Jiangsu Huayu Electric Co., Ltd

Jiangsu Huayu Electric Co., Ltd

Verduidelijking van de kenmerken van ijzer- en koperverliezen om upgrades van de energie-efficiëntie van transformatoren en optimalisatie van energiebesparing mogelijk te maken

2026 07/02

In het werkingssysteem van het elektriciteitsnet is het stroomverlies van transformatoren een kernfactor die het energieverbruik van het elektriciteitsnet beïnvloedt, en de energie-efficiëntie van transformatoren is een belangrijke hefboom voor het verbeteren van de kwaliteit en efficiëntie van het elektriciteitsnet, waardoor de kosten en het energieverbruik worden verlaagd. De industrie heeft zich lange tijd geconcentreerd op de operationele prestaties van transformatoren onder volledige belasting, waarbij de gedifferentieerde verlieskarakteristieken gedurende de levenscyclus van de apparatuur werden verwaarloosd. Industrieel technisch onderzoek wijst uit dat transformatorijzerverlies en transformatorkoperverlies, als de twee typen kernverlies van transformatoren, drastisch verschillende werkingspatronen hebben, die respectievelijk het energieverbruik domineren onder onbelaste en belaste omstandigheden. Het nauwkeurig controleren van de kenmerken van deze twee typen is cruciaal voor het bereiken van optimalisatie van de verliezen van distributietransformatoren en het verminderen van energieverspilling door nettransformatoren.
Onbelaste toestand: Nullastverlies van de transformator vormt een continu fundamenteel verlies.
Bij nullastbedrijf, waarbij de transformator op het elektriciteitsnet is aangesloten en de secundaire wikkeling open is, is de spoelstroom vrijwel verwaarloosbaar en is het verlies veroorzaakt door de spoelweerstand in wezen verwaarloosbaar. Dit maakt het nullastverlies van de transformator in wezen gelijk aan het ijzerverlies van de transformator. IJzerverlies, een continu verlies dat wordt gegenereerd tijdens het magnetisatieproces van de ijzeren kern, wordt bepaald door inherente parameters zoals het kernmateriaal en het productieproces, en houdt geen verband met de belastingstoestand van de apparatuur.
Zolang de transformator op het elektriciteitsnet is aangesloten en op een stabiele spanning werkt, zal er 24 uur per dag ijzerverlies optreden, wat een vast en fundamenteel verlies betekent tijdens de werking van de apparatuur. Deze eigenschap van continu verlies zorgt ervoor dat ijzerverlies bij nullast een verborgen energieverbruikslast voor het elektriciteitsnet wordt. Een groot aantal stroomdistributieapparaten die gedurende langere perioden in een stand-by, onbelaste toestand staan, zullen in de loop van de tijd een aanzienlijk energieverbruik accumuleren, wat een onmisbaar onderdeel vormt van het energieverbruik tijdens de levenscyclus van een transformator.
1
Belastingsomstandigheden: belastingsverlies van transformatoren wordt de kern van dynamisch verlies
Wanneer een belasting op de transformator is aangesloten en de spoelen bedrijfsstroom genereren, wordt het koperverlies van de transformator de belangrijkste variabele in het energieverbruik van de apparatuur. In tegenstelling tot het vaste ijzerverlies wordt koperverlies gegenereerd door de weerstand van de wikkeling en fluctueert het dynamisch met veranderingen in de belastingsstroom. Veranderingen in belastingsomstandigheden veranderen rechtstreeks de algehele verliesstructuur van de transformator.
Tijdens piekperioden van de netbelasting is de belasting van de apparatuur hoog en neemt het koperverlies aanzienlijk toe, waardoor het de dominante component van het energieverbruik van transformatoren wordt. Daarom is het beheersen van koperverlies op dit moment cruciaal voor energiebesparing en vermindering van het verbruik. Tijdens perioden van lage elektriciteitsvraag, lichte belasting van apparatuur of stand-by nemen de koperverliezen snel af, terwijl de ijzerverliezen hun dominante positie herwinnen. Dit dynamische patroon is een cruciale basis voor het optimaliseren van de belastingsprestaties van industriële transformatoren en het implementeren van energiebesparende planning.
1
Verlieskoppelingswet: bepaling van de optimale bedrijfstoestand van een transformator
Het totale bedrijfsverlies van een transformator is de superpositie van ijzer- en koperverliezen. Deze twee soorten verliezen, één statisch en één dynamisch, worden gekoppeld om een ​​unieke energie-efficiëntiecurve voor de apparatuur te vormen, die overeenkomt met het optimale belastingsbereik met het laagste totale energieverbruik. De technische praktijk laat zien dat wanneer de belasting van de transformator binnen een redelijk bereik ligt, de verhouding tussen ijzer- en koperverliezen in evenwicht is en de algehele energie-efficiëntie van de apparatuur de beste staat bereikt.
Als de belastingssnelheid te laag is, is het aandeel vaste ijzerverliezen te hoog en neemt de energie-efficiëntie van de apparatuur onder lichte belasting aanzienlijk af. Als de belastingssnelheid te hoog is, zullen de koperverliezen snel toenemen, wat leidt tot een voortdurende daling van de economische efficiëntie van de werking van de apparatuur. Daarom is het simpelweg nastreven van lage verliezen onder volledige belasting onvoldoende om zich aan te passen aan de complexe feitelijke bedrijfsscenario's van het elektriciteitsnet; een schema voor verliesoptimalisatie moet worden afgestemd op de bedrijfsomstandigheden op lange termijn van de apparatuur.
Technische toepassingen: selectie en optimalisatie op aanvraag voor energiebesparing op de lange termijn
Het fundamentele verschil tussen ijzerverlies en koperverlies vormt een kernbasis voor het formuleren van normen voor verlies bij de aanschaf van transformatoren en een gedifferentieerde selectie en ontwerp van apparatuur. Voor stroomdistributiescenario's met talrijke langdurige lichte belastingen en frequente standby-tijden maakt de industrie op grote schaal gebruik van nieuwe apparatuur met een ijzeren kern. Door het materiaal en het proces van de ijzeren kern te optimaliseren, wordt het ijzerverlies bij nullast aanzienlijk verminderd, wat zich aanpast aan de energiebesparende vereisten van stroomdistributiescenario's.
1
Voor continubedrijfsscenario's met hoge belasting, zoals industriële installaties, richten R&D en productie van apparatuur zich op het optimaliseren van de wikkelingsstructuur en het verminderen van de wikkelingsweerstand, waardoor de stijging van het koperverlies onder hoge belastingsomstandigheden effectief wordt onderdrukt en de efficiënte werking van industriële transformatoren op lange termijn wordt gegarandeerd.
Experts uit de industrie stellen dat de kern van de energiebesparing op stroomtransformatoren ligt in de optimalisatie van het aanpassingsvermogen; er bestaat geen universele hoogrendementstransformator die geschikt is voor alle bedrijfsomstandigheden. Alleen door de feitelijke bedrijfsbelastingskarakteristieken van de apparatuur te combineren en de geoptimaliseerde verhouding tussen ijzerverlies en koperverlies in evenwicht te brengen, kan de transformator gedurende zijn gehele levenscyclus een stabiele energie-efficiëntie handhaven, waardoor de energieverspilling in het elektriciteitsnet vanaf de bron op de lange termijn wordt verminderd en wordt bijgedragen aan de energiebesparende en efficiëntieverhogende upgrade van het energiesysteem.