空载电流是发生在一台变压器未有负载(即次级电流等于零)时,主、次励磁电流及铁损耗电流合成的电流,也称磁通电流。由于空载电流极小,通常在变压器试验及使用中都处于忽略范围内。
空载电流有两个分量,其中一个是磁化分量,它的产生是由于变压器主芯的励磁电流在通电后需要克服磁芯中磁通密度从零开始逐渐增大的过程,因为磁芯磁导率的限制,使得这个过程必须花费一定的时间。所以,在刚刚通电的瞬间,磁化分量包含了励磁电流的绕组中存在的磁通所需的那部分电流,这部分电流称为直流成分。
磁化分量的大小与磁芯材料质量、磁环形状、剩磁、磁导率等因素相关,而在一些高品质变压器中,为了减小磁化分量,通常采用配有补偿线圈的芯形式或非晶态材料制成的磁芯。
铁损耗分量是空载电流中的另一个分量,主要是由于磁芯内由于改变电磁场的作用而产生的涡流、分部位移流等引起,这部分电流称为交流成分。铁损耗分量的值与变压器磁芯的质量、铁心上展开的绕组、磁芯构造方式等都有关联。
铁损耗是变压器损耗的重要部分,对于变压器应用的安全性、经济性都具有重要意义。因此,减小铁损耗分量对于提高变压器的效率、降低能源消耗和延长设备使用寿命都具有非常重要的作用。
1、改善磁芯材料和结构,在保证磁性能的前提下,选用高饱和磁感应磁芯、低损铁芯、成形铁芯等,可以有效减少铁损耗分量;
2、优化变压器设计,采用工艺参数合理、减少缝隙、减少交界面,可以有效减少铁损耗分量;
3、采用电流互感器作为变压器励磁电流的检测元件,用计算机对励磁电流进行控制,可以实现精确控制励磁电流的大小和相位,从而减小磁化分量;
4、采用现代化的变压器制造技术,如非晶态材料技术、高铜低损变压器技术等,可以有效减小变压器的空载电流,提高变压器的效率。