Ahoj! Ako dodávateľ 12 KV transformátorov sa ma často pýtajú, ako vypočítať straty u týchto zlých chlapcov. Tak som si povedal, že by som dal dokopy tento blogový príspevok, aby som vám to všetko rozpísal spôsobom, ktorý je ľahko pochopiteľný.
Najprv si povedzme, prečo je dôležité vypočítať straty transformátora. Na začiatok vám pomôže zistiť, aký efektívny je váš transformátor. Čím nižšie sú straty, tým je transformátor účinnejší, čo znamená, že z dlhodobého hľadiska ušetríte peniaze na nákladoch na energiu. Tiež vám pomôže identifikovať akékoľvek potenciálne problémy s transformátorom, ako sú problémy s prehriatím alebo izoláciou.
V transformátore existujú dva hlavné typy strát: straty medi a straty železa. Pozrime sa bližšie na každý z nich.
Straty medi
Straty medi, tiež známe ako straty I²R, sa vyskytujú vo vinutiach transformátora. Keď prúd preteká vinutím, medený drôt má odpor, ktorý spôsobuje, že sa časť elektrickej energie premení na teplo. Veľkosť straty medi závisí od prúdu pretekajúceho vinutím a odporu drôtu.
Vzorec na výpočet strát medi je:
[P_{cu}=I^{2}R]
kde (P_{cu}) je strata medi vo wattoch, (I) je prúd v ampéroch a (R) je odpor vinutia v ohmoch.
Na výpočet celkových strát medi v transformátore je potrebné zvážiť primárne aj sekundárne vinutie. Pomocou multimetra môžete merať odpor vinutia a pomocou menovitého výkonu a napätia transformátora môžete vypočítať prúd pretekajúci vinutiami.
Povedzme napríklad, že máte 12 KV transformátor s menovitým výkonom 1000 kVA a primárnym napätím 12 kV. Menovitý prúd na primárnej strane možno vypočítať pomocou vzorca:
[I=\frac{S}{\sqrt{3}V}]
kde (S) je menovitý výkon vo voltoch - ampéroch, (V) je napätie vo voltoch.
[I=\frac{1000\times1000}{\sqrt{3}\times12000}\approx48.11A]
Ak je odpor primárneho vinutia (0,1\Omega), potom strata medi na primárnej strane je:
[P_{cu1}=I^{2}R=(48,11)^{2}\times0,1\approx231,46W]
Urobili by ste podobný výpočet pre sekundárne vinutie, aby ste získali celkové straty medi.
Straty železa
V jadre transformátora vznikajú straty železa, známe aj ako straty v jadre. Tieto straty sú spôsobené dvoma hlavnými faktormi: hysterézia a vírivé prúdy.
Strata hysterézie
Strata hysterézy je strata energie v dôsledku opakovanej magnetizácie a demagnetizácie jadra transformátora. Keď cez primárne vinutie preteká striedavý prúd, vytvára magnetické pole, ktoré spôsobuje, že magnetické domény v jadre sa zarovnajú a prestavia. Tento proces vyžaduje energiu, ktorá sa rozptýli ako teplo.
Vzorec na výpočet straty hysterézy je:
[P_{h}=k_{h}fB_{m}^{n}V]
kde (P_{h}) je strata hysterézie vo wattoch, (k_{h}) je konštanta, ktorá závisí od materiálu jadra, (f) je frekvencia striedavého prúdu v hertzoch, (B_{m}) je maximálna hustota toku v jadre v teslach, (n) je konštanta (zvyčajne medzi 1,5 a 2,5 kubickými metrami, objem jadra v 2,5),
Strata vírivých prúdov
Strata vírivých prúdov je strata energie v dôsledku indukovaných prúdov v jadre. Keď sa magnetické pole v jadre zmení, indukuje v materiáli jadra malé prúdy, nazývané vírivé prúdy. Tieto prúdy prúdia v kruhových dráhach a spôsobujú zahrievanie v jadre.
Vzorec na výpočet straty vírivými prúdmi je:
[P_{e}=k_{e}f^{2}B_{m}^{2}t^{2}V]
kde (P_{e}) je strata vírivým prúdom vo wattoch, (k_{e}) je konštanta, ktorá závisí od materiálu jadra, (f) je frekvencia striedavého prúdu v hertzoch, (B_{m}) je maximálna hustota toku v jadre v teslach, (t) je hrúbka lamiel v jadre v metroch je objem v kubických metroch a (V.)
Celková strata železa je súčtom straty hysterézy a straty vírivým prúdom:
[P_{i}=P_{h}+P_{e}]
Celkové straty
Celkové straty v transformátore sú súčtom strát medi a strát železa:
[P_{total}=P_{cu}+P_{i}]
Teraz si povedzme o niekoľkých praktických tipoch na zníženie strát transformátora. Jedným zo spôsobov je použitie vysoko kvalitných materiálov na vinutia a jadro. Napríklad použitie medi s nižším odporom pre vinutia môže znížiť straty medi a použitie materiálu jadra s nízkou hysteréziou a stratami vírivými prúdmi môže znížiť straty železa.
Ďalším spôsobom je prevádzkovať transformátor pri jeho optimálnom zaťažení. Transformátory sú najúčinnejšie, keď pracujú na približne 50 % - 70 % ich menovitého zaťaženia. Prevádzka transformátora pri veľmi nízkej alebo veľmi vysokej záťaži môže zvýšiť straty.
Ak hľadáte 12 KV transformátor, môžete si pozrieť naše12 KV transformátorstránku. Ponúkame tiežMerací transformátoraTransformátor 33kv 11kvmožnosti.
Ak máte akékoľvek otázky o výpočte strát alebo o našich transformátoroch všeobecne, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme vám pomohli urobiť najlepšiu voľbu pre vaše elektrické potreby. Či už ste malý podnik alebo veľké priemyselné zariadenie, máme pre vás ten správny transformátor. Neváhajte nás preto kontaktovať pre cenovú ponuku a začnite šetriť na nákladoch za energie ešte dnes!
Referencie
- Základy elektrických strojov od Stephena J. Chapmana
- Analýza a návrh energetického systému J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma a Thomas J. Overbye
