Erklären Sie weiter:
4. Skin-Effekt und Wirbelstromverlust
Bei einer Frequenz von 50 Hz beträgt die Eindringtiefe von Kupfer 9,4 mm, während die von Aluminium 12,3 mm beträgt. Für Transformatoren mit identischem Modell und identischen Lastverlustbedingungen ist der Vergleich der Wirbelstromverluste zwischen Kupfer- und Aluminiumtransformatoren unten dargestellt. Sowohl Kupfer- als auch Aluminiumtransformatoren weisen einen Wirbelstromverlust in der Niederspannungsspule von 9129 W auf, wobei Kupfer 24,5 % des Gesamtverlusts ausmacht und Aluminium mit 23,7 % etwas weniger ausmacht. In Hochspannungsspulen weisen Kupfertransformatoren einen Wirbelstromverlustanteil von 11,3 % auf, während Aluminiumtransformatoren 12,1 % ausmachen. Daher haben Unterschiede im Skin-Effekt vernachlässigbare Auswirkungen auf Kupfer- und Aluminiumtransformatoren.
Wirbelstromverlust des Kupfertransformators Wirbelstromverlust des Aluminiumtransformators
5. Wärmekapazität
Bei ähnlichen elektrischen Eigenschaften beträgt die Masse von Aluminium das 0,488-fache der von Kupfer.
Aluminiumwicklungen haben eine höhere Wärmekapazität als Kupferwicklungen, etwa 15 % höher.
zusammenfassen:
Aufgrund der Unterschiede im Widerstand und der Strombelastbarkeit zwischen Kupfer und Aluminium erfordern Kupfer-{1}}Aluminiumtransformatoren in der Entwurfsphase eine unterschiedliche Auswahl der Leiterstromdichte.
Die Stromdichte der Kupferschiene beträgt höchstens 2,6 A/mm² und die Kontaktstromdichte beträgt<0.25A/mm².
Die Stromdichte der Aluminiumstreifendurchdringung beträgt höchstens 1,6 A/mm² und die Kontaktstromdichte beträgt<0.25A/mm².
Bei einem konventionellen foliengewickelten 2500-kVA-Transformator sind die Kupferstäbe in Kupfertransformatoren typischerweise 10×150 mm groß, während die Aluminiumstäbe in Aluminiumtransformatoren 15×150 mm messen.
Da die Härte von Aluminium im Vergleich zu Kupfer weicher ist, werden im Produktionsprozess entsprechend der Spannung von Kupfer und Aluminiumleiter unterschiedliche Herstellungsparameter eingestellt, um die Produktleistung sicherzustellen.
Im Bereich der Verteiltransformatoren zeigt der Vergleich, dass sowohl Kupfer- als auch Aluminiumleiter die Anforderungen der IEC- und GB-Normen erfüllen.
Kupfer- und Aluminiumleiter weisen jeweils deutliche Vorteile hinsichtlich Leistungsparametern und Kosten auf, während sowohl Design als auch Herstellungsverfahren den Standards entsprechen.