配電の領域では、分布変圧器は、高電圧伝送ネットワークからエンドユーザーへの電力を効率的かつ信頼できる配信を保証する上で極めて重要な役割を果たします。流通トランスのサプライヤーとして、私はこれらの重要な機器に関連する損失を理解することの重要性を直接目撃しました。このブログでは、流通トランスのさまざまなタイプの損失、その原因、およびシステム全体のパフォーマンスに与える影響について掘り下げます。
コア損失
鉄損失とも呼ばれるコア損失は、分布変圧器の主要なタイプの損失の1つです。これらの損失は、通常、ラミネートされたシリコン鋼で作られている変圧器のコアで発生します。コア損失は、ヒステリシス損失と渦電流損失の2つのコンポーネントにさらに分けることができます。
ヒステリシス損失
ヒステリシスの損失は、交互の電流（AC）が一次巻線を通過するため、トランスコアの繰り返し磁化と消磁によって引き起こされます。 AC電圧が一次巻線に適用されると、コアの磁場は定期的に方向を変えます。コア材料の磁気ドメインは、変化する磁場で自分自身を再整理する必要があり、このプロセスは熱の形でエネルギーを消費します。
ヒステリシスの損失は、AC供給の頻度とコア材料のヒステリシスループの面積に比例します。高級シリコンスチールなどの狭いヒステリシスループを備えた材料は、ヒステリシスの損失が低いです。製造業者は、ヒステリシスの損失を最小限に抑え、変圧器の効率を向上させるために、コア材料を慎重に選択します。
渦電流損失
渦電流損失は、コア損失のもう1つのコンポーネントです。トランスコアの磁場が変化すると、コア材料に渦電流として知られる循環電流を誘導します。これらの渦電流は、コア内で閉じたループで流れ、コア材料の抵抗により熱を生成します。
渦電流損失を減らすために、トランスコアはシリコン鋼の積層シートで作られています。ラミネーションは互いに隔離され、渦電流の経路の抵抗が増加し、その大きさが減少します。ラミネーションの厚さは、渦電流の損失を最小限に抑える上で重要な役割を果たします。薄いラミネーションにより、渦電流損失が低下します。
銅の損失
I²R損失とも呼ばれる銅の損失は、変圧器巻線で発生します。これらの損失は、一次および二次巻線で使用される銅導体の抵抗によって引き起こされます。電流が巻線を流れると、式p =i²rに従って電気エネルギーが熱として放散され、pは電力損失であり、iは巻線を流れる電流であり、rは巻線の抵抗です。
銅の損失の大きさは、負荷電流と巻線の抵抗に依存します。変圧器の負荷が増加すると、巻線を流れる電流も増加し、銅の損失も増加します。銅の損失はさまざまであり、変圧器の動作条件に依存します。
銅の損失を減らすために、トランスは低抵抗巻きで設計されています。これは、より大きなクロス断面面積導体を使用するか、抵抗率が低い材料を使用することで実現できます。さらに、適切な設計と建設技術が採用されており、巻線導体の長さを最小限に抑え、抵抗を減らします。
迷走損失
浮遊損失は、漏れフラックスのために分布変圧器で発生する追加の損失です。漏れフラックスは、一次巻線と二次巻線の両方をリンクせず、代わりにタンク、コアクランプ、バスバーなどのトランスの構造成分と相互作用する磁束です。
これらの漏れフラックスは、構造成分に渦電流を誘導し、その結果、熱の発生と出力が生じます。浮遊損失は正確に計算することが困難であり、多くの場合、経験的データまたは有限要素分析に基づいて推定されます。
迷走損失を最小限に抑えるために、トランスは適切な磁気シールドと断熱材で設計されています。構造成分に非磁性材料を使用することは、漏れフラックスとこれらの成分間の相互作用を減らすのにも役立ちます。
誘電損失
誘電損失は、変圧器で使用される断熱材で発生します。オイルや固体断熱材などの断熱材は、変圧器が通電されると電界にさらされます。交互の電界は、断熱材の分子を振動させ、この分子運動は熱の形でエネルギーを消散させます。
誘電損失は、断熱材の種類、AC供給の周波数、電界の大きさに依存します。これらの損失を最小限に抑えるために、トランスで誘電損失因子が低い高品質の断熱材が使用されています。断熱条件の定期的なメンテナンスと監視も、誘電損失が許容できる制限内に留まることを保証するために不可欠です。
トランスの性能と効率に対する損失の影響
流通トランスの損失は、そのパフォーマンスと効率に大きな影響を与えます。損失が高いと熱発生が増加し、変圧器の温度が上昇する可能性があります。過度の温度上昇は、断熱材を分解し、変圧器の寿命を減らし、故障のリスクを高める可能性があります。
効率は、分布トランスの重要なパフォーマンスパラメーターです。出力電力と入力電力の比率として定義されます。トランスの損失は、入力電力の一部が熱として消散されるため、効率を低下させます。たとえば、変圧器のコア損失と銅の損失が高い場合、入力電力の大部分が無駄になり、効率が低くなります。
流通トランスのサプライヤーとして、効率と信頼性を改善するために損失を最小限に抑えることの重要性を理解しています。私たちの配電変圧器高度な技術と高品質の材料を使用して設計および製造され、損失を減らし、パフォーマンスを最大化します。
損失削減のケーススタディ
私たちの製品のいくつかと、それらが損失の問題にどのように対処するかを見てみましょう。私たちの500kva 22.9kv 3位のステップダウン分布トランスヒステリシスと渦電流の損失を最小限に抑えるために、高いグレードのシリコンスチールコアで設計されています。巻線は、銅の損失を減らすために高い導電率銅で作られています。さらに、変圧器には、迷った損失を最小限に抑えるための適切な磁気シールドが装備されています。
別の例は私たちですYawei S11 1200KVAおよび1600KVA配信トランス。これらの変圧器は、誘電損失を減らすために高度な断熱材で設計されています。最適化された巻き取りデザインと低抵抗導体の使用は、銅の損失を最小限に抑えるのに役立ちます。
結論と行動への呼びかけ
結論として、分布変圧器の損失を理解することは、その効率的で信頼性の高い動作を確保するために重要です。コア損失、銅の損失、迷走損失、誘電損失はすべて、トランスの全体的な電力損失に寄与します。これらの損失を最小化することにより、効率を改善し、運用コストを削減し、変圧器の寿命を延ばすことができます。
流通トランスの大手サプライヤとして、私たちは低損失と高効率を提供する高品質の製品を提供することに取り組んでいます。配信トランスの市場にいて、当社の製品が特定の要件をどのように満たすことができるかについて詳しく知りたい場合は、詳細な議論のために私たちに連絡することをお勧めします。当社の専門家チームは、アプリケーションに適したトランスを選択するのを支援し、包括的な技術サポートを提供する準備ができています。
参照
- ビリングス、K。（2000）。パワーエレクトロニクス用の変圧器とインダクタ：理論、設計、アプリケーション。ワイリー。
- チャップマン、SJ（2012）。電気機械の基礎。マクグロー - ヒル。
- Gross、G。、＆Sarma、MS（2007）。電力システム分析。ワイリー。