Mengira kerugian dalam pengubah pengedaran adalah aspek penting bagi kedua-dua pembekal dan pengguna. Sebagai pembekal pengubah pengedaran, memahami kerugian ini bukan sahaja membantu dalam menyediakan produk berkualiti tinggi tetapi juga dalam membimbing pelanggan mengenai penggunaan yang cekap. Dalam catatan blog ini, saya akan menyelidiki pelbagai jenis kerugian dalam transformer pengedaran dan cara mengiranya.
Jenis Kerugian dalam Transformer Agihan
Terdapat terutamanya dua jenis kerugian dalam transformer pengagihan: tiada - kehilangan beban dan kehilangan beban.
Tiada - Kerugian Beban (Kerugian Teras)
Kehilangan tanpa beban, juga dikenali sebagai kehilangan teras, berlaku walaupun pengubah tidak mempunyai beban yang disambungkan ke sisi sekundernya. Kerugian ini disebabkan terutamanya oleh dua faktor: kehilangan histerisis dan kehilangan arus pusar.
Histeresis Kehilangan: Kehilangan histerisis disebabkan oleh kemagnetan berulang dan penyahmagnetan bahan teras pengubah. Apabila arus ulang alik melalui belitan primer, medan magnet dalam teras bertukar arah. Bahan teras menentang perubahan ini, dan tenaga dilesapkan sebagai haba. Kehilangan histerisis ($P_h$) boleh dikira menggunakan formula Steinmetz:
[P_h = k_h f B_m^n V]
di mana $k_h$ ialah pemalar histeresis Steinmetz, yang bergantung kepada bahan teras; $f$ ialah kekerapan arus ulang alik; $B_m$ ialah ketumpatan fluks maksimum dalam teras; $n$ ialah eksponen Steinmetz (biasanya antara 1.5 dan 2.5 untuk kebanyakan bahan magnet); dan $V$ ialah isipadu teras.
Kerugian Semasa Eddy: Kehilangan arus pusar adalah disebabkan oleh arus edaran teraruh (arus pusar) dalam teras. Apabila medan magnet dalam teras berubah, ia mendorong daya gerak elektrik (EMF) dalam bahan teras, yang seterusnya menyebabkan arus pusar. Arus ini mengalir melalui rintangan bahan teras dan menghilangkan tenaga sebagai haba. Kerugian semasa pusaran ($P_e$) boleh dikira menggunakan formula berikut:
[P_e=k_e f^2 B_m^2 t^2 V]
di mana $k_e$ ialah pemalar arus pusar, $f$ ialah kekerapan, $B_m$ ialah ketumpatan fluks maksimum, $t$ ialah ketebalan laminasi teras, dan $V$ ialah isipadu teras.
Jumlah kehilangan tanpa beban ($P_{nl}$) ialah jumlah kehilangan histerisis dan kehilangan arus pusar:
[P__{nl}=P_h + P_e]
Kehilangan Beban (Kehilangan Kuprum)
Kehilangan beban, juga dipanggil kerugian tembaga, berlaku apabila terdapat beban yang disambungkan ke sisi sekunder pengubah. Kerugian ini disebabkan oleh rintangan belitan pengubah. Apabila arus mengalir melalui belitan, kuasa dilesapkan sebagai haba mengikut hukum Joule.
Kehilangan kuprum ($P__{cu}$) dalam pengubah boleh dikira menggunakan formula:
[P__{cu}=I^2 R]
di mana $I$ ialah arus yang mengalir melalui belitan dan $R$ ialah rintangan belitan. Dalam pengubah agihan, terdapat belitan primer dan sekunder, dan jumlah kehilangan kuprum adalah jumlah kerugian dalam kedua-dua belitan.
Jika kita mengetahui arus undian ($I_{rated}$) dan kehilangan kuprum berkadar ($P_{cu - rated}$) pengubah, dan arus beban sebenar ialah $I_{actual}$, kehilangan kuprum sebenar boleh dikira sebagai:
[P_{cu}=\kiri(\frac{I_{sebenar}}{I_{dinilai}}\kanan)^2P_{cu - dinilai}]
Contoh Pengiraan
Mari kita pertimbangkan aPengubah Agihan Yawei S11 1200KVA & 1600KVAdengan parameter berikut:
- Kuasa dinilai ($S_{rated}$): 1200 kVA
- Tiada - kehilangan beban ($P_{nl}$): 2.2 kW
- Kehilangan beban berkadar ($P_{cu - rated}$): 13.8 kW
- Transformer beroperasi pada 80% daripada beban terkadarnya.
Pertama, kami mengira nisbah arus beban sebenar. Oleh kerana beban ialah 80% daripada beban berkadar, (\frac{I_{actual}}{I_{rated}} = 0.8)
Kehilangan tembaga sebenar ialah:
[P_{cu}=\left(\frac{I_{sebenar}}{I_{rated}}\kanan)^2P_{cu - undian}=(0.8)^2\times13.8\space kW = 8.832\space kW]
Jumlah kerugian ($P_{total}$) pengubah ialah jumlah kehilangan tanpa beban dan kehilangan kuprum sebenar:
[P_{jumlah}=P_{nl}+P_{cu}=2.2\space kW + 8.832\space kW=11.032\space kW]
Kepentingan Pengiraan Kerugian
Pengiraan tepat kerugian dalam transformer agihan adalah sangat penting untuk beberapa sebab.
Bagi pembekal seperti kami, ia membantu dalam reka bentuk produk dan kawalan kualiti. Dengan mengira kerugian dengan tepat, kami boleh mengoptimumkan reka bentuk pengubah, seperti memilih bahan teras yang betul, melaraskan rintangan belitan, dan menambah baik sistem penyejukan. Ini memastikan bahawaTransformer Agihankami membekalkan memenuhi piawaian kecekapan tinggi yang diperlukan oleh pasaran.
Bagi pengguna, memahami kerugian adalah penting untuk operasi cekap ekonomi dan tenaga. Dengan mengetahui kerugian pada tahap beban yang berbeza, pengguna boleh merancang penggunaan kuasa mereka dengan lebih berkesan, mengurangkan kos tenaga dan menyumbang kepada perlindungan alam sekitar.
Faktor yang Mempengaruhi Kerugian
Beberapa faktor boleh mempengaruhi kerugian dalam transformer pengagihan.
Tahap Beban: Seperti yang ditunjukkan dalam pengiraan kehilangan beban, kehilangan kuprum adalah berkadar dengan kuasa dua arus beban. Tahap beban yang lebih tinggi mengakibatkan kehilangan kuprum yang jauh lebih tinggi.
Bahan Teras: Kualiti bahan teras mempunyai kesan besar terhadap kehilangan tanpa beban. Bahan teras berkualiti tinggi dengan histerisis rendah dan kehilangan arus pusar, seperti teras logam amorf, boleh mengurangkan kehilangan teras pengubah dengan banyak.
Kekerapan: Kedua-dua kehilangan histerisis dan kehilangan arus pusar adalah berkaitan dengan kekerapan arus ulang-alik. Frekuensi yang lebih tinggi biasanya membawa kepada kerugian yang lebih tinggi.
Suhu: Rintangan belitan pengubah meningkat dengan suhu. Akibatnya, kehilangan kuprum juga meningkat dengan suhu. Oleh itu, penyejukan transformer yang betul adalah penting untuk mengekalkan kerugian yang rendah.
Memilih Transformer yang Tepat
Apabila memilih pengubah pengedaran, adalah penting untuk mempertimbangkan ciri kehilangannya.Transformer Taburan Bintang Deltaadalah pilihan popular dalam banyak aplikasi. Apabila memilih pengubah, cari model tanpa beban dan kehilangan beban yang rendah. Ini mungkin melibatkan pelaburan awal yang lebih tinggi, tetapi penjimatan tenaga jangka panjang boleh menjadi besar.
Kesimpulan
Mengira kerugian dalam pengubah agihan adalah tugas yang kompleks tetapi penting. Dengan memahami pelbagai jenis kerugian, kaedah pengiraannya, dan faktor yang mempengaruhinya, kedua-dua pembekal dan pengguna boleh membuat keputusan termaklum. Sebagai pembekal pengubah pengedaran, kami komited untuk menyediakan pengubah kecekapan tinggi dengan kerugian yang rendah. Jika anda berminat dengan produk kami atau mempunyai sebarang pertanyaan tentang pengiraan kerugian dan pemilihan transformer, sila hubungi kami untuk perolehan dan perbincangan lanjut.
Rujukan
- Sistem Kuasa Elektrik: Perancangan, Reka Bentuk dan Operasi. Oleh SM Haldenwang dan lain-lain.
- Prinsip Elektronik Kuasa. Oleh John G. Kassakian, Marc F. Schlecht, dan George C. Verghese.