Efsikensiya sa transformer

Pamalit sa Efektiyensya sa Transformer

Ang mga transformer ang pinakamahalagang link tali sa sistema ng suplay at load. Ang efektiyensya ng transformer ay direktang nakakaapekto sa kanyang pagganap at pagluma. Sa pangkalahatan, ang efektiyensya ng transformer ay nasa rango ng 95 – 99 %. Para sa malalaking power transformers na may napakababang loss, ang efektiyensya maaaring umabot sa 99.7%. Ang input at output measurements ng isang transformer hindi ginagawa sa ilalim ng kondisyon ng loaded dahil ang mga readings ng wattmeter hindi maiiwasan ang errors ng 1 – 2%. Kaya para sa layunin ng pagkalkula ng efektiyensya, ginagamit ang OC at SC tests upang kalkulahin ang rated core at winding losses sa transformer. Ang core losses depende sa rated voltage ng transformer, at ang copper losses depende sa currents sa primary at secondary windings ng transformer. Kaya ang efektiyensya ng transformer ay mahalaga upang operasyon ito sa ilalim ng constant voltage at frequency conditions. Ang pagtaas ng temperatura ng transformer dahil sa init na nabuo ay nakakaapekto sa buhay ng mga katangian ng transformer oil at nagpapasya sa tipo ng cooling method na inaadopt. Ang pagtaas ng temperatura limita ang rating ng equipment. Ang efektiyensya ng transformer ay simpleng ibinibigay bilang:

• Ang output power ay ang produkto ng bahagi ng rated loading (volt-ampere), at power factor ng load

• Ang mga loss ay ang suma ng copper losses sa mga windings + ang iron loss + dielectric loss + stray load loss.

• Ang iron losses kasama ang hysteresis at eddy current losses sa transformer. Ang mga loss depende sa flux density sa loob ng core. Mathematically,
  Hysteresis Loss :
  
  Eddy Current Loss :
  
  Kung saan kh at ke ay constants, Bmax ang peak magnetic field density, f ang source frequency, at t ang thickness ng core. Ang power ‘n’ sa hysteresis loss ay kilala bilang Steinmetz constant na may halaga na halos 2.
  

• Ang dielectric losses nangyayari sa loob ng transformer oil. Para sa low voltage transformers, ito maaaring i-ignore.

• Ang leakage flux links sa metal frame, tank, etc. upang lumikha ng eddy currents at naroroon sa paligid ng transformer kaya tinatawag na stray loss, at ito depende sa load current kaya tinatawag na ‘stray load loss.’ Ito maaaring ipakita ng resistance in series sa leakage reactance.

Pagkalkula ng Efektiyensya ng Transformer

Ang equivalent circuit ng transformer referred to primary side ay ipinapakita sa ibaba. Dito Rc accounts para sa core losses. Gamit ang Short circuit (SC) test, maaari nating makalkula ang equivalent resistance accounting para sa copper losses bilang

Ipakilala natin x% bilang percentage ng full o rated load ‘S’ (VA) at hayaan Pcufl(watts) ang full load copper loss at cosθ ang power factor ng load. Samantala, inilalarawan natin Pi (watts) bilang core loss. Dahil ang copper at iron losses ang pangunahing loss sa transformer, kaya ang dalawang uri ng loss lang ang inaaccount sa pagkalkula ng efektiyensya. Kaya ang efektiyensya ng transformer maaaring isulat bilang :

Kung saan, x2Pcufl = copper loss(Pcu) sa anumang loading x% ng full load.
Ang maximum efficiency (ηmax) nangyayari kapag ang variable losses equal sa constant losses. Dahil ang copper loss ay dependent sa load, kaya ito ay isang variable loss quantity. At ang core loss ay inaanggap na constant quantity. Kaya ang kondisyon para sa maximum efficiency ay :

Ngayon, maaari nating isulat ang maximum efficiency bilang :

Ito ay nagpapakita na maaari nating makakuha ng maximum efficiency sa full load sa pamamagitan ng proper selection ng constant at variable losses. Gayunpaman, mahirap makamit ang maximum efficiency dahil ang copper losses ay mas mataas kaysa sa fixed core losses.
Ang variation ng efektiyensya sa pag-load maaaring ipakita sa figure sa ibaba :

Makikita natin mula sa figure na ang maximum efficiency nangyayari sa unity power factor. At ang maximum efficiency nangyayari sa parehong loading kahit ano ang power factor ng load.

Efektiyensya ng Buong Araw ng Transformer

Ito ay isang energy-based efficiency na kalkulahin para sa distribution transformers. Hindi tulad ng power transformer na isinaswitch in o out depende sa load, ang distribution transformer loading patuloy na nagbabago sa loob ng 24 oras sa isang