Epektibidad ng transformer

Pakilala sa Epektibidad ng Transformer

Ang mga transformer ay nagbibigay ng pinakamahalagang link sa pagitan ng mga sistema ng suplay at load. Ang epektibidad ng transformer ay direktang nakakaapekto sa kanyang performance at paglubog. Sa pangkalahatan, ang epektibidad ng transformer ay nasa rango ng 95 – 99%. Para sa mga malaking power transformers na may napakababang pagkawala, ang epektibidad ay maaaring umabot sa 99.7%. Ang pagsukat ng input at output ng isang transformer ay hindi ginagawa sa ilalim ng kondisyon ng punong load dahil ang mga reading ng wattmeter ay ineludiblemente nagdudulot ng mga error na 1 – 2%. Kaya para sa layunin ng pagkalkula ng epektibidad, ang OC at SC tests ay ginagamit upang kalkulahin ang rated core at winding losses sa transformer. Ang mga core losses ay depende sa rated voltage ng transformer, at ang copper losses ay depende sa mga current sa primary at secondary windings ng transformer. Kaya ang epektibidad ng transformer ay napakahalaga upang ito ay makapag-operate 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 langis ng transformer at nagpapasya sa uri ng cooling method na inaadopt. Ang pagtaas ng temperatura ay limitado ang rating ng equipment. Ang epektibidad ng transformer ay simpleng ibinibigay bilang:

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

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

• Ang mga iron losses kasama ang hysteresis at eddy current losses sa transformer. Ang mga pagkawala na ito ay depende sa flux density sa loob ng core. Matematikal,
  Hysteresis Loss :
  
  Eddy Current Loss :
  
  Kung saan kh at ke ay constants, Bmax ay 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 ay nangyayari sa loob ng langis ng transformer. Para sa mga low voltage transformers, ito ay maaaring i-ignore.

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

Pagkalkula ng Epektibidad ng Transformer

Ang equivalent circuit ng transformer na referred sa primary side ay ipinapakita sa ibaba. Dito, ang Rc ay nag-aaccount para sa core losses. Gamit ang Short circuit (SC) test, maaari nating matukoy ang equivalent resistance na nag-aaccount para sa copper losses bilang

Ipaglabag na x% ang percentage ng full o rated load ‘S’ (VA) at hayaang Pcufl(watts) ang full load copper loss at cosθ ang power factor ng load. Bukod dito, inilalarawan natin ang Pi (watts) bilang core loss. Dahil ang copper at iron losses ay ang pangunahing pagkawala sa transformer, kaya lamang ang dalawang uri ng pagkawala na ito ang kinokonsidera habang kumukuhang epektibidad. Samakatuwid, ang epektibidad ng transformer ay 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 ay pantay sa constant losses. Dahil ang copper loss ay depende sa load, kaya ito ay isang variable loss quantity. At ang core loss ay itinuturing 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 makamit ang maximum efficiency sa full load sa pamamagitan ng maayos na pagpili ng constant at variable losses. Gayunpaman, mahirap makamit ang maximum efficiency dahil ang copper losses ay mas mataas kaysa sa fixed core losses.
Ang pagbabago ng epektibidad sa pag-load ay maaaring ipakita sa figure sa ibaba :

Maaari nating makita mula sa figure na ang maximum efficiency ay nangyayari sa unity power factor. At ang maximum efficiency ay nangyayari sa parehong loading kahit ano ang power factor ng load.

All Day Efficiency ng Transformer