Eficiência do transformador
A eficiência do transformador é determinada pela relação entre a potência P2 fornecida pelo transformador à carga e a potência P1 consumida pela rede:
η = P2 / P1
A eficiência caracteriza a eficiência da conversão de tensão em um transformador.
Em cálculos práticos, a eficiência do transformador é calculada pela fórmula
η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),
onde ∑P = Pmail + Pmg — perdas totais no transformador.
Esta fórmula é menos sensível a erros na determinação de P1 e P2 e, portanto, permite obter um valor de eficiência mais preciso.
A potência líquida fornecida pelo transformador à rede é calculada pela fórmula
P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,
onde kng = I2 / I2n — fator de carga do transformador.
As perdas elétricas nos enrolamentos são determinadas pela experiência de curto-circuito do transformador.
Pmail = kng2 NS PSim,
onde Pk = rk x I21n — perdas de curto-circuito na corrente nominal.
As perdas no aço Rmg são determinadas pelo teste de marcha lenta rmg = Ro
Eles são considerados constantes para todos os modos de operação do transformador, pois quando u1 = const EMF E1 nos modos de operação muda insignificantemente.
Com base no exposto, a eficiência do transformador pode ser determinada pela seguinte fórmula:
η = (Po + kng2 NS PSe) / (kng NS Сn NS Cosφ2 + Po + kng2 NS PSe),
A análise desta expressão mostra que a eficiência do transformador tem um valor máximo na carga quando as perdas nos enrolamentos são iguais às do aço.
Arroz. 1. Determinação do valor ideal do fator de carga do transformador
A partir disso, obtemos o valor ideal do fator de carga do transformador:
kngopt = √Po / PTo be
Nos transformadores de potência modernos, o coeficiente de perda Po/ P1 = (0,25 — 0,4); portanto, o máximo de η ocorre em kng = 0,5 — 0,6 (Fig. 1).
A partir da curva η (kng), pode-se ver que o transformador tem eficiência quase constante em uma ampla faixa de variação de carga de 0,5 a 1,0. Em cargas baixas, o η do transformador cai drasticamente.
Subestação transformadora