Mga paraan ng pagkalkula ng iba't ibang pagkalugi at boltahe ng impedance ng mga transformer

Pormula ng Pagkalkula ng Pagkawala ng Transformer

(1) Aktibong pagkawala ng kuryente: ΔP=Po+KT β2 Pk

(2) Pagkawala ng reaktibong lakas: ΔQ=Qo+KT β2 Qk

(3) Komprehensibong pagkawala ng kuryente: ΔPz=ΔP+KQΔQ

Qo≈Io%Sn, Qk≈Uk%Sn

Kung saan: Qo - pagkawala ng reaktibong lakas na walang karga (kvar)

Po——pagkawala ng walang karga (kW)

Pk——Na-rate na pagkawala ng karga (kW)

Sn - kapasidad na may rating na transformer (kVA)

UK%——porsyento ng boltahe ng maikling circuit

β——load factor, na siyang ratio ng load current sa rated current.

KT——koepisyent ng pagkawala ng pagbabago-bago ng karga

Qk——Na-rate na lakas ng pagtagas ng flux ng karga (kvar)

KQ——reaktibong katumbas na pang-ekonomiya (kW/kvar)

Ang mga kondisyon ng pagpili ng bawat parameter sa pagkalkula ng pormula sa itaas:

(1) Kunin ang KT=1.05;

(2) Kapag kinuha ang minimum load ng sistema para sa 6kV~10kV step-down transformer ng urban power grid at industrial enterprise power grid, ang katumbas nitong reactive power ay KQ=0.1kW/kvar;

(3) Ang karaniwang load factor ng transformer ay β=20% para sa mga agricultural transformer; para sa mga industriyal na negosyo, tatlong shift ang ipinapatupad, at ang β=75% ay kanais-nais;

(4) Oras ng pagpapatakbo ng transformer T = 8760h, oras ng pinakamataas na pagkawala ng karga: t = 5500h;

(5) Pagkawala ng walang karga sa transformer na Po, na-rate na pagkawala ng karga Pk, Io%, Uk%, tingnan ang impormasyon ng pabrika ng produkto.

Mga Katangian ng Pagkawala ng Transformer

Po - pagkawala ng walang karga, pangunahin ang pagkawala ng bakal, kabilang ang pagkawala ng hysteresis at pagkawala ng eddy current;

Ang pagkawala ng hysteresis ay proporsyonal sa dalas; ito ay proporsyonal sa lakas ng koepisyent ng hysteresis ng pinakamataas na densidad ng magnetic flux.

Ang pagkawala ng eddy current ay proporsyonal sa produkto ng frequency, maximum magnetic flux density, at kapal ng silicon steel sheet.

Pc——Ang pagkawala ng karga, pangunahin ang pagkawala sa resistensya kapag ang kasalukuyang karga ay dumadaan sa paikot-ikot, na karaniwang tinatawag na pagkawala ng tanso. Ang laki nito ay nag-iiba kasabay ng kasalukuyang karga at proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang karga; (at ipinapahayag ng halaga ng conversion ng karaniwang temperatura ng coil).

Ang pagkawala ng karga ay apektado rin ng temperatura ng transformer. Kasabay nito, ang leakage flux na dulot ng load current ay lilikha ng eddy current loss sa winding at stray loss sa metal na bahagi sa labas ng winding.

Ang kabuuang pagkawala ng transformer ΔP=Po+Pc

Proporsyon ng pagkawala ng transpormer = Pc /Po

Ang kahusayan ng transformer = Pz/(Pz+ΔP), na ipinapahayag bilang porsyento; kung saan ang Pz ay ang output power ng pangalawang bahagi ng transformer.

Pagkalkula ng Variable Loss Electricity

Ang pagkawala ng kuryente ng transformer ay binubuo ng dalawang bahagi: pagkawala ng bakal at pagkawala ng tanso. Ang pagkawala ng bakal ay nauugnay sa oras ng pagpapatakbo, at ang pagkawala ng tanso ay nauugnay sa karga. Samakatuwid, ang pagkawala ng kuryente ay dapat kalkulahin nang hiwalay.

1. Pagkalkula ng pagkawala ng kuryente sa bakal: Ang pagkawala ng kuryente sa bakal ng iba't ibang modelo at kapasidad, ang pormula ng pagkalkula ay: pagkawala ng kuryente sa bakal (kWh) = pagkawala ng walang karga (kW) × oras ng suplay ng kuryente (oras)

Ang kawalan ng karga (pagkawala ng bakal) ng distribution transformer ay maaaring suriin mula sa kalakip na talahanayan, at ang oras ng suplay ng kuryente ay ang aktwal na oras ng pagtakbo ng transformer, na tinutukoy ayon sa mga sumusunod na prinsipyo:

(1) Para sa mga gumagamit na may tuloy-tuloy na suplay ng kuryente, ang buong buwan ay kinakalkula bilang 720 oras.

(2) Dahil sa mga kadahilanan ng power grid, paulit-ulit na supply ng kuryente o limitadong supply ng kuryente, ang kalkulasyon ay ibabatay sa aktwal na oras ng supply ng kuryente ng substation sa gumagamit, at hindi dapat ituring na mahirap kalkulahin, at dapat pa ring kalkulahin batay sa buong buwang operasyon. Dapat ibawas ang oras kapag kinakalkula ang pagkawala ng bakal.

(3) Ang mga gumagamit na may mga integrated clock sa low-voltage na bahagi ng transformer ay kinakalkula ayon sa naipon na oras ng suplay ng kuryente ng mga integrated clock.

2. Pagkalkula ng pagkawala ng kuryente mula sa tanso: kapag ang load rate ay 40% o mas mababa pa, ito ay sisingilin bilang 2% ng buwanang konsumo ng kuryente (batay sa pagbasa ng metro ng enerhiya ng kuryente). Ang pormula ng pagkalkula ay: pagkawala ng kuryente mula sa tanso (kWh) = buwanang konsumo ng kuryente Halaga (kWh) × 2%

Dahil ang pagkawala ng tanso ay may kaugnayan sa kasalukuyang load (kuryente), kapag ang buwanang average na load rate ng distribution transformer ay lumampas sa 40%, ang lakas ng pagkawala ng tanso ay dapat singilin sa 3% ng buwanang konsumo ng kuryente. Ang buwanang konsumo ng kuryente kapag ang load rate ay 40% ay maaaring suriin mula sa kalakip na talahanayan. Ang pormula para sa pagkalkula ng load rate ay: load rate = copy power/S. T． Cos￠

Sa pormula: S - ang rated na kapasidad ng distribution transformer (kVA); T - ang oras sa kalendaryo ng buong buwan, aabot ng 720 oras; COS￠ - power factor, aabot ng 0.80.

Ang pabagu-bagong pagkawala ng power transformer ay maaaring hatiin sa pagkawala ng tanso at pagkawala ng bakal. Ang pagkawala ng tanso ay karaniwang 0.5%. Ang pagkawala ng bakal ay karaniwang 5~7%. Ang pagkawala ng pagbabago ng dry type transformer ay mas maliit kaysa sa uri ng oil invasion. Kabuuang pagkawala: 0.5+6=6.5 Paraan ng pagkalkula: 1000KVA×6.5%=65KVA

65KVA × 24 oras × 365 araw = 569400KWT (degrees)

Ang nameplate sa transpormer ay may tiyak na data.

Pagkawala ng walang karga ng transformer

Ang no-load loss ay tumutukoy sa lakas na hinihigop ng transformer kapag ang pangalawang bahagi ng transformer ay open circuit at ang sine wave voltage ng pangunahing bahagi ay katumbas ng rated voltage. Sa pangkalahatan, tanging ang rated frequency at rated voltage lamang ang binibigyang pansin, ngunit kung minsan ay hindi binibigyang pansin ang tapping voltage at voltage waveform, ang katumpakan ng sistema ng pagsukat, mga instrumento sa pagsubok at kagamitan sa pagsubok. Ang kinakalkulang halaga, karaniwang halaga, sinusukat na halaga, at garantisadong halaga ng pagkawala ay muling nalilito.

Kung ang boltahe ay idadagdag sa pangunahing bahagi at mayroong gripo, kung ang transformer ay may pare-parehong magnetic flux voltage regulation, ang inilapat na boltahe ay dapat na ang tap voltage ng posisyon ng gripo na naaayon sa power supply. Sa kaso ng variable magnetic flux voltage regulation, dahil ang no-load loss ay iba para sa bawat posisyon ng gripo, ang tamang posisyon ng gripo ay dapat piliin ayon sa mga teknikal na kinakailangan, at ang tinukoy na rated voltage ay dapat ilapat, dahil sa panahon ng variable magnetic flux voltage regulation, ang pangunahing bahagi ay palaging naglalapat ng boltahe sa bawat posisyon ng gripo.

Karaniwang kinakailangan na ang waveform ng inilapat na boltahe ay dapat na humigit-kumulang sinusoidal. Samakatuwid, ang isa ay ang paggamit ng harmonic analyzer upang sukatin ang mga harmonic component na nakapaloob sa voltage waveform, at ang isa ay ang paggamit ng isang simpleng paraan upang sukatin ang boltahe gamit ang isang average voltmeter, ngunit ang iskala ay isang epektibong halaga ng voltmeter, at ihambing ito sa epektibong halaga ng pagbasa ng voltmeter. Kapag ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawa ay higit sa 3%, nangangahulugan ito na ang voltage waveform ay hindi isang sine wave, at ang nasukat na no-load loss ay dapat na hindi wasto ayon sa mga kinakailangan ng bagong pamantayan.

Para sa sistema ng pagsukat, kinakailangang pumili ng naaangkop na linya ng pagsubok, piliin ang naaangkop na kagamitan at instrumento sa pagsubok. Dahil sa pag-unlad ng mga materyales na natatagusan ng magnet, ang wattage na nawawala bawat kilo ay lubhang nabawasan. Gumagamit ang mga tagagawa ng mataas na kalidad na high-permeability grain-oriented silicon steel sheets o kahit na amorphous alloys bilang mga materyales na natatagusan ng magnet. Walang mga butas sa tahi at buong slope, at ang teknolohiya ng hindi pagpapatong-patong ng iron yoke ay ginagamit sa proseso. Ang mga tagagawa ay bumubuo ng mga low-loss transformer, lalo na ang no-load loss ay lubhang nabawasan. Samakatuwid, ang mga bagong kinakailangan ay inilalagay sa sistema ng pagsukat. Ang kapasidad ay nananatiling pareho, at ang pagbaba ng no-load loss ay nangangahulugan na ang power factor ng transformer ay bumababa sa no-load. Ang maliit na power factor ay nangangailangan ng tagagawa na baguhin at i-transform ang sistema ng pagsukat. Ipinapayong gamitin ang three-wattmeter na pamamaraan para sa pagsukat, pumili ng 0.05-0.1 class transformer, at pumili ng wattmeter na may mababang power factor. Sa ganitong paraan lamang magagarantiyahan ang katumpakan ng pagsukat. Kapag ang power factor ay 0.01, ang phase difference ng transformer ay magdudulot ng power error na 2.9% kapag ang phase difference ay 1 minuto. Samakatuwid, kinakailangang piliin nang tama ang current ratio at voltage ratio ng current transformer at ng voltage transformer habang isinasagawa ang aktwal na pagsukat. Kapag ang aktwal na current ay mas maliit kaysa sa current na nakakonekta sa current transformer, mas malaki ang phase difference at current error ng current transformer, hahantong ito sa mas malaking error sa aktwal na resulta ng pagsukat. Samakatuwid, ang current na hinihila ng transformer ay dapat na malapit sa rated value ng current transformer. current.

Bukod pa rito, sa disenyo, ayon sa mga itinakdang pamamaraan, ang pagkawala ng walang karga na kinakalkula sa pamamagitan ng pagtukoy sa unit loss at process coefficient ng napiling silicon steel sheet ay karaniwang tinatawag na kinakalkulang halaga. Ang halagang ito ay dapat ihambing sa karaniwang halaga na tinukoy sa pamantayan o sa karaniwang halaga o garantisadong halaga na tinukoy sa kontrata. Ang kinakalkulang halaga ay dapat na mas mababa sa karaniwang halaga o garantisadong halaga, at walang lugar para sa pagkalkula, lalo na para sa mga batch-produced na transformer. Bukod pa rito, ang kinakalkulang halaga ay balido lamang para sa taga-disenyo o sa departamento ng disenyo, at walang legal na epekto. Ang kinakalkulang halaga ay hindi maaaring gamitin upang husgahan ang antas ng pagkawala ng produkto. Ang karaniwang halaga na itinakda sa pamantayan o ang garantisadong halaga na itinakda sa kontrata ay legal na epektibo. Ang mga produktong lumampas sa karaniwang halaga kasama ang pinapayagang paglihis, o ang garantisadong halaga (ang garantisadong halaga ay katumbas ng karaniwang halaga kasama ang pinapayagang paglihis) ay mga hindi kwalipikadong produkto. Kung mayroong sistema ng pagsusuri ng pagkawala, ito ay karaniwang ituturo sa kontrata, lalo na para sa mga produktong pang-export, kung ang halaga ng pagkawala ay lumampas sa tinukoy na halaga, isang multa ang ipapataw, at ang parusa para sa pagkawala ng walang karga ang pinakamataas. Para sa mga halaga ng pagsusuri ng pagkalugi ng mga bansang Europeo, mangyaring sumangguni sa ika-11 isyu ng magasin na "Transformer" noong 1994. Libu-libong dolyar ang multa kada kilowatt. Ito ang legal na epekto at direktang nauugnay sa mga benepisyong pang-ekonomiya.

Ang konsepto ng nasukat na halaga ay dapat ding maunawaan nang tama, alinman sa pagbasa ng mutual meter (o ang pagbasa ng power converter) o ang nasukat na halaga ay dapat i-convert sa rated na kondisyon, at dapat mayroong sapat na katumpakan. Para sa nasukat na halaga ng no-load loss, pangunahing mahalaga na ang voltage waveform ng power supply ay dapat na isang sine wave, at ang pagkakaiba sa pagitan ng average na pagbasa ng voltmeter at ng epektibong halaga ng pagbasa ng boltahe ay mas mababa sa 3%.

Pagkalkula ng pagkawala ng walang karga, pagkawala ng karga at boltahe ng impedance

Pagkawala ng walang karga: Kapag ang pangalawang winding ng transformer ay bukas at ang pangunahing winding ay inilapat gamit ang isang rated frequency na sinusoidal waveform rated voltage, ang aktibong kuryenteng nakonsumo ay tinatawag na pagkawala ng walang karga. Ang algorithm ay ang mga sumusunod: pagkawala ng walang karga = koepisyent ng proseso ng pagkawala ng walang karga × pagkawala ng yunit × core

Pagkawala ng karga: Kapag ang pangalawang paikot-ikot ng transformer ay naka-short-circuit (steady state), ang aktibong lakas na natupok kapag ang pangunahing paikot-ikot ay dumadaloy sa rated current ay tinatawag na pagkawala ng karga.

Ang algorithm ay ang mga sumusunod: pagkawala ng karga = pagkawala ng resistensya ng pinakamalaking pares ng mga paikot-ikot + karagdagang pagkawala

Karagdagang pagkawala = pagkawala ng eddy current sa paikot-ikot + pagkawala ng sirkulasyon ng parallel wire + pagkawala ng ligaw + pagkawala ng lead

Boltahe ng impedance: Kapag ang pangalawang winding ng transformer ay naka-short-circuit (steady state), ang boltahe na inilalapat ng rated current na dumadaloy sa pangunahing winding ay tinatawag na impedance voltage na Uz. Ang Uz ay karaniwang ipinapahayag bilang porsyento ng rated voltage, ibig sabihin, uz=(Uz/U1n)*100%

Potensyal ng pagliko: u=4.44*f*B*At,V

Kabilang sa mga ito: B—magnetikong densidad sa core ng bakal, TAt—epektibong cross-sectional area ng core ng bakal, metro kuwadrado

Maaari itong gawing karaniwang ginagamit na pormula para sa pagkalkula ng disenyo ng transformer:

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

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

Kung alam mo na ang mga boltahe ng phase at ang bilang ng mga liko, ang potensyal ng pagliko ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghahati ng boltahe ng phase sa bilang ng mga liko.

Kasama sa no-load loss ang hysteresis at eddy current loss sa iron core at ang pagkawala ng no-load current sa primary coil resistance. Ang una ay tinatawag na iron loss at ang huli ay tinatawag na copper loss. Dahil napakaliit ng no-load current, maaaring balewalain ang huli, kaya ang no-load loss ay karaniwang ang iron loss.

Maraming salik na nakakaapekto sa pagkawala ng walang karga at pagkawala ng bakal ng transformer, na ipinapahayag sa mga pormulang matematikal. Sa pormula, ang Pn at Pw—ay kumakatawan sa pagkawala ng hysteresis at pagkawala ng eddy current na kn, kw—mga constant.

f - ang dalas ng Hertz ng inilapat na boltahe ng transpormer

Bm——Pinakamataas na densidad ng magnetic flux Wei/m2 sa iron core

n——Steinmetz constant. Para sa mga karaniwang ginagamit na silicon steel sheet, kapag Bm=(1.0～1.6) Wei/m2, n≈2. Para sa kasalukuyang ginagamit na directional silicon steel sheets, kunin ang 2.5～3.5.

Ayon sa teoretikal na pagsusuri ng transformer, kung ipagpapalagay na ang pangunahing induced potential ay E1 (volts), kung gayon: E1=KfBm (2)

Ang K ay isang proporsyonal na konstante, na tinutukoy ng bilang ng mga pangunahing liko at ng cross-sectional area ng iron core, kaya ang pagkawala ng bakal ay:

Dahil napakaliit ng pagbaba ng boltahe ng pangunahing leakage impedance, kung mapabayaan,

E1=U1(4)

Makikita na ang pagkawala ng iron na walang karga ng transformer ay may malaking kaugnayan sa inilapat na boltahe. Kung ang boltahe V ay isang tiyak na halaga, ang pagkawala ng iron na walang karga ng transformer ay hindi magbabago (dahil ang f ay hindi nagbabago), at dahil ang U1=U1N sa normal na operasyon, kaya ang pagkawala ng iron na walang karga ay tinatawag ding constant loss. Kung ang boltahe ay nagbabago-bago, ang pagkawala ng iron na walang karga ay nag-iiba. Ang pagkawala ng iron ng transformer ay nauugnay sa pangunahing materyal at proseso ng paggawa, at walang kinalaman sa karga.