Como se calcula a capacidade dun transformador

Como calcular a capacidade dun transformador

Calcular a capacidade dun transformador (xeralmente medida en quilovoltioamperios, kVA) é unha tarefa importante na enxeñaría eléctrica. A capacidade do transformador determina a máxima potencia que pode transmitir, polo que o cálculo correcto da capacidade é crucial para garantir a seguridade e eficiencia do sistema. Abaixo están os pasos e fórmulas detallados para calcular a capacidade do transformador.

1. Determinar os parámetros básicos do transformador

Tensión nominal (V): A tensión nominal no lado primario (lado de alta tensión) e no lado secundario (lado de baixa tensión) do transformador.

Corrente nominal (I): A corrente nominal nos lados primario e secundario do transformador.

Número de fases (N): Se o transformador é monofásico ou trifásico.

Sistema monofásico: N = 1

Sistema trifásico: N = 3

Factor de potencia (FP): Se necesitas calcular a potencia activa (kW), tamén precisarás coñecer o factor de potencia da carga. O factor de potencia é a relación entre a potencia real e a potencia aparente e xeralmente está entre 0 e 1.

2. Calcular a potencia aparente (S) do transformador

A capacidade dun transformador xeralmente exprésase como potencia aparente (S), medida en quilovoltioamperios (kVA). A potencia aparente representa a máxima potencia que o transformador pode transmitir, incluíndo tanto a potencia activa como a reactiva.

Para transformadores monofásicos:

Onde:

• V é a tensión nominal (voltios, V) no lado primario ou secundario.

• I é a corrente nominal (amperios, A) no lado primario ou secundario.

Para transformadores trifásicos:

Onde:

• V é a tensión de liña (L-L), que é a tensión entre dúas fases (voltios, V).

• I é a corrente de liña (L-L), que é a corrente que circula por cada fase (amperios, A).

• Se tes a tensión de fase (L-N), a fórmula convértese en:

3. Calcular a potencia activa (P) do transformador

Se necesitas calcular a potencia activa (medida en quilowattios, kW), podes usar a seguinte fórmula:

Onde:

• P é a potencia activa (quilowattios, kW).

• S é a potencia aparente (quilovoltioamperios, kVA).

• FP é o factor de potencia.

4. Considerar a eficiencia do transformador

A potencia de saída real do transformador pode verse afectada pola súa eficiencia. A eficiencia do transformador (η) xeralmente está entre o 95% e o 99%, dependendo do deseño e as condicións de carga. Se necesitas calcular a potencia de saída real, podes usar a seguinte fórmula:

Onde:

• Psaída é a potencia de saída real (quilowattios, kW).

• Pentrada é a potencia de entrada (quilowattios, kW).

• η é a eficiencia do transformador.

Escoller a capacidade adecuada do transformador

Ao escoller a capacidade dun transformador para aplicacións prácticas, considera os seguintes factores:

• Requisitos de carga: Asegúrate de que a capacidade do transformador poida satisfacer a demanda máxima de carga e proporcione algúns márgenes (xeralmente entre o 20% e o 30%) para expansión futura ou cargas temporais altas.

• Factor de potencia: Se a carga ten un factor de potencia baixo, pode ser necesario escoller un transformador de maior capacidade ou considerar a instalación de dispositivos de corrección de factor de potencia.

• Condicions ambientais: As temperaturas altas, humidade ou outras condicións adversas poden afectar o rendemento do transformador. En tales casos, pode ser necesario escoller un transformador de maior capacidade ou tomar medidas protectoras adicionais.

Resumo

Seguindo as fórmulas e pasos anteriores, podes calcular a capacidade dun transformador baseándote na súa tensión, corrente, número de fases e factor de potencia. Asegurar que escolles a capacidade correcta para o teu transformador é esencial para a operación estable e segura do sistema.