Straty mocy transformatora dzielą się na straty żelaza i straty miedzi. Strata żelaza nazywana jest również stratą bez obciążenia, która jest stratą stałą i stratą generowaną przez żelazny rdzeń (zwaną także stratą w rdzeniu, a strata miedzi nazywana jest także stratą obciążenia).
Wzór na obliczenie strat transformatora
(1) Strata mocy czynnej: ΔP＝Po＋KT 2 Pk
(2) Strata mocy biernej: ΔQ＝Qo＋KT 2 Qk
(3) Całkowita strata mocy: ΔPz＝ΔP＋KQΔQ
Qo≈Io%Sn, Qk≈Uk%Sn
We wzorze: Qo - strata mocy biernej bez obciążenia (kvar)
Po--Strata bez obciążenia (kW)
Pk--znamionowa strata obciążenia (kW)
Sn--Moc znamionowa transformatora (kVA)
Uk%--procent napięcia zwarciowego
--Współczynnik obciążenia, czyli stosunek prądu obciążenia do prądu znamionowego.
KT--współczynnik strat przy wahaniach obciążenia
Qk--Znamionowa moc upływu magnetycznego obciążenia (kvar)
KQ--Ekonomiczny ekwiwalent mocy biernej (kW/kvar)
Warunki wyboru dla każdego parametru przy obliczaniu powyższego wzoru:
(1) Weź KT=1.05;
(2) Gdy minimalne obciążenie systemu przyjmuje się przy obniżaniu napięcia 6 kV ~ 10 kVtransformatorw miejskiej sieci elektroenergetycznej i przemysłowej sieci elektroenergetycznej przedsiębiorstw, jej ekwiwalent mocy biernej KQ=0,1kW/kvar;
(3) Średni współczynnik obciążenia transformatora w przypadku transformatorów rolniczych,=20%; dla przedsiębiorstw przemysłowych wdrażających system trzyzmianowy,=75%;
(4) Godziny pracy transformatora T=8760h, maksymalne godziny utraty obciążenia: t=5500h;
(5) Strata bez obciążenia Po, znamionowa strata obciążenia Pk, Io% i Uk% transformatora są podane w informacjach fabrycznych produktu.
Charakterystyka strat transformatorowych
Po - straty jałowe, głównie straty żelaza, w tym straty histerezy i straty prądów wirowych;
Strata histerezy jest proporcjonalna do częstotliwości; proporcjonalna do potęgi współczynnika histerezy maksymalnej gęstości strumienia magnetycznego.
Strata prądu wirowego jest proporcjonalna do iloczynu częstotliwości, maksymalnej gęstości strumienia magnetycznego i grubości blachy ze stali krzemowej.
Pc - strata obciążenia, głównie strata na rezystorze, gdy prąd obciążenia przepływa przez uzwojenie, ogólnie nazywana stratą miedzi. Jego wielkość zmienia się wraz z prądem obciążenia i jest proporcjonalna do kwadratu prądu obciążenia; (i wyrażona jako standardowa wartość przeliczeniowa temperatury wężownicy).
Na utratę obciążenia wpływa również temperatura transformatora. Jednocześnie strumień upływu spowodowany prądem obciążenia będzie powodował straty w postaci prądów wirowych w uzwojeniu i straty błądzące w częściach metalowych na zewnątrz uzwojenia.
Całkowita strata transformatora ΔP=Po+Pc
Współczynnik strat transformatora=szt./po
Sprawność transformatora=Pz/(Pz+ΔP), wyrażona w procentach; gdzie Pz jest mocą wyjściową strony wtórnej transformatora.
