Muuntajan nimellisteho ja tehokerroin

 

1. Määritelmä

Muuntajan kapasiteetti viittaa suurimpaan tehon, jonka muuntaja voi siirtää turvallisesti nimellisissä käyttöolosuhteissa pitkään. Se ilmenee tyypillisesti kilovolt-ampeereissa (KVA) tai megavolt-ampeereissa (MVA). Kapasiteetti määritetään muuntajan suunnittelu- ja toimintaympäristöllä, ja se toimii avainparametrina muuntajan kuormituskyvyn arvioimiseksi.

 

2. Yksiköt

Käytetyt yksiköt ovat kilovolt-ampeereja (KVA) tai megavolt-ampeereja (MVA) seuraavilla muunnoksilla:
1 MVA=1000 kva=1, 000, 000 va.

 

 

Näennäinen voima (t)

kva- Tätä kutsutaan yleisesti muuntajan kapasiteetiksi, kuten 5000 kVa -muuntajaksi.
Kaava on:
Jossa:

• S: Näennäinen teho (muuntajan kapasiteetti, yksikkö: KVA tai MVA)
• U: Nimellisjännite (yksikkö: KV)
• I: Nimellisvirta (yksikkö: A)

Muuntajan kapasiteetti harkitsee vain näennäistä voimaa eikä heijasta suoraan tehokerrointa.

 

Aktiivinen teho (p)

kw- Aktiivinen teho on kuorman todellinen teho.

 

Reaktiivinen voima (Q)

kvar- Reaktiivinen teho liittyy sähkömagneettisen kentän perustamiseen ja ylläpitämiseen.

 

 

 

 

Yksivaiheinen muuntaja

Ensisijainen kapasiteetti on yhtä suuri kuin toissijainen kapasiteetti:

√  

 

Kolmivaiheinen muuntaja

Suhdekaava:

Kapasiteetti lasketaan seuraavasti:

√  

Jossa:

• V: Linjajännite (yksikkö: KV)
• I: Linjavirta (yksikkö: A)

 

 

• Nimelliskapasiteetti

Muuntajan enimmäiskapasiteetti, joka voi toimia turvallisesti pitkään nimellisolosuhteissa

 

• Nimellisolosuhteet

Nimellisjännite, nimellistaajuus ja lämpötilan nousu täyden kuormituksen aikana eivät ylitä standardia

 

Lämpötilan nousuraja	IEC -standardit (k)	IEEE -standardit (k)
Öljypää	60	65
Käämitys keskiarvo	65	65
Käämitys	78	80

 

Esimerkki: 5000 kVa -muuntaja, kun lämpötilan nousun testi, lämpötilan nousun raja ylittää standardisäännökset, katsotaan, että muuntajan kapasiteetti nimellisolosuhteissa ei pääse 5000 kVa: iin, ei välttämättä ylitä lämpötilan nousun rajaa 4500 kVA, sitten muuntajan todellisen kapasiteetin tulisi olla 4500 kVA

 

 

Tehokerroin (PF) on mitaton parametri, joka osoittaa kuorman luonteen. Se on aktiivisen tehon (P) suhde ilmeiseen tehon (S), määritelty seuraavasti: 

Jossa:

• P: aktiivinen voima, mitattu kilowatteina (KW);
• S: näennäinen voima, mitattu kilovolt-ampeereissa (KVA);
• ϕ: vaihekulma virran ja jännitteen välillä.

 

Tyypillinen tehokerroinarvojen alue on 0 - 1:

• Puhdas resistiiviset kuormat: Tehokerroin vastaa 1 (jännite ja virta ovat vaiheessa).
• Induktiiviset kuormat(Esimerkiksi moottorit, muuntajat): Tehokerroin on vähemmän kuin 1 (virta viive jänniteestä).
• Kapasitiiviset kuormat: Tehokerroin on vähemmän kuin 1 (virran johtaa jännite).

 

 

Muuntajan kapasiteetti on suunniteltu käsittelemään maksimaalisen näennäisen voiman, eikä tehokerroin suoraan vaikuta siihen. Todellisen kuormituksen aikana tehokerroin vaikuttaa kuitenkin muuntajan aktiiviseen tehonlähtökyvyyn. Suhde on: p=s × pf Tämä tarkoittaa, että pienellä tehokerroimella, vaikka näennäinen voima pysyy vakiona, aktiivinen voima vähenee, rajoittaen mahdollisesti muuntajan käyttöä.

 

Esimerkki:

• Jos muuntajan kapasiteetti on 1 0 0 kva ja tehokerroin on 0,8, niin: p =100 × 0. 8=80 kW, tämä osoittaa, että muuntaja voi toimittaa vain 80 kW aktiivista voimaa.

Siksi pienen tehon tekijäolosuhteissa kompensointilaitteiden (kuten kondensaattoripankkien) lisääminen tehokertoimen parantamiseksi voi hyödyntää muuntajan kapasiteettia ja vähentää tappioita.