Transformatoreffektivitet

Effektiviteten til transformatoren bestemmes av forholdet mellom kraften P2 levert av transformatoren og belastningen til kraften P1 som forbrukes av nettverket:

η = P2 / P1

Effektivitet karakteriserer effektiviteten av spenningskonvertering i en transformator.

I praktiske beregninger beregnes transformatorens effektivitet ved formelen

η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),

hvor ∑P = Pmail + Pmg — totale tap i transformatoren.

Denne formelen er mindre følsom for feil i bestemmelsen av P1 og P2 og gjør det derfor mulig å oppnå en mer nøyaktig effektivitetsverdi.

Nettoeffekten som leveres av transformatoren til nettverket, beregnes ved hjelp av formelen

P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,

hvor kng = I2 / I2n — lastfaktoren til transformatoren.

De elektriske tapene i viklingene bestemmes av kortslutningsopplevelsen til transformatoren.

Pmail = kng2 NS PYes,

hvor Pk = rk x I21n — kortslutningstap ved merkestrøm.

Tap i stål Rmg bestemmes av tomgangstesten rmg = Ro

De antas konstante for alle driftsmodusene til transformatoren, siden når u1 = const EMF E1 i driftsmodusene endres ubetydelig.

Basert på ovenstående kan transformatorens effektivitet bestemmes av følgende formel:

η = (Po + kng2 NS PSe) / (kng NS Сn NS Cosφ2 + Po + kng2 NS PSe),

Analyse av dette uttrykket viser at virkningsgraden til transformatoren har en maksimal verdi ved belastningen når tapene i viklingene er lik de i stålet.

Ris. 1. Bestemmelse av optimal verdi av lastfaktoren til transformatoren

Fra dette får vi den optimale verdien av lastfaktoren til transformatoren:

kngopt = √Po / PTo være

I moderne krafttransformatorer er tapskoeffisienten Po/P1 = (0,25 — 0,4); derfor inntreffer maksimum av η ved kng = 0,5 — 0,6 (fig. 1).

Fra η (kng)-kurven kan man se at transformatoren har nesten konstant virkningsgrad over et bredt spekter av lastvariasjoner fra 0,5 til 1,0. Ved lav belastning synker transformatorens η kraftig.

Transformatorstasjon