Metode izračuna različnih izgub in impedančnih napetosti transformatorjev

Formula za izračun izgube transformatorja

(1) Izguba delovne moči: ΔP=Po+KT β2 Pk

(2) Izguba jalove moči: ΔQ=Qo+KT β2 Qk

(3) Celovita izguba moči: ΔPz=ΔP+KQΔQ

Qo≈Io%Sn, Qk≈Uk%Sn

Kje: Qo - izguba jalove moči brez obremenitve (kvar)

Po——izguba brez obremenitve (kW)

Pk——Nazivna izguba obremenitve (kW)

Sn - nazivna zmogljivost transformatorja (kVA)

Uk%——odstotek napetosti kratkega stika

β——faktor obremenitve, ki je razmerje med obremenitvenim tokom in nazivnim tokom.

KT——koeficient izgube nihanja obremenitve

Qk——nazivna moč uhajanja pretoka obremenitve (kvar)

KQ——reaktivni ekonomski ekvivalent (kW/kvar)

Izbirni pogoji vsakega parametra pri izračunu zgornje formule:

(1) Vzemite KT=1,05;

(2) Ko se upošteva najmanjša obremenitev sistema za padajoči transformator 6kV~10kV mestnega električnega omrežja in električnega omrežja industrijskih podjetij, je njegov ekvivalent jalove moči KQ=0,1kW/kvar;

(3) Povprečni faktor obremenitve transformatorja je β = 20% za kmetijske transformatorje; za industrijska podjetja se izvajajo tri izmene, zaželen pa je β=75 %;

(4) Obratovalne ure transformatorja T = 8760h, maksimalne ure izgube obremenitve: t = 5500h;

(5) Izguba transformatorja v prostem teku Po, nazivna izguba obremenitve Pk, Io%, Uk%, glejte informacije o tovarni izdelka.

Značilnosti transformatorskih izgub

Po - izguba brez obremenitve, predvsem izguba železa, vključno z izgubo zaradi histereze in izgubo zaradi vrtinčnih tokov;

Izguba zaradi histereze je sorazmerna s frekvenco; sorazmeren je s potenco histereznega koeficienta največje gostote magnetnega pretoka.

Izguba vrtinčnega toka je sorazmerna zmnožku frekvence, največje gostote magnetnega pretoka in debeline pločevine iz silicijevega jekla.

Pc——izguba obremenitve, predvsem izguba upora, ko tok obremenitve teče skozi navitje, na splošno imenovana izguba bakra. Njegova velikost se spreminja glede na tok bremena in je sorazmerna s kvadratom toka bremena; (in izraženo z vrednostjo pretvorbe standardne temperature tuljave).

Na izgubo obremenitve vpliva tudi temperatura transformatorja. Istočasno bo tok uhajanja, ki ga povzroči obremenitveni tok, povzročil izgubo vrtinčnega toka v navitju in blodečo izgubo v kovinskem delu zunaj navitja.

Skupna izguba transformatorja ΔP=Po+Pc

Izgubno razmerje transformatorja = Pc /Po

Učinkovitost transformatorja = Pz/(Pz+ΔP), izražena v odstotkih; kjer je Pz izhodna moč sekundarne strani transformatorja.

Izračun spremenljive izgube električne energije

Izguba moči transformatorja je sestavljena iz dveh delov: izgube železa in izgube bakra. Izguba železa je povezana s časom delovanja, izguba bakra pa z obremenitvijo. Zato je treba izgubo moči izračunati ločeno.

1. Izračun električne izgube železa: električna izguba železa različnih modelov in zmogljivosti, formula za izračun je: električna izguba železa (kWh) = izguba brez obremenitve (kW) × čas napajanja (ure)

Izgubo v prostem teku (izgubo železa) razdelilnega transformatorja lahko preverite iz priložene tabele, čas napajanja pa je dejanski čas delovanja transformatorja, ki se določi po naslednjih načelih:

(1) Za uporabnike z neprekinjenim napajanjem se cel mesec računa 720 ur.

(2) Zaradi razlogov električnega omrežja, občasne oskrbe z električno energijo ali omejene oskrbe z električno energijo mora izračun temeljiti na dejanskih urah dobave energije transformatorske postaje do uporabnika in se ne šteje za težko izračunljivega in se še vedno izračuna na podlagi celomesečnega delovanja. Pri izračunu izgube železa je treba odšteti čas.

(3) Uporabniki, ki so opremljeni z integriranimi urami na nizkonapetostni strani transformatorja, se obračunavajo po akumuliranem času napajanja integriranih ur.

2. Izračun bakrenih izgub električne energije: pri stopnji obremenitve 40% in manj se obračuna 2% mesečne porabe električne energije (na podlagi odčitka števca električne energije). Formula za izračun je: izguba električne energije bakra (kWh) = mesečna poraba električne energije Količina (kWh) × 2 %

Ker je izguba bakra povezana z obremenitvenim tokom (električna energija), je treba, ko mesečna povprečna stopnja obremenitve razdelilnega transformatorja preseže 40 %, moč izgube bakra zaračunati v višini 3 % mesečne porabe energije. Mesečno porabo električne energije pri obremenitvi 40% lahko preverite v priloženi tabeli. Formula za izračun stopnje obremenitve je: stopnja obremenitve = kopirna moč/S. T． Ker ￠

V formuli: S - nazivna zmogljivost razdelilnega transformatorja (kVA); T - koledarski čas celotnega meseca, traja 720 ur; COS￠ - faktor moči, vzemite 0,80.

Spremenljivo izgubo močnostnega transformatorja lahko razdelimo na izgubo bakra in izgubo železa. Izguba bakra je običajno 0,5 %. Izguba železa je običajno 5-7 %. Izguba spremembe pri suhem transformatorju je manjša kot pri oljnem invazivnem transformatorju. Skupna izguba: 0,5+6=6,5 Metoda izračuna: 1000KVA×6,5%=65KVA

65KVA × 24 ur × 365 dni = 569400KWT (stopinj)

Imenska ploščica na transformatorju ima posebne podatke.

Izguba transformatorja brez obremenitve

Izguba brez obremenitve se nanaša na moč, ki jo absorbira transformator, ko je sekundarna stran transformatorja odprt tokokrog in je napetost sinusnega valovanja na primarni strani enaka nazivni napetosti. Na splošno se pozornost namenja samo nazivni frekvenci in nazivni napetosti, včasih pa se ne posveča pozornosti napetosti odtoka in valovni obliki napetosti, natančnosti merilnega sistema, testnim instrumentom in testni opremi. Ponovno se zamenjajo izračunana vrednost, standardna vrednost, izmerjena vrednost in zajamčena vrednost izgube.

Če je napetost dodana primarni strani in obstaja odcep, če je transformator regulacija napetosti s konstantnim magnetnim tokom, mora biti uporabljena napetost napetost odcepa položaja odcepa, ki ustreza napajalniku. V primeru regulacije napetosti s spremenljivim magnetnim pretokom, ker je izguba v prostem teku drugačna za vsak položaj ventila, je treba izbrati pravilen položaj ventila v skladu s tehničnimi zahtevami in uporabiti navedeno nazivno napetost, ker med spremenljivim magnetnim tokom regulacija napetosti, primarna stran vedno uporablja napetost za vsak položaj pipe.

Na splošno se zahteva, da mora biti valovna oblika uporabljene napetosti približno sinusna. Zato je ena uporaba harmoničnega analizatorja za merjenje harmoničnih komponent, ki jih vsebuje napetostna valovna oblika, druga pa je uporaba preproste metode za merjenje napetosti s povprečnim voltmetrom, vendar je lestvica voltmeter z efektivno vrednostjo in jo primerjajte z odčitkom voltmetra efektivne vrednosti, ko je razlika med obema večja od 3 %, to pomeni, da valovna oblika napetosti ni sinusni val, izmerjena izguba brez obremenitve pa mora biti neveljavna v skladu z zahtevami novega standarda.

Za merilni sistem je treba izbrati ustrezno testno linijo, izbrati ustrezno testno opremo in instrumente. Zaradi razvoja magnetno prepustnih materialov se je izguba moči na kilogram močno zmanjšala. Proizvajalci kot magnetno prepustne materiale uporabljajo visokokakovostne visoko prepustne zrnato orientirane silicijeve jeklene pločevine ali celo amorfne zlitine. V šivu in polnem naklonu ni lukenj, v procesu pa je sprejeta tehnologija nezlaganja železnega jarma. Proizvajalci razvijajo transformatorje z nizkimi izgubami, zlasti izguba brez obremenitve je bila močno zmanjšana. Zato so pred merilni sistem postavljene nove zahteve. Zmogljivost ostane enaka, zmanjšanje izgube v prostem teku pa pomeni, da se faktor moči transformatorja zmanjša v prostem teku. Majhen faktor moči od proizvajalca zahteva spremembo in preoblikovanje merilnega sistema. Za merjenje je priporočljivo uporabiti metodo treh vatmetrov, izbrati transformator razreda 0,05-0,1 in izbrati vatmeter z nizkim faktorjem moči. Samo na ta način je lahko zagotovljena točnost meritev. Ko je faktor moči 0,01, bo fazna razlika transformatorja povzročila napako moči 2,9 %, ko bo fazna razlika 1 minuta. Zato je treba med dejansko meritvijo pravilno izbrati razmerje toka in razmerje napetosti tokovnega transformatorja in napetostnega transformatorja. Ko je dejanski tok veliko manjši od toka, priključenega na tokovni transformator, bo večja fazna razlika in tokovna napaka tokovnega transformatorja povzročila večjo napako v dejanskih rezultatih meritev. Zato mora biti tok, ki ga porabi transformator, blizu nazivne vrednosti tokovnega transformatorja. trenutno.

Poleg tega se pri načrtovanju v skladu s predpisanimi postopki izguba brez obremenitve, izračunana s sklicevanjem na izgubo enote in procesni koeficient izbrane pločevine iz silicijevega jekla, na splošno imenuje izračunana vrednost. To vrednost je treba primerjati s standardno vrednostjo, navedeno v standardu, ali s standardno vrednostjo ali zajamčeno vrednostjo, navedeno v pogodbi. Izračunana vrednost mora biti nižja od standardne vrednosti ali zajamčene vrednosti in ni prostora za izračun, zlasti pri transformatorjih serijske proizvodnje. Poleg tega je izračunana vrednost veljavna samo za projektanta oziroma projektantsko službo in nima pravnega učinka. Izračunane vrednosti ni mogoče uporabiti za oceno stopnje izgube izdelka. Standardna vrednost, določena v standardu, ali zajamčena vrednost, določena v pogodbi, je pravno veljavna. Izdelki, ki presegajo standardno vrednost plus dovoljeno odstopanje ali zajamčeno vrednost (zajamčena vrednost je enaka standardni vrednosti plus dovoljeno odstopanje), so nekvalificirani izdelki. Če obstaja sistem vrednotenja izgube, bo to na splošno poudarjeno v pogodbi, zlasti za izvozne izdelke, če vrednost izgube presega določeno vrednost, bo naložena globa, kazen za izgubo brez obremenitve pa je najvišja. Za vrednotenje izgub v evropskih državah glejte 11. številko revije "Transformer" iz leta 1994. Na tisoče dolarjev kazni na kilovat. To je pravni učinek in je neposredno povezan z ekonomskimi koristmi.

Prav tako je treba pravilno razumeti koncept izmerjene vrednosti, bodisi odčitek skupnega števca (ali odčitek pretvornika moči) bodisi izmerjeno vrednost je treba pretvoriti v nazivno stanje in mora biti zadostna točnost. Za izmerjeno vrednost izgube brez obremenitve je v glavnem, da mora biti valovna oblika napetosti napajalnika sinusni val, razlika med povprečnim odčitkom voltmetra in odčitkom efektivne vrednosti napetosti pa je manjša od 3%.

Izračun izgube brez obremenitve, izgube obremenitve in impedančne napetosti

Izguba brez obremenitve: Ko je sekundarno navitje transformatorja odprto in je na primarno navitje priključena nazivna napetost sinusne valovne oblike nazivne frekvence, se porabljena aktivna moč imenuje izguba brez obremenitve. Algoritem je naslednji: izguba brez obremenitve = procesni koeficient izgube brez obremenitve × izguba enote × jedro

Izguba obremenitve: Ko je sekundarno navitje transformatorja v kratkem stiku (stacionarno stanje), se porabljena aktivna moč, ko primarno navitje teče skozi nazivni tok, imenuje izguba obremenitve.

Algoritem je naslednji: izguba obremenitve = izguba upora največjega para navitij + dodatna izguba

Dodatna izguba = izguba vrtinčnega toka navijanja + izguba obtoka vzporedne žice + izguba potepanja + izguba svinca

Impedančna napetost: Ko je sekundarno navitje transformatorja v kratkem stiku (stacionarno stanje), se napetost, ki jo uporablja nazivni tok, ki teče skozi primarno navitje, imenuje impedančna napetost Uz. Uz je običajno izražen kot odstotek nazivne napetosti, to je uz=(Uz/U1n)*100 %

Potencial obrata: u=4,44*f*B*At,V

Med njimi: B—magnetna gostota v železnem jedru, TAt—efektivna površina prečnega prereza železnega jedra, kvadratni meter

Lahko se pretvori v običajno uporabljeno formulo za izračun načrta transformatorja:

Ko je f=50Hz: u=B*At/450*10^5, V

Ko je f=60Hz: u=B*At/375*10^5, V

Če že poznate fazne napetosti in število ovojev, se potencial obrata izračuna tako, da se fazna napetost deli s številom ovojev.

Izguba brez obremenitve vključuje histerezo in izgubo vrtinčnega toka v železnem jedru ter izgubo toka brez obremenitve na uporu primarne tuljave. Prva se imenuje izguba železa, druga pa izguba bakra. Ker je tok brez obremenitve zelo majhen, lahko slednjega zanemarimo, zato je izguba v prostem teku v bistvu izguba železa.

Obstaja veliko dejavnikov, ki vplivajo na izgubo v prostem teku in izgubo železa transformatorja, ki so izraženi v matematičnih formulah. V formuli Pn in Pw—predstavljata izgubo zaradi histereze in izgubo zaradi vrtinčnega toka kn, kw—konstanti

f - frekvenca Hertz uporabljene napetosti transformatorja

Bm——Največja gostota magnetnega pretoka Wei/m2 v železnem jedru

n——Steinmetzova konstanta. Za pogosto uporabljene silicijeve jeklene pločevine, ko je Bm = (1,0 ~ 1,6) Wei/m2, n≈2. Za trenutno uporabljene usmerjene pločevine iz silicijevega jekla vzemite 2,5～3. 5.

Glede na teoretično analizo transformatorja ob predpostavki, da je primarni inducirani potencial E1 (volti), potem: E1=KfBm (2)

K je proporcionalna konstanta, ki je določena s številom primarnih ovojev in površino prečnega prereza železnega jedra, zato je izguba železa:

Ker je padec napetosti impedance primarnega uhajanja zelo majhen, če ga zanemarimo,

E1=U1(4)

Vidimo lahko, da je železna izguba transformatorja brez obremenitve v veliki povezavi z uporabljeno napetostjo. Če je napetost V določena vrednost, se izguba železa v prostem teku transformatorja ne bo spremenila (ker se f ne spremeni) in ker je U1=U1N pri normalnem delovanju, se izguba brez obremenitve imenuje tudi stalna izguba. Če napetost niha, se izguba v prostem teku spreminja. Izguba železa v transformatorju je povezana z materialom jedra in proizvodnim procesom in nima nobene zveze z obremenitvijo.

• Leto Ustanovitve
  --
• poslovni tip
  --
• Država / regija
  --
• Glavna industrija
  --
• Glavni izdelki
  --
• Podjetniška pravna oseba
  --
• Skupni zaposleni
  --
• Letna proizvodna vrednost
  --
• Izvozni trg
  --
• Sodelovali stranke
  --