本当のことを言いましょう。-変圧器は、すべての入力電力を魔法のように有用な出力に変換するわけではありません。確かにそれらはかなり効率的ですが、「吸収」されて熱に変わるエネルギーが常に存在します。その熱は主に 2 つの大きな損失から生じます。
鉄損（鉄損）
銅損（巻線損失）
これらの損失を理解していれば、より良い結果を得ることができます。効率, 熱設計、 そしてランニングコスト。正直なところ、変圧器の損失は単なる理論上のものではありません。-これらの損失は、支払う金額と機器の健全性の持続期間に直接影響します。
変圧器損失の種類
コア損失（負荷損失なし）-
コア損失は、変圧器に大きな負荷がかかっていない場合でもほとんど発生します。だから彼らはよく呼ばれるのです無負荷損失なし-彼らは残りますかなり一定の負荷あり。
コア損失には通常、次のようなものがあります。
ヒステリシスロス: コア材料内の磁区を反転し続けるために使用されるエネルギー
渦電流損: 積層内に誘導される電流。これも熱に変わります。
鉄損はどのように測定されますか?
それらは次の方法を使用して測定されます。開回路 (OC) テスト:
一次側に定格電圧が印加される
セカンダリは残っています開回路-
電力計の読み取り値からコア損失が得られ、通常は次のように表記されます。
おおよそのコア損失関係-
エンジニアは、次のような簡略化された式をよく使用します (実際の変圧器は決して「完璧」ではありませんが、傾向を理解するのに役立ちます)。
どこ：
銅損（負荷損失）
銅損は、電流が巻線を流れるために発生します。そして電流が抵抗を流れるたびに発熱が発生します-
.
キーポイント:銅損は負荷電流の二乗に応じて増加しますこれは、変圧器の負荷が高くなったときに、高速にランプアップできることを意味します。
銅損はどのように測定されますか?
それらは、短絡 (SC) テスト:
1つの巻線がショートしています
定格電流が循環するまで、もう一方の巻線に電圧が徐々に印加されます
電力計の読み取り値は、全負荷時の銅損-、よく呼ばれます
あらゆる負荷レベルでの銅損
負荷電流が
定格電流は
、その後:
そうです。-変圧器の負荷を 50% にしても、銅損は半分にはなりません。約4分の1に減ります。それが「スクエア」効果です。
変圧器の効率計算
変圧器の効率は、損失を含めた消費電力と比較して、実際にどれだけの有用な電力が得られるかを示します。
より実用的な方法 (kVA、PF、負荷率を使用)
実際の計算では、kVA 定格と力率（PF）を使用するのが一般的です。{0}}実際的な形式の 1 つは次のとおりです。
効率がピークに達するのはいつですか?
通常、ピーク効率は次の場合に発生します。
そして、多くの配電変圧器では、その「スイートスポット」が周囲にあることがよくあります。全負荷の 50 ～ 70%。 （自然の法則ではありませんが、よくあるパターンです。）
実践例（実際のシナリオ）
があるとしましょう500kVA, 11kV/415V配電変圧器とメーカーのテストデータ:
所定の負荷における銅損
負荷が
、 それから：
たとえば、50% 負荷の場合:
これはコア損失 (1.8 kW) にかなり近く、その負荷レベル付近で効率が最も高くなることが多い理由がこれで説明されています。
さまざまな負荷での損失と効率 (Unity PF)
(元の例と同様に Unity PF を使用します。)
| 負荷 （％） | 負荷kVA | 銅損(kW) | 総損失(kW) | 出力(kW) | 効率 （％） |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 125 | 0.39 | 2.19 | 125 | 98.27 |
| 50 | 250 | 1.55 | 3.35 | 250 | 98.68 |
| 75 | 375 | 3.49 | 5.29 | 375 | 98.61 |
| 100 | 500 | 6.20 | 8.00 | 500 | 98.43 |
変圧器の損失に影響を与える要因
損失は単に「起こる」わけではなく、-次のような一連の設計や運用の詳細によって影響を受けます。
芯材
通常、より優れた材料（高級シリコン鋼やアモルファス合金など）はヒステリシスを低減します。-
設計磁束密度
より低い
コア損失は軽減されますが、-より多くのコア サイズが必要になる場合があります。
巻線抵抗
一般に、導体が厚く、抵抗が低いほど、銅損が減少します。
温度
抵抗は温度とともに増加するため、銅損も増加します。 (多くの場合、IEC/IEEE 規則に応じて、 75 度などの標準に補正されます。)
負荷の高調波
非線形負荷では、-余分な渦電流と漂遊損失が追加される可能性があるため、-「実際の損失」は、きれいな正弦波負荷で予想されるものよりも悪化する可能性があります。
典型的な損失分布 (経験則)
変圧器の種類やサイズが異なると、損失の分割方法も異なる傾向があります。一般的な大まかなガイドは次のとおりです。
小型配電変圧器: コア損失は約 25 ～ 40%、銅は約 60 ～ 75% になる可能性があります
電力（大型）変圧器: コアロス ~30–50%、銅 ~50–70%
繰り返しますが、デザインによって異なりますが、-頭の中でイメージするのには役立ちます。
まとめ-まとめ / 結論
変圧器の損失を正確に計算すると、以下についてより賢明な決定を下すことができます。
変圧器のサイズをどう決めるか、
効率的にロードする方法、
コストがかかる前にメンテナンスを計画する方法についても説明します。
OC テストと SC テストでは確かな実世界データが得られますが、{0}最近の変圧器エンジニアリングでは、有限要素解析を使用して漂遊損失やホットスポット温度（故障のリスクが隠れがちな場所）などを推定する-ことを超えて行われることがよくあります。-
世界中で電力価格が上昇し、効率要件が強化されているため（DOE/EU スタイルの取り組みを考えてください）、損失を最小限に抑えることはもはや「あればいい」というだけではなく、-経済的かつ環境面での真の優先事項となっています。
結論:常に銘板データを確認し、次のような基準に従ってください。IEC 60076証明された損失値が必要な場合。
