Quais são as Perdas do Transformador e Qual é o Melhor Ponto de Operação Econômico?

A perda do transformador é um conceito no campo da física moderna, que se refere à soma da perda em vazio Po, perda de curto-circuito Pk e perda dispersa Ps. Quando a tensão nominal é aplicada a um enrolamento do transformador e os demais enrolamentos estão abertos, a potência ativa absorvida pelo transformador é chamada de perda em vazio.

Várias perdas do transformador e suas causas:

1. Perda no cobre: A perda de calor causada pela resistência do enrolamento, isto porque a resistência é um elemento dissipador de energia. A perda no cobre do transformador é uma perda variável, que está relacionada com a taxa de carga do transformador. À medida que a carga aumenta, a perda no cobre também aumenta.

2. Perda por histerese do núcleo de ferro (magnético): ou seja, no processo de magnetização alternada de materiais ferromagnéticos, porque a inversão do domínio magnético é um processo irreversível, a mudança da indução magnética sempre fica atrás da mudança da intensidade do campo magnético. A perda causada por este fenômeno de histerese no núcleo de ferro (magnético) é chamada de perda por histerese do núcleo de ferro (magnético).

3. Perda por correntes parasitas no núcleo de ferro (magnético): Quando a corrente alternada passa pela bobina do enrolamento, um campo magnético alternado será gerado ao redor da bobina, causando a geração de força eletromotriz induzida e corrente induzida no núcleo de ferro (magnético). Esta corrente induzida é chamada de corrente parasita, e a dissipação de energia resistiva gerada pela corrente parasita fluindo no núcleo de ferro (magnético) é chamada de perda por correntes parasitas do núcleo de ferro (magnético).

4. Características de frequência. A característica de frequência significa que o transformador tem uma certa faixa de frequência de trabalho, e transformadores com diferentes faixas de frequência de trabalho geralmente não podem ser usados de forma intercambiável. Como o transformador opera fora de sua faixa de frequência, a temperatura aumentará ou não funcionará corretamente durante a operação.

5. Resistência de isolamento. A resistência de isolamento refere-se à resistência entre cada bobina do transformador e entre cada bobina e o núcleo de ferro (carcaça). Seu tamanho está relacionado com o tamanho e tempo da tensão aplicada pelo transformador, sua própria umidade e a umidade do material isolante. A resistência de isolamento de um transformador ideal deve ser infinita, mas o isolamento do material do transformador real em si não pode ser ideal, então sua resistência de isolamento não pode ser infinita. A resistência de isolamento é a razão entre a tensão de teste aplicada e a corrente de fuga resultante.

A resistência de isolamento é um parâmetro para medir o desempenho de isolamento de um transformador. Se a resistência de isolamento do transformador de potência for muito baixa, pode haver um curto-circuito dos lados primário e secundário ou um curto-circuito da carcaça do núcleo de ferro, o que pode causar danos ao equipamento elétrico ou o perigo do chassi ficar energizado. Em geral, entre as bobinas primária e secundária de um transformador de potência, bem como entre elas e o núcleo de ferro, deve haver propriedades de isolamento que possam suportar 1000V de tensão CA por 1 minuto sem serem perfuradas. Ao testar com um medidor de resistência de isolamento de 1000V, a resistência de isolamento deve estar acima de 10M.

6. Indutância de dispersão. O fluxo magnético gerado pela corrente na bobina primária do transformador não passa todo pela bobina secundária, e esta parte do fluxo magnético que não passa pela bobina secundária é chamada de fluxo de dispersão. A indutância causada pelo fluxo de dispersão é chamada de indutância de dispersão. A existência de indutância de dispersão não só afeta a eficiência e outros desempenhos do transformador, mas também afeta a operação do circuito ao redor do transformador, portanto, quanto menor a indutância de dispersão do transformador, melhor.

7. Elevação de temperatura. A elevação de temperatura do transformador é principalmente para o transformador de potência. Significa que quando a temperatura do transformador sobe para um valor estável após o transformador ser energizado, a temperatura do transformador é maior que a temperatura ambiente. Quanto menor a elevação de temperatura do transformador, melhor. Deve-se notar, no entanto, que às vezes a temperatura máxima de operação é usada em vez da elevação de temperatura nos parâmetros.

O ponto de operação econômica com a menor perda do transformador é quando a taxa de carga é de 0,5-0,6, ou seja, quando a perda no ferro do transformador é igual à perda no cobre. Se deve operar os transformadores em paralelo pode ser decidido de acordo com o ponto de operação econômica dos transformadores. A perda de potência de um transformador geral pode ser calculada da seguinte forma

△P=△P0+(Scp/Sn)*△Psc

Na fórmula, △P0=perda em vazio do transformador;

△Psc = perda de curto-circuito do transformador;

△P = perda total do transformador;

Scp = a capacidade média do transformador;

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