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河南省洛陽(yáng)市嵩縣先 進(jìn)制造業(yè)開發(fā)區(qū)開拓路1號(hào)
任何一種電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中都會(huì)出現(xiàn)損耗，電力變壓器也不例外。在電力變壓器的損耗中，主要分為銅損和鐵損兩部分。
銅在變壓器中起著重要作用，變壓器的繞組通常會(huì)用到銅導(dǎo)線，這變壓器中的“銅損”就是銅導(dǎo)線產(chǎn)生的損耗。變壓器的“銅損”也稱為負(fù)載損耗，所謂負(fù)載損耗，就是可變損失，是變化的。當(dāng)變壓器在載荷下運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)會(huì)有電阻，產(chǎn)生電阻損耗。根據(jù)焦耳定律，這個(gè)電阻流過(guò)電流會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，且電流越大，功率損耗就越大。由此，電阻損耗與電流的平方成正比，與電壓無(wú)關(guān)。正是由于它隨著電流大小變化而變化，所以銅損（負(fù)載損耗）是可變損耗，它也是變壓器運(yùn)行中的主要損耗。
電流大小：如上所述，銅損與電流的平方成正比，因此電流的大小是影響銅損的關(guān)鍵因素。
繞組電阻：繞組的電阻大小直接影響銅損。電阻越大，銅損越高。
線圈層數(shù)：線圈層數(shù)越多，電流在繞組中流動(dòng)的路徑越長(zhǎng)，電阻也會(huì)相應(yīng)增加，導(dǎo)致銅損增大。
開關(guān)頻率：開關(guān)頻率對(duì)變壓器銅損的影響與變壓器的分布參數(shù)以及負(fù)載特性有直接關(guān)系。在負(fù)載特性與分布參數(shù)一起呈感性特性時(shí)，銅損隨開關(guān)頻率的提高而減??；一起呈容性特性時(shí)，銅損隨開關(guān)頻率的提高而增大。
溫度影響：負(fù)載損耗還受變壓器溫度的影響，同時(shí)負(fù)載電流引起的漏磁通會(huì)在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，并在繞組外的金屬部分產(chǎn)生雜散損耗。
計(jì)算公式有兩種
1.基于額定電流和電阻的公式：
銅損(單位:kW) = I2 × Rc × Δt
其中，I為變壓器的額定電流，Rc為銅導(dǎo)線的電阻，Δt為變壓器的運(yùn)行時(shí)間。
2.基于額定電流和總銅電阻的公式：
銅損 = I2 × R
其中，I表示變壓器的額定電流，R表示變壓器的總銅電阻。
變壓器的總銅電阻R可以通過(guò)以下公式計(jì)算：
R = (R1 + R2) / 2
其中，R1表示變壓器的一次側(cè)銅電阻，R2表示變壓器的二次側(cè)銅電阻。
提高變壓器的繞組截面積：降低導(dǎo)體電阻，從而有效降低變壓器銅損耗。
采用**的導(dǎo)體材料：如銅箔或鋁箔，降低繞組電阻。
降低變壓器的輕載運(yùn)行時(shí)間：**變壓器輕載運(yùn)行的時(shí)間比例，有利于降低變壓器的銅損耗。
與銅損不同，變壓器的鐵損與繞組、電流大小等因素?zé)o關(guān)，顧名思義，鐵損與鐵有關(guān)，它是由鐵芯產(chǎn)生。變壓器的鐵損又稱為“空載損耗”，因?yàn)樗谧儔浩鞯娜?fù)載、零負(fù)載狀態(tài)下都存在，是變壓器的一種固定損耗。不過(guò)在負(fù)載中，功率損耗會(huì)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的減小而降低。
變壓器的鐵損又分為磁滯損耗和渦流損耗。
● 磁滯損耗
變壓器的工作原理正是基于電磁感應(yīng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)升**和電流變化的，而變壓器內(nèi)的磁通是在鐵芯**動(dòng)的，鐵芯對(duì)磁通具有磁阻，就像導(dǎo)體對(duì)電流有電阻一樣，也會(huì)產(chǎn)生熱量，這樣的損耗稱為“磁滯損耗”
● 渦流損耗
當(dāng)變壓器的初級(jí)繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動(dòng)，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電勢(shì)在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，就像一個(gè)旋渦，所以稱為“渦流”。這個(gè)渦流產(chǎn)生的損耗就叫“渦流損耗”。也正是因?yàn)殍F芯會(huì)產(chǎn)生渦流，所以才把它做成薄薄的一片，因?yàn)樵奖‰娮柙酱?，電流也越小?/span>
工作電壓和頻率：鐵損與變壓器的工作電壓和頻率有關(guān)，因?yàn)檫@些因素會(huì)影響鐵芯中的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁滯現(xiàn)象。
鐵芯材料：鐵芯材料的磁滯性質(zhì)會(huì)影響鐵損的大小。如果鐵芯材料選用的不好，磁滯損耗就會(huì)增加。
制造工藝：變壓器的制造工藝對(duì)鐵損也有一定影響。例如，鐵芯的疊片方式、絕緣處理等都會(huì)影響鐵損的大小。
1.基于額定電流和磁滯、電阻損耗的公式：
鐵損(單位:kVA) = I2 × (Rm + Ra)
其中，I為變壓器的額定電流，Rm為鐵芯的磁滯損耗，Ra為鐵芯的電阻損耗。
2.基于常數(shù)、磁通密度和工作頻率的公式：
P鐵 = Kf × (Bm)^2 × f
其中，P鐵為鐵損耗，Kf為常數(shù)，Bm為磁通密度，f為變壓器工作頻率。
選擇**鐵芯材料：選用磁滯損耗小的鐵芯材料，可以降低變壓器的鐵損。 優(yōu)化制造工藝：通過(guò)改進(jìn)鐵芯的疊片方式、絕緣處理等制造工藝，降低鐵損。 合理設(shè)計(jì)：在變壓器設(shè)計(jì)階段，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇，降低鐵損。
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