Потужність силового трансформатора

Потужність силового трансформатораВибір силового трансформатора за потужністю та розрахунок потужності

Напевно, не потрібно розповідати про важливість такого пристрою як трансформатор. А ось про те, як його вибрати, мабуть, буде корисно дізнатися. Існують різноманітні методики, але найбільш популярною є вибір силових трансформаторів по потужності.

Трансформатори бувають сухими і олійними, при цьому масляні поширені і застосовуються набагато ширше.

У двотрансформаторні станціях використовуються об’єкти третьої категорії надійності, однотрансформаторных, відповідно, — першою і другою. При виборі потужності враховується перевантажувальна здатність трансформатора при роботі в аварійному і плановому режимі.

Потужності силових трансформаторів таблиця

У таблиці нижче можна подивитися коефіцієнти роботи трансформатора в різних режимах.

Коефіцієнт допустимого перевантаження для масляного трансформатора
Коефіцієнт завантаження масляного трансформатора в плановому режимі

Для 2хтрансформаторной підстанції
Для 3хтрансформаторной підстанції

1,0
0,5
0,666

1,1
0,55
0,735

1,2
0,6
0,8

1,3
0,65
0,86

1,4
0,7
0,93

Зауважимо, що для сухих максимальний коефіцієнт не може бути більше 1,2.

Для вибору потужності трансформатора слід порівняти повну плановану потужність об’єкта (кВА) з можливими інтервалами допустимого навантаження трансформаторів в плановому і аварійному режимах і для різних споживачів.

А тепер згадаємо пристрій трансформатора. Він являє собою сердечник, у якого є 2 котушки. У кожної котушки є обмотка, вони носять назви «первинна» і «вторинна». При проходженні змінного струму між обмотками і його перетворення і відбувається розподіл електроенергії.

Потужність силового трансформатора

При цьому можна визначити коефіцієнт трансформації, який визначається як відношення числа витків первинної обмотки до вторинної (його позначають як До).

Процес ручного розрахунку потужності трансформатора досить трудомісткий, але цілком здійсненний, якщо у вас виникла в цьому потреба.

Спершу розраховується потужність кожної обмотки як добуток напруги і сили струму кожної обмотки.

Формула виглядатиме так:

Рг – потужність обмотки в вольтах,
Іх — сила струму в амперах;
Uх – напруга обмотки в вольтах.

Щоб розрахувати загальну потужність трансформатора, потрібно скласти потужності обмоток і помножити на коефіцієнт, який дозволяє урахувати можливі втрати в трансформаторі і приймається рівним 1,25.

За допомогою отриманого значення потужності трансформатора можна розрахувати величину перерізу сердечника в квадратних сантиметрах за цією формулою:
А за допомогою наступної формули розраховується число витків на один вольт напруги:
Тепер розраховуємо кількість витків кожної обмотки. Для первинної ось за такою формулою:

А для решти за наступною:

Для визначення діаметра дроту обмотки використовується стандартна формула:

I — сила струму в амперах в обмотці; d — власне, діаметр проводу в міліметрах.
Відношенням загальної потужності трансформатора напруги в первинній обмотці визначається сила струму в ній.

Також, якщо ви розраховуєте зайнятися складанням трансформатора самостійно, вам знадобиться така величина як типорозмір пластин сердечника. Він розраховується за формулою:

Dх – це величина діаметрів проводів обмотки в міліметра,
пх — загальна кількість витків обмотки.

По результату слід вибрати пластину так, щоб ваша обмотка помістилася в її вікні.

Втрати потужності в силових трансформаторах

Так як трансформатор – статичний пристрій, у ньому не буває втрат, пов’язаних з поганої роботи механіки. Втрати можуть виникати в обмотках або інших складових пристрою при відрізняються режимах його роботи і це втрати активної потужності системи. Один з основних видів таких втрат – це основні втрати, що виникають в обмотках трансформатора. При передачі електромагнітного імпульсу між первинною і вторинною обмотками у них виникає струм (відповідно, I1 і I2). При цьому відбувається втрата потужності, яка розраховується за формулою:

Рнагр = I21r1 + I22r2,
(r1, r2 — це величини опору обмоток)

Втрати знаходяться в залежності від потужності, яка потрібна споживачу електроенергії. Відповідно, якщо фактично споживана потужність становить, наприклад, 0,75 від номінальної, то і втрати складуть 0,75*0,75=0,5625. Так як фактичне споживання електроенергії в різний час доби по-різному, то і втрати можуть дуже значно коливатися.

Крім того, в обмотках бувають ще так звані додаткові втрати. Справа в тому, що крім названих струмів, що виникають ще струми, що не виходять за межі обмотки, — всередині проводів (вихрові) і між гілками обмотки, що йдуть паралельно (циркулюючі).

Тому при розрахунку втрат обмотки для отримання реальної величини рекомендується скласти всі три показника: струм навантаження, циркулюючий і вихровий. Крім названих, в конструкції трансформатора можуть виникати і інші види втрат, що знижують його ефективність (наприклад, в його стінках бака або в пресуючих кілець). Тому для розрахунку загальної суми втрат використовується підсумовування всіх втрат: активної потужності, навантажувальних і додаткових.

Ще один вид втрат виникає при роботі трансформатора в режимі холостого ходу і так і називається «втрати холостого ходу». Втрати в цьому випадку виникають в магнітопроводі, вони є постійними і присутні при будь-якому навантаженні транформатора.

Розраховуються за формулою:
Р0=Рм+I20r1, в якій r1 — активний опір первинної обмотки, Рм – втрати в магнітопроводі.

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками