Učinkovitost transformatora

Učinkovitost transformatora određena je omjerom snage P2 koju transformator isporučuje opterećenju i snage P1 koju troši mreža:

η = P2 / P1

Učinkovitost karakterizira učinkovitost pretvorbe napona u transformatoru.

U praktičnim proračunima, učinkovitost transformatora izračunava se formulom

η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),

gdje je ∑P = Pmail + Pmg — ukupni gubici u transformatoru.

Ova je formula manje osjetljiva na pogreške u određivanju P1 i P2 i stoga omogućuje dobivanje točnije vrijednosti učinkovitosti.

Neto snaga koju transformator isporučuje mreži izračunava se formulom

P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kg NS Sn NS Cosφ2,

gdje je kng = I2 / I2n — faktor opterećenja transformatora.

Električni gubici u namotima određeni su iskustvom kratkog spoja transformatora.

Pmail = kng2 NS PYes,

gdje je Pk = rk x I21n — gubici u kratkom spoju pri nazivnoj struji.

Gubici u čeliku Rmg određuju se ispitivanjem u praznom hodu rmg = Ro

Pretpostavlja se da su konstantni za sve načine rada transformatora, jer kada je u1 = const EMF E1 u načinima rada se neznatno mijenja.

Na temelju gore navedenog, učinkovitost transformatora može se odrediti sljedećom formulom:

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

Analiza ovog izraza pokazuje da učinkovitost transformatora ima najveću vrijednost pri opterećenju kada su gubici u namotima jednaki onima u čeliku.

Riža. 1. Određivanje optimalne vrijednosti faktora opterećenja transformatora

Iz ovoga dobivamo optimalnu vrijednost faktora opterećenja transformatora:

kngopt = √Po / PTo be

U suvremenim energetskim transformatorima koeficijent gubitaka Po/ P1 = (0,25 — 0,4); stoga se maksimum η javlja pri kng = 0,5 — 0,6 (slika 1).

Iz krivulje η (kng) može se vidjeti da transformator ima gotovo konstantnu učinkovitost u širokom rasponu varijacija opterećenja od 0,5 do 1,0. Kod malih opterećenja η transformatora naglo pada.

Trafostanica