Effektiwiteit van transformator

Inleiding tot die Effektiwiteit van Transformateurs

Transformateurs vorm die belangrikste skakel tussen voorsieningstelsels en belasting. Die effektiwiteit van 'n transformateur beïnvloed direk sy prestasie en veroudering. Die effektiwiteit van 'n transformateur is in die algemeen in die reeks van 95 – 99%. Vir groot kragtransformateurs met baie lae verliese, kan die effektiwiteit so hoog as 99,7% wees. Die invoer- en uitvoermetings van 'n transformateur word nie onder belaste omstandighede gedoen nie, omdat die wattmeterlesinge onvermydelik fouties van 1 – 2% ly. So vir doeleindes van effektiwiteitsberekenings, word OC- en SC-toetse gebruik om die gerateerde kern- en windingverliese in die transformateur te bereken. Die kernverliese hang af van die transformateur se gerateerde spanning, en die koperverliese hang af van die strome deur die transformateur se primêre en sekondêre windings. Daarom is die effektiwiteit van 'n transformateur van kardinale belang om dit onder konstante spannings- en frekwensie-omstandighede te bedryf. Die temperatuurstyg van die transformateur as gevolg van hitte wat gegenereer word, beïnvloed die lewe van die transformateur olie-eienskappe en besluit die tipe koelingmetode wat aangewend word. Die temperatuurstyg beperk die rating van die toerusting. Die effektiwiteit van die transformateur word eenvoudig gegee as:

• Die uitsetkrag is die produk van die fraksie van die gerateerde belasting (volt-ampère), en die kragfaktor van die belasting.

• Die verliese is die som van koperverliese in die windings + die ysterverlies + dielektriese verlies + los lastverlies.

• Die ysterverliese sluit die histerese- en wervelstroomverliese in die transformateur in. Hierdie verliese hang af van die fluxdigtheid binne die kern. Wiskundig,
  Histerese Verlies :
  
  Wervelstroom Verlies :
  
  Waar kh en ke konstantes is, Bmax is die piek magtige velddigtheid, f is die bronne frekwensie, en t is die dikte van die kern. Die mag ‘n’ in die histerese verlies is bekend as die Steinmetz konstante, waarvan die waarde naby 2 kan wees.
  

• Die dielektriese verliese vind binne die transformateur olie plaas. Vir lae-spannings transformateurs, kan dit genegeer word.

• Die lek-flux koppel aan die metaal raam, tank, ens. om wervelstrome te produseer en is teenwoordig al om die transformateur, dus genoem los lastverlies, en dit hang af van die last stroom en word dus 'los lastverlies' genoem. Dit kan deur weerstand in reeks met die lek-reactansie voorgestel word.

Berekening van die Effektiwiteit van die Transformateur

Die ekwivalente skakeling van die transformateur na verwysing na die primêre kant word hieronder getoon. Hier Rc reken voor die kernverliese. Deur middel van die Kortsluit (SC) toets, kan ons die ekwivalente weerstand wat rekening hou met koperverliese vind as

Laat ons x% definieer as die persentasie van die volle of gerateerde last ‘S’ (VA) en laat Pcufl(wat) wees die volle last koperverlies en cosθ wees die kragfaktor van die last. Ook het ons Pi (wat) gedefinieer as kernverlies. Aangesien koper- en ysterverliese die hoof verliese in die transformateur is, word slegs hierdie twee tipes verliese in ag geneem terwyl effektiwiteit bereken word. Dan kan die effektiwiteit van die transformateur geskryf word as :

Waar, x2Pcufl = koperverlies(Pcu) by enige belasting x% van volle belasting.
Die maksimum effektiwiteit (ηmax) kom voor wanneer die veranderlike verliese gelyk is aan die konstante verliese. Aangesien die koperverlies afhang van die last, is dit 'n veranderlike verlieshoeveelheid. En die kernverlies word as 'n konstante hoeveelheid aangeneem. Dus is die voorwaarde vir maksimum effektiwiteit :

Ons kan nou die maksimum effektiwiteit skryf as :

Hiermee wys dit dat ons maksimum effektiwiteit by volle belasting kan verkry deur die regte keuse van konstante en veranderlike verliese. Dit is egter moeilik om maksimum effektiwiteit te verkry, aangesien koperverliese veel hoër is as die vaste kernverliese.
Die variasie van effektiwiteit met belasting kan deur die figuur hieronder voorgestel word :

Ons kan van die figuur sien dat die maksimum effektiwiteit voorkom by eenheids kragfaktor. En die maksimum effektiwiteit voorkom by dieselfde belasting, ongeag die kragfaktor van die last.

Gansee Dag Effekti