Epektibidad ng transformer

Pakikipagtuklas ng Epektibidad ng Transformer

Ang mga transformer ay bumubuo sa pinaka mahalagang link sa pagitan ng mga sistema ng suplay at load. Ang epektibidad ng transformer ay direktang nakakaapekto sa kanyang pamantayan at pagtanda. Sa pangkalahatan, ang epektibidad ng transformer ay nasa rango ng 95 – 99 %. Para sa mga malalaking 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 puno dahil ang mga pagbabasa ng wattmeter ay hindi maiiwasang nagkakaroon ng mga error na 1 – 2%. Kaya para sa layunin ng pagsusuri 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 kuryente sa pamamagitan ng primary at secondary windings ng transformer. Kaya ang epektibidad ng transformer ay napakahalaga upang ito ay mag-operate sa ilalim ng constant voltage at frequency conditions. Ang pagtaas ng temperatura ng transformer dahil sa init na lumilikha 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 limita 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 loss ay ang sum ng copper losses sa mga windings + ang iron loss + dielectric loss + stray load loss.

• Ang iron losses ay kasama ang hysteresis at eddy current losses sa transformer. Ang mga loss na ito ay depende sa flux density sa loob ng core. Matematikal,
  Hysteresis Loss :
  
  Eddy Current Loss :
  
  Kung saan ang kh at ke ay mga konstante, 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 ipaglaban.

• Ang leakage flux ay naglilink sa metal frame, tank, etc. upang lumikha ng eddy currents at narito sa paligid ng transformer kaya tinatawag na stray loss, at ito ay depende sa load current at kaya't tinatawag na 'stray load loss.' Ito ay maaaring ipakita ng resistance sa series sa leakage reactance.

Pagkalkula ng Kahusayan ng Transformer

Ang katumbas na sirkwito ng transformer na nirefer sa primary side ay ipinapakita sa ibaba. Dito, ang Rc ay nagbibigay-diin sa mga pagkawala ng core. Gamit ang Short circuit (SC) test, maaari nating makalkula ang katumbas na resistansiya na nagbibigay-diin sa mga pagkawala ng copper bilang

Ipaglabas natin na ang x% ay ang bahaging porsyento ng punong o rated load ‘S’ (VA) at ang Pcufl(watts) ay ang punong copper loss at cosθ ay 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 lang ang dalawang uri ng pagkawala ito ang kinokonsidera habang nakakalkula ng efisyensiya. Ang efisyensiya ng transformer ay maaaring isulat bilang :

Kung saan, x2Pcufl = copper loss(Pcu) sa anumang loading x% ng full load.
Ang pinakamataas na efisyensiya (ηmax) nangyayari kapag ang variable losses ay katumbas ng 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 pinakamataas na efisyensiya ay :

Ngayon, maaari nating isulat ang pinakamataas na epekibilidad bilang :

Nagpapakita ito na maaari nating makamit ang pinakamataas na epekibilidad sa punong pagkarga sa pamamagitan ng maayos na pagpili ng constant at variable losses. Gayunpaman, mahirap makamit ang pinakamataas na epekibilidad dahil mas mataas ang copper losses kaysa sa fixed core losses.
Ang pagbabago ng epekibilidad sa pagkarga ay maaaring ipakita sa larawan sa ibaba :

Makikita natin mula sa larawan na ang pinakamataas na epekibilidad ay nangyayari sa unity power factor. At ang pinakamataas na epekibilidad ay nangyayari sa parehong pagkarga hindi maituturing ang power factor ng load.

All Day Efficiency ng Transformer

Ito ay isang energy-based na epekibilidad na inihanda para sa mga distribution transformers. Hindi tulad ng power transformer na isinasara o binubuksan depende sa load na ito ay nagtatrabaho, ang distribution transformer ay patuloy na nagbabago ang pagkarga nito sa loob ng 24 oras bawat araw. Dahil ang core losses ay independiyente sa load, ang all-day efficiency ay depende sa copper losses. Inilalarawan natin ito bilang ratio ng output energy na ipinadala sa input energy para sa 24 oras na cycle. Nakakamit ang mataas na energy efficiencies sa pamamagitan ng pag-limita ng core flux densities sa mas mababang halaga (dahil ang core losses ay depende sa flux density) sa pamamagitan ng paggamit ng mas malaking cross-section o mas malaking iron/copper weight ratio.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mga magandang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may labag sa copyright pakiusap kontakin upang tanggalin.