理想的變壓器不會有損耗，因此效率為100%。實際上，能量是由于繞組的電阻

引文作者:上海蓋能電氣市場部（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

　　理想的變壓器不會有損耗，因此效率為100%。

　　實際上，能量是由于繞組的電阻(稱為負載損耗)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99.75%。小型變壓器(如用于為小型消費電子產(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變壓器，即使是一個小小的效率提高，也會大大節(jié)省電力。高效變壓器現(xiàn)在可以減少大約1%的總用電量。這對你的公司有好處，對環(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：負載損耗和空載損耗。

　　負載損耗是由銅或鋁繞組中的電阻引起的。負載損耗(也稱為繞組損耗)隨流過繞組的電流(或負載)的平方而變化。在低負荷下(如30%負荷下)，鐵心損耗占損耗的大部分，但隨著負荷的增加，繞組損耗很快占主導(dǎo)地位，并占滿負荷時變壓器損耗的50%至90%。通過改進導(dǎo)體設(shè)計，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，這些損耗(也稱為鐵心損耗)就會發(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準效率模型更好的鐵心鋼等級和更薄的鐵心疊片。此外，新的變壓器鐵心設(shè)計正在出現(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，這會增加磁芯損耗。制造商正在開發(fā)基于預(yù)期負載優(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導(dǎo)致油箱部件振動的結(jié)果，也是磁芯磁致伸縮振動的結(jié)果。

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

　　機械損耗：交變磁場引起線圈、磁芯和附近金屬制品之間的電磁力波動，引起振動和噪聲，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，其負載損耗比用其他材料制成的線圈要低得多。)