変圧器損失の主な原因は何ですか?それを最小限に抑えるにはどうすればよいでしょうか? 変圧器は動作中にさまざまな種類の損失を経験し、変圧器の効率や全体的なパフォーマンスに影響を与える可能性があります。変圧器損失の主な原因は次のとおりです。
銅損 (I²R 損失):
の抵抗によって引き起こされる
変成器 電流の流れに対する巻線。
電流 (I²) と巻線の抵抗 (R) の 2 乗に比例します。
鉄損(ヒステリシス損と渦電流損):
ヒステリシス損失: 磁区が磁化の変化に抵抗する、コア材料の磁気ヒステリシスによって生じます。
渦電流損失: 変化する磁界によってコア内に誘導される循環電流によって発生します。
漂遊損失:
漏れ磁束: 磁束の一部は一次巻線と二次巻線の両方に結合しない可能性があり、漏れ磁束と追加の損失につながります。
漏れインダクタンス: これは無効電力損失の原因となります。
誘電損失:
絶縁材料内の電界により、熱の形でエネルギー散逸が引き起こされます。
高周波アプリケーションや高電圧変圧器ではより重要です。
変圧器の損失を最小限に抑え、効率を向上させるために、さまざまな戦略を採用できます。
1. 高品質のコア材料の選択:
鉄損を低減するために、ヒステリシスと渦電流損が低いコア材料を選択してください。
2. コア設計の最適化:
磁束の経路長を最小限に抑えるコア設計を使用し、ヒステリシスと渦電流損失の両方を低減します。
ステップラップまたはその他の技術を使用して、コア内の渦電流損失を低減します。
3. 高導電性銅の使用:
銅損を最小限に抑えるために、巻線には導電性の高い銅を選択してください。
抵抗を減らすには、より大きな導体または複数の並列導体を使用します。
4. 巻線抵抗の低減:
抵抗率の低い材料を使用し、巻線設計を最適化することで、トランス巻線の抵抗を最小限に抑えます。
5. コア冷却の改善:
オイル冷却や液体冷却などの効果的な冷却システムを実装して、コアや巻線からの熱を放散します。
変圧器を最適な負荷レベルで動作させて、鉄損と銅損のバランスをとります。
損失が大幅に増加する可能性があるため、過負荷は避けてください。
7. アモルファスコア変圧器の利用:
アモルファス金属合金は、従来のケイ素鋼と比較して鉄損が低いため、エネルギー効率が高くなります。
8. 電圧調整装置の設置:
電圧レギュレータまたは負荷時タップ切換器は、最適な電圧レベルを維持し、損失を最小限に抑えるのに役立ちます。
9. エネルギー効率の高い変圧器の導入:
より高い効率定格の変圧器を使用します。多くの場合、損失を最小限に抑えるための設計機能が組み込まれています。
10. 高度な監視および制御システムの適用:
リアルタイム監視システムを導入して、変圧器の性能を評価し、効率改善の可能性を特定します。
高度な制御システムを利用して、負荷とシステムの状態に基づいて変圧器の動作を最適化します。
11. 定期的なメンテナンスとテスト:
変圧器が効率的に動作することを確認するために、絶縁抵抗のテストなどの定期的なメンテナンスを実行してください。
時間の経過とともに損失が増大するのを防ぐために、問題があればすぐに対処してください。
12. 最新の断熱材の適用:
誘電損失が低い高度な絶縁材料を使用して、エネルギー散逸を低減します。
変圧器を過電流、過電圧、その他の障害から保護するにはどうすればよいですか? 変圧器を過電流、過電圧、およびさまざまな障害から保護することは、変圧器の安全で信頼性の高い動作を確保するために不可欠です。異常な状態を発見し、被害を防ぐための動きを開始するために、さまざまな保護装置やシステムが採用されています。一般的な防御策は次のとおりです
変圧器 :
1. 過電流保護: ヒューズとサーキットブレーカー: ヒューズとサーキットブレーカーは、第 1 回路および/または二次回路内に接続され、過電流が発生した場合に流れに伴う電流を遮断します。過電流リレー: 過電流リレーは現代の過電流を経験し、回路ブレーカーやさまざまな防御装置を経由して変圧器を分離します。
2. 過電圧保護: 避雷器: 避雷器 (またはサージプロテクター) は、雷またはスイッチングサージによって引き起こされる過剰電圧をそらすために変圧器の端子に設置されます。タップチェンジャー: 自動蛇口チェンジャーは、蛇口の変換中に過剰な電圧範囲を防止する過電圧安全機能で構成されている場合があります。
3. 短絡保護: 差動保護: 差動リレーは、変圧器巻線に出入りする電流を検査します。適切なサイズの違いは、欠陥を示唆しています。距離保護: 距離リレーは障害領域へのインピーダンスを調整し、インピーダンスが厳格なしきい値を下回ると回路ブレーカーをトリップします。
4. 温度保護: サーマルリレー: 温度が安全限界を超えると、変圧器巻線内の温度センサーがサーマルリレーを作動させ、変圧器のトリップにつながります。ブッフホルツ リレー: 油入変圧器に取り付けられたブッフホルツ リレーは、短絡や過熱などの内部故障によって生成されたガソリンを検出します。
5. 不足周波数および過周波数保護: 周波数リレー: デバイスの周波数を監視し、周波数が許容範囲を超えた場合に変圧器をトリップします。
6. 地絡保護: 制限付地絡 (REF) 保護: 相と中性線間の現代の不均衡を監視し、地絡が検出された場合に変圧器をトリップします。地絡リレー: 地絡を検出し、シールド動作を開始して変圧器を絶縁します。
7. バックアップ保護: バックアップ リレー: 複数の安全層により、1 つのシールド デバイスが故障または誤動作した場合に、他のシールド デバイスがバックアップとして機能し、変圧器を保護します。バックアップ電源: 停電中も防御装置が機能し続けることを保証します。
8. 通信ベースの保護: 通信プロトコル: 最新の変圧器は通信能力も備えている可能性があり、保護リレーで情報を変更したり、構造を管理したりすることができます。
9. 変圧器監視システム: オンライン監視: リアルタイム監視構造は、容量の問題の早期検出を念頭に置いて、変圧器の状況を常に判断します。溶存ガス分析 (DGA): 変圧器オイル内に溶存するガスを監視し、機能の障害に関する洞察を提供します。
10. 分離およびシャットダウン装置: 回路ブレーカー: 障害が発生した場合に、変圧器を電力システムから手動または自動で切断する機能を提供します。絶縁スイッチ: 維持または緊急事態のある段階でのガイドの切断に使用されます。