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行业应用

ABB变压器的效率特性

2016-11-30

ABB变压器的主要作用除了可以实现电压变换之外,还可以实现能量的传递,那么在能量传递过程中,肯定会出现能量的损耗,所以变压器输出功率比输入功率小。

1.变压器损耗变压器负载运行时,产生的损耗分为铁耗和铜耗两类,而每一类损耗又可以细分为基本损耗和附加损耗。基本铁损耗其实就是由铁芯的材料、频率和重量等因数决定的磁滞损耗和涡流损耗;附加铁损耗是指变压器铁芯硅钢片绝缘损伤所引起的局部涡流损耗、主磁通在变压器结构件产生的涡流损耗和高压变压器中的介质损耗。基本铁损耗是铁损耗的主要组成部分,附加铁损耗一般不超过铁损耗总量的20%。应注意的是,只要变压器一次绕组所接电压不变,变压器空载运行和负载运行时铁芯中的主磁通近似不变,则铁损耗的大小与负载的变化无关,不会随着负载的改变而改变,所以铁损耗也称为不变损耗。基本铜损耗是指变压器一次绕组和二次绕组中的直流电阻损耗,附加铜损耗则是指由集肤效应导致导线电阻改变而带来的损耗。两类铜损耗均与电流的平方成正比,随负载的变化而发生变化,所以铜损耗也称为可变损耗。前面已经讨论过,当变压器空载运行时,空载电流的大小不会超过额定电流的10%,所以变压器空载损耗P0中就可以忽略铜损耗,认为空载损耗P0和铁损耗PFe近似相等;而铜损耗则是电流流过变压器一次绕组和二次绕组所造成的损耗,正比于电流的平方。变压器短路运行时,只需要不到10%的额定电压就可以使短路电流达到额定值,此时主磁通很小,所以铁损耗和励磁电流都可以忽略,此时的短路损耗Pk就是铜损耗,通过短路实验即可以求得额定电流时的铜损耗PCuaN,负载发生变化时铜损耗正比于负载电流i2′标幺值的平方α2。

2.变压器效率变压器效率的定义是指变压器输出功率P2和输入功率P之比,可以表示为

3.变压器的效率特性变压器的效率特性是指变压器的效率随负载系数α或负载电流i2的变化趋势。由式(4-52)可以推出:也就是说,当变压器的可变损耗等于不变损耗时,变压器的效率达到最大。图4-33所示的是变压器的效率特性。
变压器的效率特性
从图4-33中能够看出,负载比较小时,变压器效率会随着负载的增加而增大;负载比较大时,变压器的效率则会随着负载的增加而减小。