Účinnosť transformátora

Účinnosť transformátora je určená pomerom výkonu P2 dodávaného transformátorom k záťaži k výkonu P1 spotrebovanému sieťou:

η = P2 / P1

Účinnosť charakterizuje účinnosť premeny napätia v transformátore.

V praktických výpočtoch sa účinnosť transformátora vypočíta podľa vzorca

η = 1 – (∑P – (P2 + ∑P),

kde ∑P = Pmail + Pmg — celkové straty v transformátore.

Tento vzorec je menej citlivý na chyby pri určovaní P1 a P2, a preto umožňuje získať presnejšiu hodnotu účinnosti.

Čistý výkon dodávaný transformátorom do siete sa vypočíta podľa vzorca

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

kde kng = I2 / I2n — faktor zaťaženia transformátora.

Elektrické straty vo vinutí sú určené skúsenosťami so skratom transformátora.

Pmail = kng2 NS PÁno,

kde Pk = rk x I21n — skratové straty pri menovitom prúde.

Straty v oceli Rmg sú určené skúškou naprázdno rmg = Ro

Predpokladá sa, že sú konštantné pre všetky režimy prevádzky transformátora, pretože keď u1 = const EMF E1 v režimoch prevádzky sa nevýznamne mení.

Na základe vyššie uvedeného možno účinnosť transformátora určiť podľa nasledujúceho vzorca:

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

Analýza tohto výrazu ukazuje, že účinnosť transformátora má maximálnu hodnotu pri zaťažení, keď sú straty vo vinutí rovnaké ako straty v oceli.

Ryža. 1. Stanovenie optimálnej hodnoty faktora zaťaženia transformátora

Z toho dostaneme optimálnu hodnotu faktora zaťaženia transformátora:

kngopt = √Po / PTo byť

V moderných výkonových transformátoroch je stratový koeficient Po/ P1 = (0,25 — 0,4); preto maximum η nastáva pri kng = 0,5 — 0,6 (obr. 1).

Z krivky η (kng) je možné vidieť, že transformátor má takmer konštantnú účinnosť v širokom rozsahu kolísania záťaže od 0,5 do 1,0. Pri nízkych zaťaženiach η transformátora prudko klesá.

Transformátorová stanica