Rangert kraft og effektfaktor for transformator

 

1. Definisjon

Transformatorkapasitet refererer til den maksimale kraften som en transformator trygt kan overføre under rangerte driftsforhold i en lengre periode. Det kommer vanligvis til uttrykk i Kilovolt-Amperes (KVA) eller Megavolt-Amperes (MVA). Kapasiteten bestemmes av transformatorens design- og driftsmiljø og fungerer som en nøkkelparameter for å evaluere transformatorens lasthåndteringsevne.

 

2. enheter

Enhetene som er brukt er kilovolt-amperes (KVA) eller megavolt-Amperes (MVA), med følgende konverteringer:
1 mva=1000 kva=1, 000, 000 va.

 

 

Tilsynelatende kraft (er)

kva- Dette blir ofte referert til som transformatorkapasitet, for eksempel en 5000 KVA -transformator.
Formelen er:
Hvor:

• S: Tilsynelatende kraft (transformatorkapasitet, enhet: KVA eller MVA)
• U: Nominell spenning (enhet: KV)
• I: Rangert strøm (enhet: a)

Transformatorkapasitet vurderer bare den tilsynelatende kraften og gjenspeiler ikke direkte effektfaktoren.

 

Aktiv kraft (P)

kw- Aktiv kraft er den faktiske kraften som brukes av belastningen.

 

Reaktiv kraft (Q)

kvar- Reaktiv kraft er assosiert med etablering og vedlikehold av det elektromagnetiske feltet.

 

 

 

 

Enfasetransformator

Kapasiteten på primærsiden er lik sekundærsiden:

√  

 

Trefasetransformator

Forholdsformel:

Kapasiteten beregnes som:

√  

Hvor:

• V: Linjespenning (enhet: KV)
• I: Linjestrøm (enhet: A)

 

 

• Rangert kapasitet

Maksimal kapasitet for en transformator som kan fungere trygt i lang tid under rangerte forhold

 

• Rangerte forhold

Nominell spenning, nominell frekvens og temperaturøkning under full belastningsdrift overstiger ikke standarden

 

Temperaturøkningsgrensen	IEC -standarder (k)	IEEE Standards (k)
Oljetopp	60	65
Svingete gjennomsnitt	65	65
Svingete hot spot	78	80

 

Eksempel: En 5000 KVA -transformator, når temperaturøkningstesten, temperaturøkningsgrensen overstiger standardbestemmelsene, anses det at transformatorens kapasitet under nominelle forhold ikke kan nå 5000 kVA, kanskje ikke overstiger temperaturstigningsgrensen under 4500KVA, da skal den faktiske kapasiteten til transformatoren være 4500KVA

 

 

Power Factor (PF) er en dimensjonsløs parameter som indikerer belastningenes natur. Det er forholdet mellom aktiv kraft (p) og tilsynelatende kraft (er), definert som: 

Hvor:

• P: aktiv kraft, målt i kilowatt (kw);
• S: tilsynelatende kraft, målt i Kilovolt-Amperes (KVA);
• ϕ: Fasevinkel mellom strøm og spenning.

 

Det typiske området for effektfaktorverdier er 0 til 1:

• Rene resistive belastninger: Effektfaktor tilsvarer 1 (spenning og strøm er i fase).
• Induktive belastninger(f.eks. Motorer, transformatorer): effektfaktoren er mindre enn 1 (strømforsinkelser bak spenning).
• Kapasitive belastninger: Effektfaktor er mindre enn 1 (strøm fører spenning).

 

 

Transformatorkapasitet er designet for å håndtere den maksimale tilsynelatende strømmen og påvirkes ikke direkte av effektfaktoren. Under faktisk belastningsdrift påvirker effektfaktoren imidlertid transformatorens aktive effektutgangsevne. Forholdet er: p=s × pf Dette betyr at med en lav effektfaktor, selv om den tilsynelatende kraften forblir konstant, avtar den aktive kraften, og potensielt begrenser transformatorens utnyttelse.

 

Eksempel:

• Hvis en transformator har en kapasitet på 1 0 0 kva og effektfaktoren er 0,8, så: p =100 × 0. 8=80 kw Dette indikerer at transformatoren bare kan levere 80 kw av aktiv kraft.

Derfor, under lave effektfaktorforhold, kan det å legge til kompensasjonsenheter (for eksempel kondensatorbanker) for å forbedre effektfaktoren utnytte transformatorens kapasitet og redusere tap.