การสูญเสียในหม้อแปลงคืออะไร และจุดทำงานทางเศรษฐกิจที่ดีที่สุดคืออะไร

การสูญเสียของหม้อแปลงเป็นแนวคิดในสาขาฟิสิกส์สมัยใหม่ ซึ่งหมายถึงผลรวมของการสูญเสียไร้โหลด Po การสูญเสียลัดวงจร Pk และการสูญเสียพลัด Ps เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าตามพิกัดให้กับขดลวดหนึ่งของหม้อแปลงและปล่อยให้ขดลวดที่เหลือเปิดวงจร กำลังงานที่หม้อแปลงดูดซับเรียกว่าการสูญเสียไร้โหลด

การสูญเสียของหม้อแปลงหลายประเภทและสาเหตุ:

1. การสูญเสียทองแดง: การสูญเสียความร้อนที่เกิดจากความต้านทานของขดลวด เนื่องจากความต้านทานเป็นองค์ประกอบที่กระจายพลังงาน การสูญเสียทองแดงของหม้อแปลงเป็นการสูญเสียแปรผัน ซึ่งสัมพันธ์กับอัตราการรับโหลดของหม้อแปลง เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น คุณภาพของทองแดงก็เพิ่มขึ้นด้วย

2. การสูญเสียฮิสเทอรีซิสของแกนเหล็ก (แม่เหล็ก): ในกระบวนการทำให้วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกเป็นแม่เหล็กสลับ เนื่องจากการพลิกกลับของโดเมนแม่เหล็กเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ การเปลี่ยนแปลงของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจึงล่าช้ากว่าการเปลี่ยนแปลงของความแรงสนามแม่เหล็ก การสูญเสียที่เกิดจากปรากฏการณ์ฮิสเทอรีซิสในแกนเหล็ก (แม่เหล็ก) เรียกว่าการสูญเสียฮิสเทอรีซิสของแกนเหล็ก (แม่เหล็ก)

3. การสูญเสียกระแสวนของแกนเหล็ก (แม่เหล็ก): เมื่อกระแสสลับไหลผ่านขดลวด จะเกิดสนามแม่เหล็กสลับรอบขดลวด ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและกระแสเหนี่ยวนำในแกนเหล็ก (แม่เหล็ก) กระแสเหนี่ยวนำนี้เรียกว่ากระแสวน และการกระจายพลังงานความต้านทานที่เกิดจากกระแสวนที่ไหลในแกนเหล็ก (แม่เหล็ก) เรียกว่าการสูญเสียกระแสวนของแกนเหล็ก (แม่เหล็ก)

4. ลักษณะความถี่ ลักษณะความถี่หมายถึงหม้อแปลงมีช่วงความถี่การทำงานที่แน่นอน และหม้อแปลงที่มีช่วงความถี่การทำงานต่างกันโดยทั่วไปไม่สามารถใช้แทนกันได้ เนื่องจากหม้อแปลงทำงานนอกช่วงความถี่ของมัน อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นหรือทำงานผิดปกติระหว่างการทำงาน

5. ความต้านทานฉนวน ความต้านทานฉนวนหมายถึงความต้านทานระหว่างขดลวดแต่ละขดของหม้อแปลงและระหว่างขดลวดแต่ละขดกับแกนเหล็ก (ตัวถัง) ขนาดของมันสัมพันธ์กับขนาดและเวลาของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้หม้อแปลง ความชื้นของตัวมันเอง และความชื้นของวัสดุฉนวน ความต้านทานฉนวนของหม้อแปลงในอุดมคติควรเป็นอนันต์ แต่ฉนวนของวัสดุหม้อแปลงจริงไม่สามารถสมบูรณ์แบบได้ ดังนั้นความต้านทานฉนวนของมันจึงไม่สามารถเป็นอนันต์ได้ ความต้านทานฉนวนคืออัตราส่วนของแรงดันทดสอบที่จ่ายต่อกระแสรั่วไหลที่เกิดขึ้น

ความต้านทานฉนวนเป็นพารามิเตอร์สำหรับวัดประสิทธิภาพการฉนวนของหม้อแปลง หากความต้านทานฉนวนของหม้อแปลงไฟฟ้ามีค่าต่ำเกินไป อาจเกิดการลัดวงจรระหว่างด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิ หรือการลัดวงจรของแกนเหล็กกับตัวถัง ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหายหรือเกิดอันตรายจากตัวถังมีไฟฟ้า โดยทั่วไป ระหว่างขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า รวมถึงระหว่างขดลวดเหล่านั้นกับแกนเหล็ก ควรมีคุณสมบัติการฉนวนที่สามารถทนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 1000V เป็นเวลา 1 นาทีโดยไม่ถูกเจาะ เมื่อทดสอบด้วยมิเตอร์วัดความต้านทานฉนวน 1000V ความต้านทานฉนวนควรอยู่ที่ 10M ขึ้นไป

6. ความเหนี่ยวนำรั่ว ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากกระแสในขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไม่ได้ผ่านขดลวดทุติยภูมิทั้งหมด และฟลักซ์แม่เหล็กส่วนที่ไม่ผ่านขดลวดทุติยภูมินี้เรียกว่าฟลักซ์รั่ว ความเหนี่ยวนำที่เกิดจากฟลักซ์รั่วเรียกว่าความเหนี่ยวนำรั่ว การมีอยู่ของความเหนี่ยวนำรั่วไม่เพียงแต่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพอื่นๆ ของหม้อแปลง แต่ยังส่งผลต่อการทำงานของวงจรรอบหม้อแปลงด้วย ดังนั้นความเหนี่ยวนำรั่วของหม้อแปลงยิ่งน้อยยิ่งดี

7. การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของหม้อแปลงหมายถึงหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นหลัก หมายถึงเมื่ออุณหภูมิของหม้อแปลงเพิ่มขึ้นถึงค่าคงที่หลังจากหม้อแปลงได้รับไฟฟ้า อุณหภูมิของหม้อแปลงจะสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของหม้อแปลงยิ่งน้อยยิ่งดี อย่างไรก็ตาม ควรทราบว่าบางครั้งพารามิเตอร์ใช้อุณหภูมิการทำงานสูงสุดแทนการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

จุดดำเนินงานทางเศรษฐกิจที่มีการสูญเสียของหม้อแปลงน้อยที่สุดคือเมื่ออัตราการรับโหลดอยู่ที่ 0.5-0.6 นั่นคือเมื่อการสูญเสียเหล็กของหม้อแปลงเท่ากับการสูญเสียทองแดง การตัดสินใจดำเนินงานหม้อแปลงแบบขนานสามารถพิจารณาจากจุดดำเนินงานทางเศรษฐกิจของหม้อแปลงได้ การสูญเสียพลังงานของหม้อแปลงทั่วไปสามารถคำนวณได้ดังนี้

△P=△P0+(Scp/Sn)*△Psc

ในสูตร △P0=การสูญเสียไร้โหลดของหม้อแปลง;

△Psc = การสูญเสียลัดวงจรของหม้อแปลง;

△P = การสูญเสียทั้งหมดของหม้อแปลง;

Scp = ความจุเฉลี่ยของหม้อแปลง;

บริษัท คิงรัน ทรานสฟอร์เมอร์ อินสตรูเมนท์ จำกัด

เครื่องทดสอบหม้อแปลงเพิ่มเติมจากคิงรัน