Энергетическая эффективность обмоток ЭМП определяется уровнем возникающих в них потерь в рабочем режиме - 
(или полные потери короткого замыкания). Потери в обмотках принято делить на два вида: потери основные 
от протекания рабочего тока 
в омическом сопротивлении обмоток при рабочей температуре 
и потери добавочные 
- от вихревых и циркулирующих токов.
Величина основных потерь определяется уровнем плотности тока, рабочей температурой и для любой (і-ой) обмотки рассчитывается по формуле:
(3.21)
где 
- плотность тока в обмотке (А/мм2);
- масса металла проводников обмотки (кг);
- коэффициент, учитывающий свойства материала проводников и рабочую температуру:
(3.22)
где 
- удельное электрическое сопротивление материала проводников постоянному току при температуре 
;
- плотность материала проводника 
.
Для медного провода 
, для алюминиевого - 
.
Значения коэффициента 
для медного провода и алюминиевого проводов при температурах 
приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Параметры проводникового материала медных и алюминиевых обмоточных проводов при различной температуре и значения .
| 
|
| ||
| медь | алюминий | медь | Алюминий | |
| 0,0175 | 0,0295 | 1,97 | 10,93 | |
| 0,0213 | 0,0360 | 2,4 | 13,33 | |
| 0,0227 | 0,0384 | 2,56 | 14,2 | |
| 0,0248 | 0,0419 | 2,79 | 15,51 |
Поскольку в пределах изменений 
коэффициент увеличения удельного сопротивления медных и алюминиевых проводников 
можно принять равным 0,004, то допускается пересчитывать удельное электрическое сопротивление 
и коэффициент при изменении температуры от 
до 
по формуле:
; 
. (3.23)
Величина плотности тока 
определяется в результате оптимизации совокупности параметров (управляемых переменных) трансформатора. Поэтому уровень основных потерь предопределяется результатами решения оптимизационной задачи с системным учетом всех существенных требований технического задания.
Уровень добавочных потерь в обмотках зависит от конструктивного качества обмоток. Этот уровень также обосновывается решением задачи частной оптимизации, которая должна решаться как с учетом результатов использования конструктивных средств совершенствования обмоток, так и с учетом реальных затрат на эти средства.
Обобщенным показателем уровня добавочных потерь является коэффициент добавочных потерь 
, который выражают как отношение:
, (3.24)
где - полные потери в обмотках трансформатора в рассматриваемом режиме (кВт);
- основные потери в обмотках в том же режиме.
Основные потери можно рассматривать как сумму основных потерь во всех (n) обмотках трансформатора в данном режиме, т.е.
(3.25)
Коэффициент зависит от многих факторов: от величины и характера распределения магнитного поля рассеяния трансформатора, частоты магнитного поля рассеяния, материала проводников и уровня рабочей температуры обмоток, от конфигурации и физических размеров элементарных проводников в сечении витка, а также их количества; от видов и количества перестановок параллельных проводников витка и т.д. Применение конструктивных средств позволяет регулировать уровень добавочных потерь в обмотках, который в современных трансформаторах, как правило, не превышает (8÷10)%. Математические зависимости от указанных выше факторов рассматриваются в следующей лекции.
ЛИТЕРАТУРА: 7,11,15,19,24.
Контрольные вопросы.
1.Какие показатели входят в номенклатуру показателей качества и эффективности силовых трансформаторов?
2.Какие показатели характеризуют эффективность использования объёмов, занимаемых магнитной системой и обмотками?
3.Какими способами повышают коэффициент заполнения площади фигуры, описанной вокруг поперечного сечения стержня магнитной системы?
4.Запишите формулу для определения коэффициента заполнения окна МС трансформатора проводниковым материалом и сформулируйте условия его оптимизации.
5.Какими показателями характеризуется эффективность использования свойств электротехнической стали МС трансформатора?
6. Как рассчитываются основные потери в обмотках?
Лекция 4.
