변압기의 각종 손실 및 임피던스 전압 계산 방법

변압기 손실 계산 공식

(1) 유효 전력 손실: ΔP=Po+KT β2 Pk

(2) 무효 전력 손실: ΔQ=Qo+KT β2 Qk

(3) 종합 전력 손실: ΔPz=ΔP+KQΔQ

Qo≈Io%Sn, Qk≈Uk%Sn

여기서: Qo - 무부하 무효 전력 손실(kvar)

Po--무부하 손실(kW)

Pk--정격 부하 손실(kW)

Sn - 변압기 정격 용량(kVA)

Uk%——단락 전압 백분율

β——정격 전류에 대한 부하 전류의 비율인 부하 계수.

KT——부하 변동 손실 계수

Qk--정격 부하 플럭스 누설 전력(kvar)

KQ——반응하는 경제적 등가물(kW/kvar)

위 공식의 계산에서 각 매개변수의 선택 조건:

(1) KT=1.05를 취하고;

(2) 도시전력망 및 기업전력망의 6kV~10kV 강압변압기에 대해 시스템의 최소부하를 취할 때 무효전력 등가 KQ=0.1kW/kvar;

(3) 농업용 변압기의 경우 변압기의 평균 부하율은 β=20%입니다. 산업 기업의 경우 3교대를 실시하고 β=75%가 바람직합니다.

(4) 변압기 작동 시간 T = 8760h, 최대 부하 손실 시간: t = 5500h;

(5) 변압기 무부하 손실 Po, 정격 부하 손실 Pk, Io%, Uk%, 제품 공장 정보 참조.

변압기 손실의 특성

Po - 히스테리시스 손실 및 와전류 손실을 포함한 무부하 손실, 주로 철 손실;

히스테리시스 손실은 주파수에 비례합니다. 최대 자속 밀도의 히스테리시스 계수의 거듭제곱에 비례합니다.

맴돌이 전류 손실은 주파수, 최대 자속 밀도 및 규소 강판의 두께의 곱에 비례합니다.

Pc--부하 손실, 주로 부하 전류가 권선을 통과할 때 저항의 손실, 일반적으로 구리 손실이라고 함. 크기는 부하 전류에 따라 달라지며 부하 전류의 제곱에 비례합니다. (그리고 표준 코일 온도의 환산 값으로 표시).

부하 손실은 변압기 온도의 영향도 받습니다. 동시에 부하 전류로 인한 누설 자속은 권선에 와전류 손실을, 권선 외부의 금속 부분에 표유 손실을 발생시킵니다.

변압기의 총 손실 ΔP=Po+Pc

변압기 손실률 = Pc /Po

변압기 효율 = Pz/(Pz+ΔP), 백분율로 표시 여기서 Pz는 변압기 2차측의 출력 전력입니다.

가변 손실 전력 계산

변압기의 전력 손실은 철손과 동손의 두 부분으로 구성됩니다. 철손은 가동 시간과 관련이 있고 동손은 부하와 관련이 있습니다. 따라서 전력 손실은 별도로 계산해야 합니다.

1. 철손 전기 계산: 다양한 모델 및 용량의 철손 전기, 계산 공식: 철손 전기(kWh) = 무부하 손실(kW) × 전원 공급 시간(시간)

배전 변압기의 무부하 손실(철손)은 별표에서 확인할 수 있으며 전원 공급 시간은 변압기의 실제 작동 시간이며 다음 원칙에 따라 결정됩니다.

(1) 연속 전원 공급 사용자의 경우 한 달 전체를 720시간으로 계산합니다.

(2) 전력망 이유, 간헐적 전력 공급 또는 제한된 전력 공급으로 인해 계산은 사용자에게 변전소의 실제 전력 공급 시간을 기준으로 하며 계산하기 어려운 것으로 간주되지 않으며 여전히 계산되어야 합니다. 1개월 운영을 기준으로 합니다. 철손을 계산할 때 시간을 빼야 합니다.

(3) 변압기의 저전압 측에 통합 클럭을 장착한 사용자는 통합 클럭의 누적 전원 공급 시간에 따라 계산됩니다.

2. 동손 전력계산 : 부하율이 40% 이하일 때 월 전력사용량의 2%로 계산(전력량계량계 기준) 계산식은 다음과 같습니다. 동손 전력량(kWh) = 월간 전력사용량 금액(kWh) × 2%

동손은 부하전류(전기)와 관련이 있기 때문에 배전변압기의 월 평균부하율이 40%를 초과할 경우 동손 전력은 월 소비전력의 3%로 부과해야 한다. 부하율 40%일 때의 월간 전력사용량은 첨부표에서 확인하실 수 있습니다. 부하율을 계산하는 공식은 부하율 = copy power/S입니다. 티. 코사인 ￠

공식에서 : S - 배전 변압기의 정격 용량 (kVA); T - 한 달 전체의 달력 시간, 720시간 소요; COS￠ - 역률은 0.80입니다.

전력 변압기의 가변 손실은 동손과 철손으로 나눌 수 있습니다. 구리 손실은 일반적으로 0.5%입니다. 철손은 일반적으로 5~7%입니다. 건식 변압기의 변화 손실은 오일 침투형 변압기보다 작습니다. 총 손실: 0.5+6=6.5 계산 방법: 1000KVA×6.5%=65KVA

65KVA × 24시간 × 365일 = 569400KWT(도)

변압기의 명판에는 특정 데이터가 있습니다.

변압기 무부하 손실

무부하 손실은 변압기의 2차측이 개방 회로이고 1차측의 사인파 전압이 정격 전압과 같을 때 변압기가 흡수하는 전력을 말합니다. 일반적으로 정격 주파수와 정격 전압에만 주의를 기울이지만 때로는 태핑 전압과 전압 파형, 측정 시스템, 테스트 기기 및 테스트 장비의 정확도에 주의를 기울이지 않습니다. 손실의 계산값, 기준값, 측정값, 보증값이 또 헷갈린다.

1차측에 전압을 가하고 탭이 있는 경우 변압기가 일정한 자속 전압 조정이면 인가 전압은 전원 공급 장치에 해당하는 탭 위치의 탭 전압이어야 합니다. 가변 자속 전압 조정의 경우 탭 위치마다 무부하 손실이 다르기 때문에 기술 요구 사항에 따라 올바른 탭 위치를 선택해야 하며 지정된 정격 전압을 적용해야 합니다. 전압 조정, 1차측은 항상 각 탭 위치에 전압을 적용합니다.

일반적으로 인가 전압의 파형은 대략 정현파여야 합니다. 따라서 하나는 고조파 분석기를 이용하여 전압 파형에 포함된 고조파 성분을 측정하는 것이고, 다른 하나는 전압을 평균 전압계로 측정하는 간단한 방법을 사용하되 눈금이 실효값인 전압계와 비교하는 것이다. 유효 값 전압계 판독 값과 함께 둘 사이의 차이가 3%보다 크면 전압 파형이 사인파가 아니며 측정된 무부하 손실은 새로운 표준의 요구 사항에 따라 유효하지 않아야 함을 의미합니다.

측정 시스템의 경우 적절한 테스트 라인을 선택하고 적절한 테스트 장비 및 기기를 선택해야 합니다. 자기 투과성 재료의 개발로 인해 킬로그램당 손실되는 와트가 크게 감소했습니다. 제조업체는 고품질의 고 투자율 방향성 실리콘 강판 또는 비정질 합금을 자기 투과성 재료로 사용합니다. 이음새와 풀슬로프에 구멍이 없고, 그 과정에서 철요크를 쌓지 않는 기술이 채택된다. 제조업체는 저손실 변압기를 개발하고 있으며 특히 무부하 손실이 크게 감소했습니다. 따라서 새로운 요구 사항이 측정 시스템에 적용됩니다. 용량은 동일하게 유지되며 무부하 손실의 감소는 무부하에서 변압기의 역률이 감소함을 의미합니다. 역률이 작기 때문에 제조업체는 측정 시스템을 변경하고 변환해야 합니다. 측정에는 3전력계 방법을 사용하고 0.05-0.1급 변압기를 선택하고 역률이 낮은 전력계를 선택하는 것이 좋습니다. 이 방법으로만 측정 정확도를 보장할 수 있습니다. 역률이 0.01일 때 변압기의 위상차는 위상차가 1분일 때 2.9%의 전력오차를 발생시킨다. 따라서 실제 측정시 변류기와 변류기의 전류비와 전압비를 정확하게 선정할 필요가 있다. 실제 전류가 변류기에 연결된 전류보다 훨씬 작을 때 변류기의 위상차와 전류 오차가 클수록 실제 측정 결과에서 더 큰 오차가 발생합니다. 따라서 변압기에서 끌어온 전류는 변류기의 정격 값에 가까워야 합니다. 현재의.

또한, 설계에서는 규정된 절차에 따라 선정된 규소강판의 단위손실 및 공정계수를 참조하여 계산된 무부하손실을 일반적으로 계산값이라 한다. 이 값은 표준에 명시된 표준 값 또는 계약서에 명시된 표준 값 또는 보증 값과 비교해야 합니다. 계산된 값은 기준값이나 보증값보다 작아야 하며, 특히 일괄 생산되는 변압기의 경우 계산의 여지가 없습니다. 또한 계산된 값은 디자이너 또는 디자인 부서에만 유효하며 법적 효력은 없습니다. 계산된 값은 제품의 손실 수준을 판단하는 데 사용할 수 없습니다. 표준에 명시된 기준 값 또는 계약서에 명시된 보증 값은 법적 효력이 있습니다. 기준값에 허용편차를 더한 값 또는 보증값(보증값은 기준값에 허용편차를 더한 값)을 초과하는 제품은 부적합품입니다. 손실 평가 제도가 있는 경우 일반적으로 계약서에 명시되며, 특히 수출품의 경우 손실액이 규정 금액을 초과하면 벌금이 부과되며 무부하 손실에 대한 벌금이 가장 높습니다. 유럽 ​​국가의 손실 평가 값은 1994년 "Transformer" 잡지 11호를 참조하십시오. 킬로와트당 벌금이 수천 달러입니다. 이는 법적 효력이며 경제적 이익과 직결됩니다.

측정값의 개념도 정확하게 이해해야 하며, 상호 계량기(또는 전력 변환기의 판독값) 또는 측정값을 정격 조건으로 환산해야 하며 충분한 정확도가 있어야 합니다. 무부하 손실 측정값의 경우 주로 전원 공급 장치의 전압 파형이 사인파여야 하고 평균 전압계 판독값과 유효 전압 판독값의 차이가 3% 미만이어야 합니다.

무부하 손실, 부하 손실 및 임피던스 전압 계산

무부하 손실: 변압기의 2차 권선을 개방하고 1차 권선에 정격 주파수 정현파 정격 전압을 인가할 때 소비되는 유효 전력을 무부하 손실이라고 합니다. 알고리즘은 다음과 같습니다. 무부하 손실 = 무부하 손실 프로세스 계수 × 단위 손실 × 코어

부하손실 : 변압기의 2차 권선이 단락(정상상태)되었을 때 1차 권선이 정격전류를 흘릴 때 소모되는 유효전력을 부하손실이라 한다.

알고리즘은 다음과 같습니다. 부하 손실 = 가장 큰 권선 쌍의 저항 손실 + 추가 손실

추가 손실 = 권선 와전류 손실 + 병렬 전선의 순환 손실 + 표유 손실 + 리드 손실

임피던스 전압: 변압기의 2차 권선이 단락(정상 상태)되었을 때 1차 권선에 흐르는 정격 전류에 의해 인가되는 전압을 임피던스 전압 Uz라고 합니다. Uz는 일반적으로 정격 전압의 백분율로 표시됩니다. 즉, uz=(Uz/U1n)*100%

회전 전위: u=4.44*f*B*At,V

그 중: B - 철심의 자기 밀도, TAt - 철심의 유효 단면적, 평방 미터

변압기 설계 계산에 일반적으로 사용되는 공식으로 변환할 수 있습니다.

f=50Hz일 때: u=B*At/450*10^5, V

f=60Hz일 때: u=B*At/375*10^5, V

이미 상 전압과 권선 수를 알고 있는 경우 권선 전위는 상 전압을 권선 수로 나누어 계산합니다.

무부하 손실에는 철심의 히스테리시스 및 와전류 손실과 1차 코일 저항의 무부하 전류 손실이 포함됩니다. 전자를 철손이라 하고 후자를 동손이라 한다. 무부하 전류는 매우 작기 때문에 후자는 무시할 수 있으므로 무부하 손실은 기본적으로 철손입니다.

변압기의 무부하 손실 및 철손에 영향을 미치는 많은 요소가 있으며 수학 공식으로 표현됩니다. 공식에서 Pn 및 Pw - 히스테리시스 손실 및 와전류 손실을 나타냄 kn, kw - 상수

f - 변압기에 인가된 전압의 주파수 헤르츠

Bm——철심의 최대 자속 밀도 Wei/m2

n——Steinmetz 상수. 일반적으로 사용되는 규소 강판의 경우 Bm=(1.0～1.6) Wei/m2일 때 n≈2입니다. 현재 사용되고 있는 방향성 규소강판은 2.5～3을 취한다. 5.

변압기의 이론적 분석에 따르면 1차 유도 전위가 E1(볼트)라고 가정하면 E1=KfBm(2)

K는 1차 권수와 철심의 단면적에 의해 결정되는 비례상수이므로 철손은 다음과 같다.

1차 누설 임피던스 전압 강하는 매우 작기 때문에 무시하면

E1=U1(4)

변압기의 무부하 철손은 인가 전압과 큰 관계가 있음을 알 수 있습니다. 전압 V가 특정 값이면 변압기의 무부하 철손은 변하지 않으며(f가 변하지 않기 때문에) 정상 작동 시 U1=U1N이므로 무부하 손실을 정손실이라고도 합니다. 전압이 변동하면 무부하 손실이 달라집니다. 변압기의 철손은 심재 및 제조 공정과 관련이 있으며 부하와는 아무런 관련이 없습니다.

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