變壓器損耗

變壓器鐵損、銅損及雜散損耗之和

變壓器損耗是一電工學概念,由變壓器鐵損耗(即空載損耗)、銅損耗(即短路損耗)及雜散損耗組成。當用額定電壓施加於變壓器的一個繞組上,而其餘的繞組均為開路時,變壓器所吸收的有功功率叫鐵損耗,或空載損耗。當電流流過變壓器繞組時,就會產生熱效應,消耗電能,這就是銅損耗。雜散損耗是指發生在引線和外殼以及其他結構性的金屬零件上的損耗。變壓器的鐵損耗和銅損耗佔到變壓器損耗的絕大部分,故在計算變壓器損耗時,只考慮這兩部分。

概述


變壓器作為一種靜止的電器設備,在電力系統中必不可少,其損耗可以大致分為兩類:鐵損耗和銅損耗。鐵損又叫空載損耗,就是其固定損耗,實為鐵芯所產生的損耗,也稱鐵芯損耗,而銅損也叫負荷損耗。

鐵損耗


鐵損耗又叫空載損耗。
當變壓器的初級繞組通電后,線圈所產生的磁通在鐵芯流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直於磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合迴路併產生電流,好像一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,並且使變壓器的鐵芯發熱,變壓器溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。嚴格地講,除渦流損耗外,“鐵損”還包括磁滯損耗。變壓器的空載損耗基本上就等於變壓器的鐵損耗。鐵損為不變的損耗,與負載電流的大小和性質無關,而與運行電壓和分接頭電壓有關。

銅損耗


變壓器的銅損,也稱負載損耗,又稱短路損耗
變壓器的原、副繞組中都有一定的電阻,當電流流過繞組時,就會產生熱效應,消耗電能,這就是銅損耗。變壓器的銅損耗取決於負載電流的大小和繞組的阻值。故也稱為可變損耗。在某一負載下變壓器的銅損等於變壓器負載係數的平方與其定額銅損耗的乘積。
可以大致理解為磁方面的損耗為鐵損耗,電方面的損耗為銅損耗。變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。

雜散損耗


是指發生在引線和外殼以及其他結構性的金屬零件上的損耗,雜散損耗與負荷有關。一般來說,變壓器的空載損耗和短路損耗佔到變壓器損耗的絕大部分,所以我們在計算變壓器損耗時,只考慮這兩部分。

變壓器效率


變壓器的效率取決於負載率,當負載較小時,鐵損相對較大,效率較低;當負載超過某一負載時,因銅損耗佔比增大,效率反而會降低。所以在變壓器的鐵損和銅損相等時,變壓器的效率最高。為了提高變壓器的效率,盡量避免變壓器在較低負荷下運行。
由於變壓器存在著鐵損、銅損以及雜散損耗,所以它的輸出功率永遠小於輸入功率,為此需要引入了一個效率η的參數來對此進行描述,。