Почему теряется мощность в силовых трансформаторах

Все http://transformator.me/ силовые трансформаторы имеют различные особенности и характеристики, обуславливающие сферу применения и стоимость подобного оборудования. Самые важные параметры – это:

• Общая мощность;
• Напряжения на обмотках (первичной и вторичной);
• Тип трансформатора (сухой или масляный);
• Конкретное оснащение модели.

При этом важно учитывать и такой фактор, как потери. Под потерями подразумевается разница между приходящей на первичную обмотку электроэнергией и выходящей со вторичной обмотки.

Важно учитывать, что все силовые трансформаторы являются сложным электротехническим оборудованием, в которых происходят процессы электромагнитной индукции. В конструкции отсутствуют какие-либо подвижные агрегаты, вращающиеся роторы, как в генераторах и т.д. Поэтому случающиеся потери – касаются только активной мощности. Природа таких потерь связана с тем, что на преодоление сопротивления между обмотками и сердечником тратится энергия.

Соответственно, конкретные значения потерь зависят и от режима работы трансформирующего оборудования.

Потери в силовых трансформаторах на холостом ходу

Когда силовые трансформаторы функционируют в режиме холостого хода, это не значит, что, как в автомобиле, в них что-то работает на минимальных оборотах. Просто на ХХ вторичная обмотка не соединена с потребительскими электросетями (контакты разомкнуты). Но на первичную обмотку приходит энергия и, поскольку трансформации тока не происходит, энергия тратится на намагничивание сердечника.

В связи с природой, такие потери силовых трансформаторов носят название магнитных. Считать их следует только при подаче номинального напряжения и силы тока на первичную обмотку. Вычислить ее, пользуясь специальной формулой не сложно. При этом, полученная величина будет являться постоянной. Хотя на нее оказывают влияния конкретные исполнения и параметры обмоток и сердечника, ведь они исполняются из различных материалов и проводов.

Потери в обмотках силового трансформатора

В момент, когда силовые трансформаторы активны, они выполняют свою основную функцию – преобразование поступаемого на первичную обмотку тока, а точнее его параметров. Происходит это при непосредственной передаче энергии на вторичную обмотку через явление электромагнитной индукции. Параметры тока на первичной и вторичной обмотках будут обязательно отличаться, поскольку трансформатор активен и процесс преобразования запущен.

Почему же в данном случае силовые трансформаторы тоже несут потери? Связано это с несколькими факторами:

• затратами энергии и мощности на то, что преодолевать естественное сопротивление, имеющееся в обмотках и сердечнике;
• стандартными мощностными утратами при возникновении нагрузок на активном трансформаторе;
• от конкретных параметров тока, приходящих на первичную обмотку;
• от тока, образуемого на вторичной обмотке и уходящей потребителю.

В данном случае потери зависят от нагрузки, при которой в данный момент функционирует установка. Эти потери являются изменяющимися.

Потери через иные элементы

Нельзя забывать, что силовые трансформаторы – это не просто обмотки и сердечники. Каждый из этих элементов также состоит из составляющих компонентов:

• проводов;
• пластин;
• перемычек;
• колец и т.д.

Некоторые из этих объектов способны создавать собственные вихревые токи при нагрузке. Они носят замкнутый или циркулирующий характер. В первом случае такие тока находятся в рамках пластин и проводов. Во втором – передаются от элемента к элементу.

Направления таких токов легко может не совпадать по вектору с направлением основного тока, что снижает эффективность работы системы и также вызывает определенные потери.

По сути, любой элемент, способный намагничиваться, в теории, начинает создавать перпендикулярные токи, вызывающие потери. Это касается, к примеру, ярмовых балок и стенок масляных баков. Однако сегодня производители уделяют большое внимание разработке современных конструкций, позволяющих максимально снижать все возможные потери. Достигается это за счет применения специальных материалов и разработки новых схем устройства трансформаторов.