¿Qué son las Pérdidas del Transformador y Cuál es el Punto de Operación Económico Óptimo?

La pérdida del transformador es un concepto en el campo de la física moderna, que se refiere a la suma de la pérdida en vacío Po, la pérdida en cortocircuito Pk y la pérdida dispersa Ps. Cuando se aplica el voltaje nominal a un devanado del transformador y el resto de los devanados están abiertos, la potencia activa absorbida por el transformador se denomina pérdida en vacío.

Varias pérdidas del transformador y sus causas:

1. Pérdida de cobre: La pérdida de calor causada por la resistencia del devanado, esto se debe a que la resistencia es un elemento disipador de energía. La pérdida de cobre del transformador es una pérdida variable, que está relacionada con la tasa de carga del transformador. A medida que la carga aumenta, la calidad del cobre también aumenta.

2. Pérdida por histéresis del núcleo de hierro (magnético): es decir, en el proceso de magnetización alterna de materiales ferromagnéticos, debido a que la inversión del dominio magnético es un proceso irreversible, el cambio de inducción magnética siempre va por detrás del cambio de intensidad del campo magnético. La pérdida causada por este fenómeno de histéresis en el núcleo de hierro (magnético) se denomina pérdida por histéresis del núcleo de hierro (magnético).

3. Pérdida por corrientes de Foucault en el núcleo de hierro (magnético): Cuando la corriente alterna pasa a través de la bobina del devanado, se generará un campo magnético alterno alrededor de la bobina, causando que se genere una fuerza electromotriz inducida y una corriente inducida en el núcleo de hierro (magnético). Esta corriente inducida se llama corriente de Foucault, y la disipación de energía resistiva generada por la corriente de Foucault que fluye en el núcleo de hierro (magnético) se denomina pérdida por corrientes de Foucault del núcleo de hierro (magnético).

4. Características de frecuencia. La característica de frecuencia significa que el transformador tiene un cierto rango de frecuencia de trabajo, y los transformadores con diferentes rangos de frecuencia de trabajo generalmente no pueden usarse indistintamente. Dado que el transformador opera fuera de su rango de frecuencia, la temperatura aumentará o no funcionará correctamente durante la operación.

5. Resistencia de aislamiento. La resistencia de aislamiento se refiere a la resistencia entre cada bobina del transformador y entre cada bobina y el núcleo de hierro (carcasa). Su tamaño está relacionado con el tamaño y el tiempo del voltaje aplicado por el transformador, su propia humedad y la humedad del material aislante. La resistencia de aislamiento de un transformador ideal debería ser infinita, pero el aislamiento del material real del transformador en sí no puede ser ideal, por lo que su resistencia de aislamiento no puede ser infinita. La resistencia de aislamiento es la relación entre el voltaje de prueba aplicado y la corriente de fuga resultante.

La resistencia de aislamiento es un parámetro para medir el rendimiento de aislamiento de un transformador. Si la resistencia de aislamiento del transformador de potencia es demasiado baja, puede haber un cortocircuito entre los lados primario y secundario o un cortocircuito de la carcasa del núcleo de hierro, lo que puede causar daños al equipo eléctrico o el peligro de que el chasis se electrifique. En general, entre las bobinas primaria y secundaria de un transformador de potencia, así como entre ellas y el núcleo de hierro, debe haber propiedades de aislamiento que puedan soportar 1000V de voltaje de CA durante 1 minuto sin sufrir una ruptura. Al probar con un medidor de resistencia de aislamiento de 1000V, la resistencia de aislamiento debe estar por encima de 10M.

6. Inductancia de fuga. El flujo magnético generado por la corriente en la bobina primaria del transformador no pasa completamente a través de la bobina secundaria, y esta parte del flujo magnético que no pasa a través de la bobina secundaria se denomina flujo de fuga. La inductancia causada por el flujo de fuga se llama inductancia de fuga. La existencia de inductancia de fuga no solo afecta la eficiencia y otras características del transformador, sino que también afecta la operación del circuito alrededor del transformador, por lo que cuanto menor sea la inductancia de fuga del transformador, mejor.

7. Elevación de temperatura. La elevación de temperatura del transformador es principalmente para el transformador de potencia. Significa que cuando la temperatura del transformador aumenta a un valor estable después de que el transformador se energiza, la temperatura del transformador es más alta que la temperatura ambiente. Cuanto menor sea la elevación de temperatura del transformador, mejor. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que a veces se utiliza la temperatura máxima de operación en lugar de la elevación de temperatura en los parámetros.

El punto de operación económica con la menor pérdida del transformador es cuando la tasa de carga es de 0.5 a 0.6, es decir, cuando la pérdida de hierro del transformador es igual a la pérdida de cobre. Si se deben operar los transformadores en paralelo puede decidirse según el punto de operación económica de los transformadores. La pérdida de potencia de un transformador general se puede calcular de la siguiente manera

△P=△P0+(Scp/Sn)*△Psc

En la fórmula, △P0=pérdida en vacío del transformador;

△Psc = pérdida en cortocircuito del transformador;

△P = pérdida total del transformador;

Scp = la capacidad promedio del transformador;

Kingrun Transformer Instrument Co., Ltd.

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