Beste antwoord
De volgende informatie is afkomstig van “Copper Development Assoc. Inc ”web page Temperatuurstijging en transformatorefficiëntie
” Alle apparaten die elektriciteit gebruiken afvalwarmte afgeven als bijproduct van hun werking. Transformatoren zijn geen uitzondering. De warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van de transformator, veroorzaakt temperatuurstijging in de interne structuren van de transformator. Over het algemeen hebben efficiëntere transformatoren een lagere temperatuurstijging, terwijl minder efficiënte eenheden een grotere temperatuurstijging hebben.
Transformatortemperatuurstijging wordt gedefinieerd als de gemiddelde temperatuurstijging van de wikkelingen boven de omgevingstemperatuur (omgevingstemperatuur), wanneer de transformator wordt belast op het typeplaatje.
Droge transformatoren zijn verkrijgbaar in drie standaard temperatuurstijgingen: 80C, 115C of 150C. Met vloeistof gevulde transformatoren worden geleverd in standaard stijgingen van 55 ° C en 65 ° C. Deze waarden zijn gebaseerd op een maximale omgevingstemperatuur van 40C. Dat betekent bijvoorbeeld dat een droge transformator met een stijgingsgraad van 80 ° C zal werken bij een gemiddelde wikkelingstemperatuur van 120 ° C bij volledige belasting, in een omgevingstemperatuur van 40 ° C. (Zogenaamde hotspots in de transformator kunnen een hogere temperatuur hebben dan gemiddeld.) Aangezien de meeste droge transformatoren dezelfde isolatie op hun wikkelingen gebruiken (doorgaans nominaal 220 ° C), ongeacht de ontwerptemperatuurstijging, heeft de stijgunit van 80 ° C meer ruimte voor incidentele overbelasting dan een unit met een stijging van 150 ° C, zonder de isolatie te beschadigen of de levensduur van de transformator te beïnvloeden.
Een transformator met een lagere temperatuurstijging resulteert in een transformator met een hoger overbelastingsvermogen. Een unit van het type 80 ° C stijgdroog met 220 ° C-isolatie heeft bijvoorbeeld een reservecapaciteit van 70 ° C in vergelijking met een unit van 150 ° C. Hierdoor kan de 80C-eenheid werken met een overbelastingsvermogen van 15-30\% zonder de verwachte levensduur van de transformator te beïnvloeden. Bovendien betekent een koeler lopende transformator een betrouwbaardere eenheid en meer bedrijfstijd. ”
Antwoord
In eenvoudige bewoordingen is de temperatuurstijging in een transformator de toename van temperatuur in de koperen wikkelingen die in de transformator worden gebruikt wanneer er spanning op staat. De temperatuurstijging wordt veroorzaakt door vermogensverlies dat tijdens het transformeren wordt omgezet in warmte. Er zijn 3 vermogensverliezen in de transformator.
1) verlies door weerstand van de wikkeling terwijl stroom door wikkelingen wordt geleid (evenredig met het kwadraat van stroom x weerstand)
2) Hysterese en
3) wervelstroomverliezen in de ijzeren kern veroorzaakt door magnetisch veld geïnduceerd door wisselspanning op de transformator.
Hysterese-verliezen in de kern zijn het gevolg van een omkering van het magnetische veld, waardoor er wat restanten van magnetisme terwijl omkering door ijzeren kern, terwijl wervelstroomverliezen interne circulatie van stromen zijn die worden veroorzaakt door inductie van magnetisch veld in de kern.
Terwijl hysterese en wervelstroomverliezen constant blijven, ongeacht de belastingen in de externe circuits , de weerstand van de wikkelingen varieert met de belastingen.
Dit leidt tot warmteontwikkeling in de kern en wikkelingen van de transformator, wat leidt tot temperatuurstijging in de transformator. De transformatoren zijn ontworpen om de temperatuurstijging in de wikkelingen tot 80 ° C te weerstaan (max. Temperatuur 120 ° C bij een normale temperatuur van 40 ° C).