Eficiència del transformador
L'eficiència del transformador ve determinada per la relació entre la potència P2 subministrada pel transformador i la càrrega i la potència P1 consumida per la xarxa:
η = P2 / P1
L'eficiència caracteritza l'eficiència de la conversió de tensió en un transformador.
En càlculs pràctics, l'eficiència del transformador es calcula mitjançant la fórmula
η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),
on ∑P = Pmail + Pmg — pèrdues totals al transformador.
Aquesta fórmula és menys sensible als errors en la determinació de P1 i P2 i, per tant, permet obtenir un valor d'eficiència més precís.
La potència neta subministrada pel transformador a la xarxa es calcula mitjançant la fórmula
P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,
on kng = I2 / I2n — factor de càrrega del transformador.
Les pèrdues elèctriques en els bobinatges estan determinades per l'experiència de curtcircuit del transformador.
Pmail = kng2 NS PYes,
on Pk = rk x I21n — pèrdues de curtcircuit a corrent nominal.
Les pèrdues en acer Rmg es determinen mitjançant la prova de ralentí rmg = Ro
S'assumeixen constants per a tots els modes de funcionament del transformador, ja que quan u1 = const EMF E1 en els modes de funcionament canvia de manera insignificant.
A partir de l'anterior, l'eficiència del transformador es pot determinar mitjançant la fórmula següent:
η = (Po + kng2 NS PSe) / (kng NS Сn NS Cosφ2 + Po + kng2 NS PSe),
L'anàlisi d'aquesta expressió mostra que l'eficiència del transformador té un valor màxim a la càrrega quan les pèrdues en els bobinats són iguals a les de l'acer.
Arròs. 1. Determinació del valor òptim del factor de càrrega del transformador
D'això obtenim el valor òptim del factor de càrrega del transformador:
kngopt = √Po / PTo be
En els transformadors de potència moderns, el coeficient de pèrdua Po/ P1 = (0,25 — 0,4); per tant, el màxim de η es produeix a kng = 0,5 — 0,6 (Fig. 1).
A partir de la corba η (kng), es pot veure que el transformador té una eficiència gairebé constant en un ampli rang de variació de càrrega de 0,5 a 1,0. A baixes càrregues, la η del transformador cau bruscament.
Subestació transformadora