Metodat e llogaritjes së humbjeve të ndryshme dhe tensioneve të impedancës së transformatorëve

Formula e Llogaritjes së Humbjeve të Transformatorit

(1) Humbja e fuqisë aktive: ΔP=Po+KT β2Pk

(2) Humbja e fuqisë reaktive: ΔQ=Qo+KT β2 Qk

(3) Humbje gjithëpërfshirëse e fuqisë: ΔPz=ΔP+KQΔQ

Qo≈Io%Sn, Qk≈Uk%Sn

Ku: Qo - humbja e fuqisë reaktive pa ngarkesë (kvar)

Po——humbje pa ngarkesë (kW)

Pk——Humbja e vlerësuar e ngarkesës (kW)

Sn - kapaciteti i vlerësuar i transformatorit (kVA)

Mbretëria e Bashkuar%——përqindja e tensionit të qarkut të shkurtër

β——faktori i ngarkesës, i cili është raporti i rrymës së ngarkesës me rrymën e vlerësuar.

KT——koeficienti i humbjes nga luhatja e ngarkesës

Qk——Fuqia e rrjedhjes së fluksit të ngarkesës së vlerësuar (kvar)

KQ——ekuivalenti ekonomik reaktiv (kW/kvar)

Kushtet e përzgjedhjes së secilit parametër në llogaritjen e formulës së mësipërme:

(1) Merrni KT=1.05;

(2) Kur ngarkesa minimale e sistemit merret për transformatorin zbritës 6kV~10kV të rrjetit elektrik urban dhe rrjetit elektrik të ndërmarrjeve industriale, ekuivalenti i fuqisë reaktive të tij KQ=0.1kW/kvar;

(3) Faktori mesatar i ngarkesës së transformatorit është β=20% për transformatorët bujqësorë; për ndërmarrjet industriale, zbatohen tre ndërrime, dhe β=75% është e dëshirueshme;

(4) Orët e funksionimit të transformatorit T = 8760h, orët e humbjes maksimale të ngarkesës: t = 5500h;

(5) Humbjet pa ngarkesë të transformatorit Po, humbja e ngarkesës nominale Pk, Io%, UK%, shihni informacionin e fabrikës së produktit.

Karakteristikat e Humbjeve të Transformatorit

Po - humbje pa ngarkesë, kryesisht humbje hekuri, duke përfshirë humbjen e histerezës dhe humbjen e rrymës së vorbullës;

Humbja e histerezës është proporcionale me frekuencën; është proporcionale me fuqinë e koeficientit të histerezës së dendësisë maksimale të fluksit magnetik.

Humbja e rrymës vorbull është proporcionale me produktin e frekuencës, dendësisë maksimale të fluksit magnetik dhe trashësisë së fletës së çelikut të silikonit.

Pc——Humbja nga ngarkesa, kryesisht humbja në rezistencë kur rryma e ngarkesës kalon nëpër dredha-dredha, përgjithësisht e quajtur humbje bakri. Madhësia e saj ndryshon me rrymën e ngarkesës dhe është proporcionale me katrorin e rrymës së ngarkesës; (dhe shprehet me vlerën e konvertimit të temperaturës standarde të spirales).

Humbja e ngarkesës ndikohet gjithashtu nga temperatura e transformatorit. Në të njëjtën kohë, fluksi i rrjedhjes i shkaktuar nga rryma e ngarkesës do të gjenerojë humbje të rrymës vorbull në mbështjellje dhe humbje të rrymës devijuese në pjesën metalike jashtë mbështjelljes.

Humbja totale e transformatorit ΔP=Po+Pc

Raporti i humbjeve të transformatorit = Pc /Po

Efikasiteti i transformatorit = Pz/(Pz+ΔP), i shprehur si përqindje; ku Pz është fuqia dalëse e anës sekondare të transformatorit.

Llogaritja e Humbjes së Variabël të Energjisë Elektrike

Humbja e fuqisë së transformatorit përbëhet nga dy pjesë: humbja e hekurit dhe humbja e bakrit. Humbja e hekurit lidhet me kohën e funksionimit, dhe humbja e bakrit lidhet me ngarkesën. Prandaj, humbja e fuqisë duhet të llogaritet veçmas.

1. Llogaritja e energjisë elektrike të humbjes së hekurit: Energjia elektrike e humbjes së hekurit të modeleve dhe kapaciteteve të ndryshme, formula e llogaritjes është: energjia elektrike e humbjes së hekurit (kWh) = humbja pa ngarkesë (kW) × koha e furnizimit me energji (orë)

Humbja pa ngarkesë (humbja e hekurit) e transformatorit të shpërndarjes mund të kontrollohet nga tabela e bashkangjitur, dhe koha e furnizimit me energji është koha aktuale e funksionimit të transformatorit, e cila përcaktohet sipas parimeve të mëposhtme:

(1) Për përdoruesit me furnizim të vazhdueshëm me energji, i gjithë muaji llogaritet si 720 orë.

(2) Për shkak të arsyeve të rrjetit elektrik, furnizimit me energji me ndërprerje ose furnizimit të kufizuar me energji, llogaritja duhet të bazohet në orët aktuale të furnizimit me energji të nënstacionit për përdoruesin dhe nuk duhet të konsiderohet e vështirë për t'u llogaritur, dhe duhet të llogaritet ende në bazë të funksionimit të plotë mujor. Koha duhet të zbritet kur llogaritet humbja e hekurit.

(3) Përdoruesit që janë të pajisur me orë të integruara në anën e tensionit të ulët të transformatorit llogariten sipas kohës së akumuluar të furnizimit me energji të orëve të integruara.

2. Llogaritja e humbjes së bakrit në energji elektrike: kur shkalla e ngarkesës është 40% dhe më poshtë, ajo ngarkohet si 2% e konsumit mujor të energjisë elektrike (bazuar në leximin e matësit të energjisë elektrike). Formula e llogaritjes është: humbja e bakrit në energji elektrike (kWh) = konsumi mujor i energjisë elektrike Sasia (kWh) × 2%

Meqenëse humbja e bakrit lidhet me rrymën e ngarkesës (energjisë elektrike), kur shkalla mesatare mujore e ngarkesës së transformatorit të shpërndarjes tejkalon 40%, humbja e energjisë së bakrit duhet të ngarkohet me 3% të konsumit mujor të energjisë. Konsumi mujor i energjisë kur shkalla e ngarkesës është 40% mund të kontrollohet nga tabela e bashkangjitur. Formula për llogaritjen e shkallës së ngarkesës është: shkalla e ngarkesës = fuqia e kopjimit/S.T．Cos ￠

Në formulën: S - kapaciteti nominal i transformatorit të shpërndarjes (kVA); T - koha kalendarike e të gjithë muajit, merr 720 orë; COS  - faktori i fuqisë, merr 0.80.

Humbjet e ndryshueshme të transformatorit të fuqisë mund të ndahet në humbje bakri dhe humbje hekuri. Humbjet e bakrit janë përgjithësisht 0.5%. Humbjet e hekurit janë përgjithësisht 5~7%. Humbjet e ndryshueshme të transformatorit të tipit të thatë janë më të vogla se ato të tipit me depërtim vaji. Humbjet totale: 0.5+6=6.5 Metoda e llogaritjes: 1000KVA×6.5%=65KVA

65KVA × 24 orë × 365 ditë = 569400KWT (gradë)

Pllaka e emrit në transformator ka të dhëna specifike.

Humbja pa ngarkesë e transformatorit

Humbja pa ngarkesë i referohet fuqisë së absorbuar nga transformatori kur ana sekondare e transformatorit është në qark të hapur dhe tensioni i valës sinusoidale të anës primare është i barabartë me tensionin nominal. Në përgjithësi, i kushtohet vëmendje vetëm frekuencës së vlerësuar dhe tensionit të vlerësuar, por ndonjëherë tensionit të ndërprerjes dhe formës së valës së tensionit, saktësisë së sistemit të matjes, instrumenteve të testimit dhe pajisjeve të testimit nuk i kushtohet vëmendje. Vlera e llogaritur, vlera standarde, vlera e matur dhe vlera e garantuar e humbjes ngatërrohen përsëri.

Nëse tensioni shtohet në anën primare dhe ka një rubinet, nëse transformatori ka rregullim konstant të tensionit të fluksit magnetik, tensioni i aplikuar duhet të jetë tensioni i rubinetit të pozicionit të rubinetit që korrespondon me furnizimin me energji. Në rastin e rregullimit të tensionit të fluksit magnetik të ndryshueshëm, për shkak se humbja pa ngarkesë është e ndryshme për secilën pozicion rubineti, pozicioni i saktë i rubinetit duhet të zgjidhet sipas kërkesave teknike, dhe duhet të aplikohet tensioni i specifikuar i vlerësuar, sepse gjatë rregullimit të tensionit të fluksit magnetik të ndryshueshëm, ana primare gjithmonë aplikon një tension në secilën pozicion rubineti.

Në përgjithësi kërkohet që forma e valës së tensionit të aplikuar të jetë afërsisht sinusoidale. Prandaj, njëra është përdorimi i një analizuesi harmonik për të matur komponentët harmonikë të përfshirë në formën e valës së tensionit, dhe tjetra është përdorimi i një metode të thjeshtë për të matur tensionin me një voltmetër mesatar, por shkalla është një voltmetër me vlerë efektive, dhe krahasohet me leximin e vlerës efektive të voltmetrit, kur ndryshimi midis të dyjave është më i madh se 3%, kjo do të thotë që forma e valës së tensionit nuk është një valë sinusoidale, dhe humbja e matur pa ngarkesë duhet të jetë e pavlefshme sipas kërkesave të standardit të ri.

Për sistemin e matjes, është e nevojshme të zgjidhet linja e duhur e provës, të zgjidhen pajisjet dhe instrumentet e duhura të provës. Për shkak të zhvillimit të materialeve magnetikisht të përshkueshme, humbja e fuqisë në vat për kilogram është zvogëluar shumë. Prodhuesit përdorin fletë çeliku silikoni të orientuara nga kokrrizat me cilësi të lartë dhe përshkueshmëri të lartë ose edhe aliazhe amorfe si materiale magnetikisht të përshkueshme. Nuk ka vrima në shtresë dhe pjerrësi të plotë, dhe teknologjia e mosvendosjes së zgjedhës së hekurit është adoptuar në këtë proces. Prodhuesit po zhvillojnë transformatorë me humbje të ulët, veçanërisht humbja pa ngarkesë është zvogëluar shumë. Prandaj, vendosen kërkesa të reja në sistemin e matjes. Kapaciteti mbetet i njëjtë, dhe ulja e humbjes pa ngarkesë do të thotë që faktori i fuqisë së transformatorit zvogëlohet në mungesë të ngarkesës. Faktori i vogël i fuqisë kërkon që prodhuesi të ndryshojë dhe transformojë sistemin e matjes. Këshillohet të përdoret metoda e tre vatmetrit për matje, të zgjidhet një transformator i klasës 0.05-0.1 dhe të zgjidhet një vatmetër me faktor të ulët fuqie. Vetëm në këtë mënyrë mund të garantohet saktësia e matjes. Kur faktori i fuqisë është 0.01, diferenca e fazës së transformatorit do të shkaktojë një gabim fuqie prej 2.9% kur diferenca e fazës është 1 minutë. Prandaj, është e nevojshme të zgjidhni saktë raportin e rrymës dhe raportin e tensionit të transformatorit të rrymës dhe transformatorit të tensionit gjatë matjes aktuale. Kur rryma aktuale është shumë më e vogël se rryma e lidhur me transformatorin e rrymës, sa më i madh të jetë diferenca e fazës dhe gabimi i rrymës së transformatorit të rrymës, kjo do të çojë në një gabim më të madh në rezultatet aktuale të matjes. Prandaj, rryma e tërhequr nga transformatori duhet të jetë afër vlerës nominale të rrymës së transformatorit të rrymës.

Përveç kësaj, në projektim, sipas procedurave të përcaktuara, humbja pa ngarkesë e llogaritur duke iu referuar humbjes së njësisë dhe koeficientit të procesit të fletës së çelikut silikon të zgjedhur quhet përgjithësisht vlera e llogaritur. Kjo vlerë duhet të krahasohet me vlerën standarde të specifikuar në standard ose me vlerën standarde ose vlerën e garantuar të specifikuar në kontratë. Vlera e llogaritur duhet të jetë më e vogël se vlera standarde ose vlera e garantuar dhe nuk ka vend për llogaritje, veçanërisht për transformatorët e prodhuar në seri. Përveç kësaj, vlera e llogaritur është e vlefshme vetëm për projektuesin ose departamentin e projektimit dhe nuk ka efekt ligjor. Vlera e llogaritur nuk mund të përdoret për të gjykuar nivelin e humbjes së produktit. Vlera standarde e përcaktuar në standard ose vlera e garantuar e përcaktuar në kontratë është ligjërisht e vlefshme. Produktet që tejkalojnë vlerën standarde plus devijimin e lejuar ose vlerën e garantuar (vlera e garantuar është e barabartë me vlerën standarde plus devijimin e lejuar) janë produkte të pakualifikuara. Nëse ekziston një sistem vlerësimi i humbjeve, kjo në përgjithësi do të theksohet në kontratë, veçanërisht për produktet e eksportit, nëse vlera e humbjes tejkalon vlerën e specifikuar, do të vendoset një gjobë dhe dënimi për humbje pa ngarkesë është më i larti. Për vlerat e vlerësimit të humbjeve të vendeve evropiane, ju lutemi referojuni numrit të 11-të të revistës "Transformer" në vitin 1994. Mijëra dollarë gjoba për kilovat. Ky është efekti ligjor dhe lidhet drejtpërdrejt me përfitimet ekonomike.

Koncepti i vlerës së matur duhet të kuptohet saktë gjithashtu, ose leximi i matësit të ndërsjellë (ose leximi i konvertuesit të fuqisë) ose vlera e matur duhet të konvertohet në gjendjen nominale, dhe duhet të ketë saktësi të mjaftueshme. Për vlerën e matur të humbjes pa ngarkesë, kryesisht është që forma e valës së tensionit të furnizimit me energji duhet të jetë një valë sinusoide, dhe ndryshimi midis leximit mesatar të voltmetrit dhe leximit të tensionit të vlerës efektive është më pak se 3%.

Llogaritja e humbjeve pa ngarkesë, humbjeve të ngarkesës dhe tensionit të impedancës

Humbje pa ngarkesë: Kur mbështjellja sekondare e transformatorit është e hapur dhe mbështjellja primare aplikohet me një formë vale sinusoidale të frekuencës së vlerësuar, fuqia aktive e konsumuar quhet humbje pa ngarkesë. Algoritmi është si më poshtë: humbja pa ngarkesë = koeficienti i procesit të humbjes pa ngarkesë × humbja e njësisë × bërthama

Humbja e ngarkesës: Kur dredha-dredha sekondare e transformatorit ka qark të shkurtër (gjendje e qëndrueshme), fuqia aktive e konsumuar kur dredha-dredha primare rrjedh nëpër rrymën nominale quhet humbje e ngarkesës.

Algoritmi është si më poshtë: humbja e ngarkesës = humbja e rezistencës së çiftit më të madh të mbështjelljeve + humbje shtesë

Humbje shtesë = humbja e rrymës së vorbullës në mbështjellje + humbja e qarkullimit të telit paralel + humbja e rrugës së humbur + humbja e përçuesit

Tensioni i impedancës: Kur dredha sekondare e transformatorit është në qark të shkurtër (gjendje e qëndrueshme), tensioni i aplikuar nga rryma nominale që rrjedh nëpër dredha primare quhet tension i impedancës Uz. Uz zakonisht shprehet si përqindje e tensionit nominal, domethënë, uz=(Uz/U1n)*100%

Potenciali i kthesës: u=4.44*f*B*At,V

Midis tyre: B - dendësia magnetike në bërthamën e hekurit, TAt - sipërfaqja efektive e prerjes tërthore të bërthamës së hekurit, metër katror

Mund të transformohet në formulën e përdorur zakonisht për llogaritjen e projektimit të transformatorit:

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

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

Nëse i dini tashmë tensionet e fazës dhe numrin e kthesave, potenciali i kthesës llogaritet duke pjesëtuar tensionin e fazës me numrin e kthesave.

Humbja pa ngarkesë përfshin humbjen e histerezës dhe rrymës vorbull në bërthamën e hekurit dhe humbjen e rrymës pa ngarkesë në rezistencën e bobinës primare. E para quhet humbje hekuri dhe e dyta quhet humbje bakri. Meqenëse rryma pa ngarkesë është shumë e vogël, e dyta mund të neglizhohet, kështu që humbja pa ngarkesë është në thelb humbja e hekurit.

Ka shumë faktorë që ndikojnë në humbjen pa ngarkesë dhe humbjen e hekurit të transformatorit, të cilët shprehen në formula matematikore. Në formulë, Pn dhe Pw përfaqësojnë humbjen e histerezës dhe humbjen e rrymës së vorbullës kn, kw - konstante.

f - frekuenca Hertz e tensionit të aplikuar të transformatorit

Bm——Dendësia maksimale e fluksit magnetik Wei/m2 në bërthamën e hekurit

n——Konstantja e Steinmetz-it. Për fletët e çelikut silikon të përdorura zakonisht, kur Bm=(1.0~1.6) Wei/m2, n≈2. Për fletët e çelikut silikon të drejtuar që përdoren aktualisht, merrni 2.5~3.5.

Sipas analizës teorike të transformatorit, duke supozuar se potenciali primar i induktuar është E1 (volt), atëherë: E1=KfBm (2)

K është një konstante proporcionale, e cila përcaktohet nga numri i kthesave primare dhe sipërfaqja e prerjes tërthore të bërthamës së hekurit, kështu që humbja e hekurit është:

Meqenëse rënia e tensionit të impedancës së rrjedhjes primare është shumë e vogël, nëse neglizhohet,

E1=U1(4)

Mund të shihet se humbja e hekurit pa ngarkesë e transformatorit ka një marrëdhënie të shkëlqyer me tensionin e aplikuar. Nëse tensioni V është një vlerë e caktuar, humbja e hekurit pa ngarkesë e transformatorit nuk do të ndryshojë (sepse f nuk ndryshon), dhe sepse U1=U1N në funksionim normal, kështu që humbja pa ngarkesë quhet edhe humbje konstante. Nëse tensioni luhatet, humbja pa ngarkesë ndryshon. Humbja e hekurit e transformatorit lidhet me materialin e bërthamës dhe procesin e prodhimit, dhe nuk ka të bëjë fare me ngarkesën.