Rendimento del trasformatore

L'efficienza del trasformatore è determinata dal rapporto tra la potenza P2 fornita dal trasformatore al carico e la potenza P1 consumata dalla rete:

η = P2 / P1

L'efficienza caratterizza l'efficienza della conversione di tensione in un trasformatore.

Nei calcoli pratici, l'efficienza del trasformatore è calcolata dalla formula

η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),

dove ∑P = Pmail + Pmg — perdite totali nel trasformatore.

Questa formula è meno sensibile agli errori nella determinazione di P1 e P2 e consente quindi di ottenere un valore di efficienza più accurato.

La potenza netta fornita dal trasformatore alla rete è calcolata dalla formula

P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,

dove kng = I2 / I2n — fattore di carico del trasformatore.

Le perdite elettriche negli avvolgimenti sono determinate dall'esperienza di cortocircuito del trasformatore.

Pmail = kng2 NS PSì,

dove Pk = rk x I21n — perdite di cortocircuito alla corrente nominale.

Le perdite in acciaio Rmg sono determinate dalla prova a vuoto rmg = Ro

Sono assunti costanti per tutte le modalità di funzionamento del trasformatore, poiché quando u1 = const EMF E1 nelle modalità di funzionamento cambia in modo insignificante.

Sulla base di quanto sopra, l'efficienza del trasformatore può essere determinata dalla seguente formula:

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

L'analisi di questa espressione mostra che il rendimento del trasformatore ha un valore massimo al carico quando le perdite negli avvolgimenti sono uguali a quelle nell'acciaio.

Riso. 1. Determinazione del valore ottimale del fattore di carico del trasformatore

Da questo otteniamo il valore ottimale del fattore di carico del trasformatore:

kngopt = √Po / PTo be

Nei moderni trasformatori di potenza, il coefficiente di perdita Po/ P1 = (0,25 — 0,4); pertanto, il massimo di η si verifica a kng = 0,5 — 0,6 (Fig. 1).

Dalla curva η (kng), si può vedere che il trasformatore ha un'efficienza quasi costante su un'ampia gamma di variazione del carico da 0,5 a 1,0. A bassi carichi, la η del trasformatore diminuisce bruscamente.

Sottostazione del trasformatore