ट्रांसफॉर्मर की दक्षता

ट्रांसफोर्मर की दक्षता का परिचय

ट्रांसफोर्मर सप्लाई सिस्टम और लोड के बीच सबसे महत्वपूर्ण लिंक हैं। ट्रांसफोर्मर की दक्षता उसके प्रदर्शन और उम्र को प्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करती है। आम तौर पर, ट्रांसफोर्मर की दक्षता 95-99% की श्रेणी में होती है। बहुत कम नुकसान वाले बड़े शक्ति ट्रांसफोर्मरों के लिए, दक्षता 99.7% तक हो सकती है। ट्रांसफोर्मर के इनपुट और आउटपुट मापन लोडित स्थितियों के तहत नहीं किए जाते क्योंकि वॉटमीटर के रीडिंग में अनिवार्य रूप से 1-2% की त्रुटियाँ होती हैं। इसलिए दक्षता की गणना के लिए ओसी और एससी परीक्षण का उपयोग किया जाता है ट्रांसफोर्मर में रेटेड कोर और वाइंडिंग नुकसान की गणना करने के लिए। कोर नुकसान ट्रांसफोर्मर के रेटेड वोल्टेज पर निर्भर करता है, और कॉपर नुकसान ट्रांसफोर्मर के प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग में धारा पर निर्भर करता है। इसलिए ट्रांसफोर्मर की दक्षता निरंतर वोल्टेज और फ्रीक्वेंसी की स्थितियों के तहत इसके संचालन के लिए प्राथमिक महत्व की है। उत्पन्न होने वाली गर्मी के कारण ट्रांसफोर्मर का तापमान बढ़ने से ट्रांसफोर्मर तेल के गुणों पर प्रभाव पड़ता है और यह शीतलन विधि के प्रकार को निर्धारित करता है। तापमान की वृद्धि उपकरण की रेटिंग को सीमित करती है। ट्रांसफोर्मर की दक्षता को सिर्फ इस प्रकार दिया जाता है:

• आउटपुट शक्ति रेटेड लोडिंग (वोल्ट-एंपियर) के अंश और लोड के पावर फैक्टर का उत्पाद है

• नुकसान वाइंडिंग में कॉपर नुकसान + लोह का नुकसान + डायइलेक्ट्रिक नुकसान + ट्रेल लोड नुकसान का योग है।

• लोह के नुकसान में ट्रांसफोर्मर में हिस्टरीसिस और इडी करंट नुकसान शामिल हैं। ये नुकसान कोर के अंदर की फ्लक्स घनत्व पर निर्भर करते हैं। गणितीय रूप से,
  हिस्टरीसिस नुकसान :
  
  इडी करंट नुकसान :
  
  जहाँ kh और ke स्थिरांक हैं, Bmax शिखर चुंबकीय क्षेत्र घनत्व है, f स्रोत आवृत्ति है, और t कोर की मोटाई है। हिस्टरीसिस नुकसान में शक्ति 'n' स्टाइनमेट्ज स्थिरांक के रूप में जाना जाता है जिसका मान लगभग 2 हो सकता है।
  

• डायइलेक्ट्रिक नुकसान ट्रांसफोर्मर तेल के अंदर होते हैं। कम वोल्टेज ट्रांसफोर्मरों के लिए, इसे नगण्य माना जा सकता है।

• लीकेज फ्लक्स मेटल फ्रेम, टैंक आदि से जुड़ा होता है, इडी करंट्स का उत्पादन करता है और यह ट्रांसफोर्मर के चारों ओर मौजूद होता है, इसलिए इसे ट्रेल नुकसान कहा जाता है, और यह लोड धारा पर निर्भर करता है और इसे 'ट्रेल लोड नुकसान' कहा जाता है। इसे लीकेज रिएक्टेंस के श्रेणी में प्रतिरोध द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है।

ट्रांसफोर्मर की दक्षता की गणना

नीचे दिखाया गया ट्रांसफोर्मर का प्राथमिक पक्ष के संदर्भ में समतुल्य परिपथ है। यहाँ Rc कोर नुकसान के लिए खाता है। शॉर्ट सर्किट (SC) परीक्षण का उपयोग करके, हम कॉपर नुकसान के लिए समतुल्य प्रतिरोध की गणना कर सकते हैं

चलिए x% पूर्ण या रेटेड लोड ‘S’ (VA) का प्रतिशत हो और Pcufl(वाट) पूर्ण लोड कॉपर नुकसान और cosθ लोड का पावर फैक्टर हो। इसके अलावा, हमने Pi (वाट) को कोर नुकसान के रूप में परिभाषित किया है। कॉपर और लोह के नुकसान ट्रांसफोर्मर में प्रमुख नुकसान होते हैं, इसलिए दक्षता की गणना करते समय केवल इन दो प्रकार के नुकसानों को ध्यान में रखा जाता है। फिर ट्रांसफोर्मर की दक्षता को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

जहाँ, x2Pcufl = कॉपर नुकसान(Pcu) किसी भी लोडिंग x% पूर्ण लोड पर।
अधिकतम दक्षता (ηmax) तब होती है जब चर नुकसान स्थिर नुकसान के बराबर होते हैं। क्योंकि कॉपर नुकसान लोड पर निर्भर है, इसलिए यह एक चर नुकसान राशि है। और कोर नुकसान को स्थिर राशि माना जाता है। इसलिए अधिकतम दक्षता की स्थिति इस प्रकार है: