理想的變壓器不會(huì)有損耗，因此效率為100%。實(shí)際上，能量是由于繞組的電阻

引文作者:上海蓋能電氣市場(chǎng)部（專注干式變壓器30年）

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　　變壓器效率、損耗和熱量

　　效率、損耗和熱量

　　理想的變壓器不會(huì)有損耗，因此效率為100%。

　　實(shí)際上，能量是由于繞組的電阻(稱為負(fù)載損耗)和主要由磁芯(稱為鐵損耗)引起的磁效應(yīng)而耗散的。變壓器通常是高效的，大型電力變壓器(約100 MVA及以上)的效率可高達(dá)99.75%。小型變壓器(如用于為小型消費(fèi)電子產(chǎn)品供電的插件)的效率可能低于85%。

干式變壓器效率

　　高效干式變壓器。

　　變壓器將您的電力公司提供的電力電壓降低到適合您設(shè)施中的電力設(shè)備使用的水平。由于貴公司使用的所有電力都通過一臺(tái)變壓器，即使是一個(gè)小小的效率提高，也會(huì)大大節(jié)省電力。高效變壓器現(xiàn)在可以減少大約1%的總用電量。這對(duì)你的公司有好處，對(duì)環(huán)境也有好處。減少用電可以為你的公司節(jié)省成本，同時(shí)還能減少發(fā)電產(chǎn)生的空氣排放。

　　隔離變壓器中存在兩種類型的能量損耗：負(fù)載損耗和空載損耗。

　　負(fù)載損耗是由銅或鋁繞組中的電阻引起的。負(fù)載損耗(也稱為繞組損耗)隨流過繞組的電流(或負(fù)載)的平方而變化。在低負(fù)荷下(如30%負(fù)荷下)，鐵心損耗占損耗的大部分，但隨著負(fù)荷的增加，繞組損耗很快占主導(dǎo)地位，并占滿負(fù)荷時(shí)變壓器損耗的50%至90%。通過改進(jìn)導(dǎo)體設(shè)計(jì)，包括適當(dāng)?shù)牟牧线x擇和增加銅導(dǎo)體的使用量，可以減少繞組損耗。

　　變壓器疊層鋼芯電阻造成空載損耗。

當(dāng)變壓器通電時(shí)，這些損耗(也稱為鐵心損耗)就會(huì)發(fā)生，并且基本上保持不變，無論有多少電力流過變壓器。為了減少鐵心損耗，高效變壓器采用了比標(biāo)準(zhǔn)效率模型更好的鐵心鋼等級(jí)和更薄的鐵心疊片。此外，新的變壓器鐵心設(shè)計(jì)正在出現(xiàn)，使用非晶金屬代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅鋼。這些非晶態(tài)鐵心變壓器，可從主要變壓器制造商，包括通用電氣，ABB和霍華德變壓器，提供高達(dá)80%的低鐵心損耗比傳統(tǒng)變壓器。

　　隔離變壓器總損耗是鐵芯和繞組損耗的組合。不幸的是，一些減少繞組損耗的措施會(huì)增加鐵心損耗，反之亦然。例如，增加使用的導(dǎo)體數(shù)量可以減少繞組損耗，但可能需要使用更大的磁芯，這會(huì)增加磁芯損耗。制造商正在開發(fā)基于預(yù)期負(fù)載優(yōu)化這些損耗的技術(shù)。

　　損失產(chǎn)生于：

　 繞組電阻：流過繞組的電流使導(dǎo)體產(chǎn)生電阻加熱。

　　渦流：感應(yīng)電流在磁芯中循環(huán)并引起電阻加熱。

　　雜散損耗：并非一次產(chǎn)生的所有磁場(chǎng)都被二次截獲。泄漏磁通的一部分可在附近的導(dǎo)電物體(如變壓器支撐結(jié)構(gòu))內(nèi)感應(yīng)渦流，并轉(zhuǎn)換為熱。變壓器附近常見的嗡嗡聲或嗡嗡聲是雜散磁場(chǎng)導(dǎo)致油箱部件振動(dòng)的結(jié)果，也是磁芯磁致伸縮振動(dòng)的結(jié)果。

　　磁滯損耗：每次磁場(chǎng)反向時(shí)，磁芯磁滯會(huì)損失少量能量。滯回水平受芯材的影響。

　　機(jī)械損耗：交變磁場(chǎng)引起線圈、磁芯和附近金屬制品之間的電磁力波動(dòng)，引起振動(dòng)和噪聲，消耗電力。

　　磁致伸縮：磁芯中的磁通使磁芯在交變磁場(chǎng)的作用下發(fā)生物理膨脹和輕微收縮，這種效應(yīng)稱為磁致伸縮。這反過來又會(huì)導(dǎo)致易受影響的鐵磁芯因摩擦加熱而產(chǎn)生損耗。

　　使用電阻較小或直徑較大的材料可獲得效率增益。例如，用低電阻導(dǎo)體(如銅)制成的變壓器線圈，其負(fù)載損耗比用其他材料制成的線圈要低得多。)