Com es calcula la capacitat d'un transformador?

Com calcular la capacitat d'un transformador

Calcular la capacitat d'un transformador (normalment mesurada en kilovolt-amperes, kVA) és una tasca important en l'enginyeria elèctrica. La capacitat del transformador determina la màxima potència que pot transmetre, per tant, calcular correctament la capacitat és crucial per assegurar la seguretat i l'eficiència del sistema. A continuació es detallen els passos i les fórmules per calcular la capacitat del transformador.

1. Determinar els paràmetres bàsics del transformador

Tensió nominal (V): La tensió nominal al costat primari (costat de alta tensió) i secundari (costat de baixa tensió) del transformador.

Corrent nominal (I): El corrent nominal al costat primari i secundari del transformador.

Nombre de fases (N): Si el transformador és monofàsic o trifàsic.

Sistema monofàsic: N = 1

Sistema trifàsic: N = 3

Factor de potència (FP): Si cal calcular la potència activa (kW), també s'ha de conèixer el factor de potència de la càrrega. El factor de potència és la raó entre la potència real i la potència aparent i normalment està entre 0 i 1.

2. Calcular la potència aparent (S) del transformador

La capacitat d'un transformador normalment es expressa com a potència aparent (S), mesurada en kilovolt-amperes (kVA). La potència aparent representa la màxima potència que el transformador pot transmetre, incloent-hi tant la potència activa com la reactiva.

Per a transformadors monofàsics:

On:

• V és la tensió nominal (volts, V) al costat primari o secundari.

• I és el corrent nominal (amperes, A) al costat primari o secundari.

Per a transformadors trifàsics:

On:

• V és la tensió de línia (Línia-Línia, L-L), que és la tensió entre dues fases (volts, V).

• I és el corrent de línia (Línia-Línia, L-L), que és el corrent que flueix a través de cada fase (amperes, A).

• Si teniu la tensió de fase (Fase-Neutre, L-N), la fórmula es converteix en:

3. Calcular la potència activa (P) del transformador

Si cal calcular la potència activa (mesurada en quilowatts, kW), podeu utilitzar la següent fórmula:

On:

• P és la potència activa (quilowatts, kW).

• S és la potència aparent (kilovolt-amperes, kVA).

• FP és el factor de potència.

4. Considerar l'eficiència del transformador

La potència de sortida real del transformador pot veure's afectada per la seva eficiència. L'eficiència del transformador (η) normalment està entre el 95% i el 99%, depenent del disseny i les condicions de càrrega. Si cal calcular la potència de sortida real, podeu utilitzar la següent fórmula:

On:

• Poutput és la potència de sortida real (quilowatts, kW).

• Pinput és la potència d'entrada (quilowatts, kW).

• η és l'eficiència del transformador.

Seleccionar la capacitat adequada del transformador

Quan seleccioneu la capacitat d'un transformador per aplicacions pràctiques, considereu els següents factors:

• Requisits de càrrega: Assegureu-vos que la capacitat del transformador pugui satisfer la demanda màxima de càrrega i proporcioni un marge (normalment entre el 20% i el 30%) per a expansions futures o càrregues temporals elevades.

• Factor de potència: Si la càrrega té un factor de potència baix, potser haurieu de triar un transformador de major capacitat o considerar l'instal·lació de dispositius de correcció del factor de potència.

• Condicions ambientals: Les temperatures altes, l'humitat o altres entorns durs poden afectar el rendiment del transformador. En aquests casos, potser haurieu de triar un transformador de major capacitat o prendre mesures addicionals de protecció.

Resum

Seguint les fórmules i passos anteriors, podeu calcular la capacitat d'un transformador basant-vos en la seva tensió, corrent, nombre de fases i factor de potència. Assegurar-se de seleccionar la capacitat correcta per al vostre transformador és essencial per a l'operació estable i segura del sistema.