Menovitý výkon a faktor transformátora

 

1. Definícia

Kapacita transformátora sa vzťahuje na maximálny výkon, ktorý môže transformátor bezpečne vysielať za menovité prevádzkové podmienky na dlhšiu dobu. Typicky sa vyjadruje v kilovoltových ampelách (KVA) alebo Megavolt-Amperes (MVA). Kapacita je určená dizajnérskym a operačným prostredím transformátora a slúži ako kľúčový parameter na vyhodnotenie schopnosti manipulácie s zaťažením transformátora.

 

2. Jednotky

Použité jednotky sú Kilovolt-Amperes (KVA) alebo Megavolt-Amperes (MVA), s nasledujúcimi konverziami:
1 mva=1000 kva=1, 000, 000 va.

 

 

Zjavná sila

kva- Toto sa bežne označuje ako kapacita transformátora, napríklad 5000 KVA transformátor.
Vzorec je:
Kde:

• S: Zjavný výkon (kapacita transformátora, jednotka: KVA alebo MVA)
• U: Menovité napätie (jednotka: KV)
• I: Menovitý prúd (jednotka: a)

Kapacita transformátora zvažuje iba zjavnú silu a priamo neodráža účinný faktor.

 

Aktívny výkon (P)

kw- Aktívny výkon je skutočný výkon, ktorý používa zaťaženie.

 

Reaktívny výkon (q)

kvar- Reaktívna energia je spojená so založením a udržiavaním elektromagnetického poľa.

 

 

 

 

Jednofázový transformátor

Kapacita primárnej strany sa rovná kapacite sekundárnej strany:

√  

 

Trojfázový transformátor

Vzťahový vzorec:

Kapacita sa vypočíta ako:

√  

Kde:

• V: Napätie riadkov (jednotka: kv)
• I: Prúdový prúd (jednotka: a)

 

 

• Menovitá kapacita

Maximálna kapacita transformátora, ktorý môže pracovať bezpečne po dlhú dobu za hodnotených podmienok

 

• Menovité podmienky

Menovité napätie, menovité frekvencie a zvýšenie teploty počas úplného zaťaženia nepresahujú štandard

 

Limit zvýšenia teploty	Štandardy IEC (k)	Štandardy IEEE (k)
Olej	60	65
Priemer vinutia	65	65
Vinutie horúceho miesta	78	80

 

Príklad: Transformátor 5 000 kVA, keď sa test zvýši teplota, limit zvýšenia teploty presahuje štandardné ustanovenia, uvažuje sa o tom, že kapacita transformátora za menovitých podmienok nemôže dosiahnuť 5 000 kVA, nemusí prekročiť limit zvýšenia teploty pod 4500 kVA, potom skutočná kapacita transformátora by mala byť 4500 kVA

 

 

Faktorový faktor (PF) je parameter bez rozmerov, ktorý označuje povahu záťaže. Je to pomer aktívneho výkonu (P) k zjavnej sile (S) definovanej ako: 

Kde:

• P: aktívna sila, meraná v kilowattoch (KW);
• S: Zjavná sila, meraná v kilovoltových amperách (KVA);
• ϕ: Fázový uhol medzi prúdom a napätím.

 

Typický rozsah hodnôt výkonového faktora je 0 na 1:

• Čisté odporové zaťaženia: Účinný faktor sa rovná 1 (napätie a prúd sú vo fáze).
• Indukčné zaťaženia(napr. Motory, transformátory): Úkonový faktor je menší ako 1 (prúd zaostáva za napätím).
• Kapacitné zaťaženie: Elektrický faktor je menší ako 1 (prúd vedie napätie).

 

 

Kapacita transformátora je navrhnutá tak, aby zvládla maximálny zjavný výkon a nie je priamo ovplyvnený účinným faktorom. Počas skutočnej prevádzky zaťaženia však účinný faktor ovplyvňuje aktívnu výstupnú schopnosť transformátora. Vzťah je: p=s × pf To znamená, že s nízkym faktorom účinku, hoci zdanlivý výkon zostáva konštantný, aktívny výkon klesá a potenciálne obmedzuje využitie transformátora.

 

Príklad:

• Ak má transformátor kapacitu 1 0 0 kVa a faktor výkonu je 0,8, potom: p =100 × 0. 8=80 kw to znamená, že transformátor môže iba dodávať 80 kW aktívnej energie.

Preto za podmienok s nízkym účinným faktorom môže pridanie kompenzačných zariadení (ako napríklad kondenzátorové banky) na zlepšenie výkonového faktora plne využívať kapacitu transformátora a znížiť straty.