wird oder indem die Wicklungslänge verringert wird. Die Verwendung von Kupfer als Leiter hält das Gleichgewicht zwischen Gewicht, Größe, Kosten und Widerstand aufrecht; das Hinzufügen eines zusätzlichen Betrags, um den Leiterdurchmesser zu erhöhen, im Einklang mit anderen Konstruktionsbeschränkungen, reduziert Verluste.

Leiter Wirbelstromverluste.

In den Wicklungen treten auch Wirbelströme aufgrund von magnetischen Feldern auf, die durch Wechselstrom verursacht werden. Durch die Reduzierung des Leiterquerschnitts werden Wirbelströme reduziert, so dass mehrdrahtige Leiter verwendet werden, um den erforderlichen niedrigen Widerstand zu erreichen und gleichzeitig den Wirbelstromverlust zu kontrollieren.

Effektiv bedeutet dies, dass die "Wicklung" aus einer Anzahl paralleler Wicklungen besteht. Da jede dieser Wicklungen einen leicht unterschiedlichen Fluss erfahren würde, wäre die von ihnen entwickelte Spannung leicht unterschiedlich und das Verbinden der Enden würde zu zirkulierenden Strömen führen, die zum Verlust beitragen würden.

Dies wird durch die Verwendung von kontinuierlich transponierten Leitern (CTC) vermieden, in denen die Stränge häufig transponiert werden, um die Flussdifferenzen zu mitteln und die Spannung auszugleichen.

Hilfsverluste

Diese Verluste entstehen durch die Verwendung von Energie zum Betrieb von Kühllüftern oder Pumpen, die zur Kühlung größerer Transformatoren beitragen .

Titel:Auswahl energieeffizienter Verteilungstransformatoren - Ein Leitfaden für das Erreichen der kostengünstigsten Lösungen mit dem Intelligent Energy Europe Programm
Format:PDF
Größe:2, 5 MB
Seiten:32
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