Активная мощность трансформатора формула: что это, из каких частей состоит, методика расчета

Содержание

что это, из каких частей состоит, методика расчета

Автор Andrey Ku На чтение 4 мин Опубликовано

Понятие полной мощности используется в электротехники для определения фактической нагрузки на элементы сети. Величина полной мощности силового трансформатора является основой для проектирования его конструкции.

Полная мощность превосходит по абсолютной величине активную и зависит от характеристик нагрузки.

Содержание

  1. Понятие мощности трансформатора
  2. Активная
  3. Реактивная
  4. Полная
  5. Номинальная
  6. Методика расчета мощностей трансформатора
  7. Примеры реальных расчетов
  8. Эскиз конструкции трансформатора

Понятие мощности трансформатора

Трансформатор переменного тока не производит электрическую энергию, а лишь преобразовывает ее по величине. Поэтому его мощность полностью зависит от ее величины  нагрузки (тока потребления) вторичной цепи.   При наличии нескольких потребителей должна учитываться суммарная нагрузка, которая может быть подключена одновременно. Для цепей переменного тока учитывается активный и реактивный характер потребления.

Активная

Данная составляющая часть характеристики определяется как среднее значение мгновенной за определенный период времени. Для цепей синусоидального переменного тока в качестве отрезка времени используется значение периода колебания:

T=1/f,

где f – частота.

Активная часть  зависит от характера нагрузки, то есть от сдвига фаз между током и напряжением и определяется по формуле:

P=i∙U∙cosϕ,

где ϕ – угол сдвига фаз.

Активная составляющая  устройств переменного тока выражается в Ваттах, как и для цепей постоянного тока.

Реактивная

Реактивная нагрузка отличается от активной тем, что в течение одного периода колебаний напряжения электрическая энергия реально не потребляется, но возвращается назад. В результате того, что к питающему устройству подключены устройства с большой емкостью или индуктивностью (электродвигатели), между током и напряжением возникает сдвиг фаз.

Реактивная составляющая потребления определяется выражением:

Q= i∙U∙sinϕ

Единица измерения – вар (вольт-ампер реактивный).

Полная

Полная мощность трансформатора учитывает всю потребленную и  возвращенную энергию и находится из выражения:

S= i∙U

Все составляющие связаны соотношением:

S2=P2+Q2.

Единица измерения – ВА (вольт-ампер).

Полная мощность равняется активной только в случае полностью активной нагрузки.

Номинальная

Номинальная мощность трансформатора учитывает возможность работы конструкции с учетом подключения потребителей разного характера, то есть аналогична полной. При этом гарантируется исправная работа устройства весь заявленный срок службы при  оговоренных условиях эксплуатации.

Номинальная мощность, как и полная, учитывает активный и реактивный характер потребления, которое может изменяться во время эксплуатации.

Выражается в вольт-амперах.

Методика расчета мощностей трансформатора

При расчете силового  трансформатора питающей подстанции учитывается среднесуточная нагрузка и длительность периода максимальной потребления. При этом должно учитываться соотношение:

Sном≥∑Pмакс

Режим пикового потребления также должен учитывать время воздействия, поскольку при кратковременных всплесках (до 1 часа), устройство будет работать в недогруженном режиме, что экономически не выгодно.

В таких случаях нужно брать в расчет перегрузочную способность конструкции, которая зависит от конструктивных особенностей, температуры окружающего воздуха  и условий охлаждения. Это диктуется условиями допустимого нагрева составляющих элементов (обмоток, коммутирующих цепей).

Понятие коэффициента загрузки определяет отношение среднесуточного и максимального потребления электрической энергии. Коэффициент загрузки всегда меньше единицы. Его величина связана с требованиями к надежности электроснабжения. Чем меньше требуемая надежность, тем больше коэффициент может приближаться к единице.

Примеры реальных расчетов

В качестве примера можно выбрать питающую подстанцию жилого района. Нагрузка подстанции является III  категории, поэтому коэффициент загрузки допустимо выбирать из большего значения – 0.9-0.95.

Характер потребления тока бытового сектора зависит от времени суток и сезона, но с учетом высокого коэффициента загрузки допустимо учитывать среднее значение потребляемой мощности. Для повышения надежности работы в период максимального потребления рекомендуется использование маслонаполненных трансформаторов, которые отличаются большой перегрузочной способностью в течение длительного периода времени (30% перегрузки в течение 2-х часов).

Эскиз конструкции трансформатора

Конструкция мощного силового трансформатора состоит из нескольких частей:

  1. Остов.
  2. Выемная часть.

В состав выемной части входит, собственно сердечник и обмотки с активной частью, которая включает переключатели с приводами, вводы высокого и низкого напряжений, предохранительные устройства.

Остов  – основная составляющая конструкции активной части. В состав остова входит магнитная система (сердечник) со всеми обмотками, а также конструктивные элементы для крепления и соединения обмоток и частей магнитной системы.

Полная мощность трансформатора формула

Полная мощность S образуется из двух составляющих:. Чаще всего дома мы используем индуктивную мощность, любой электрический прибор, где есть катушка, обмотки, является реактивной нагрузкой электродрель, миксер, холодильник. Энергия не рассеивается на реактивных элементах, она на них за один полупериод накапливается и отдается обратно в сеть.

Хотя без реактивной составляющей была бы невозможна работа многих электрических приборов, ее присутствие вызывает появление ряда негативных факторов:. Конечно же между выше упомянутыми параметрами существуют зависимости.


Поиск данных по Вашему запросу:

Полная мощность трансформатора формула

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Тема 4. Активная, реактивная и полная мощности. Коэффициент мощности
  • Активная, реактивная и полная (кажущаяся) мощности
  • Формулы и примеры расчета силовых трансформаторов мощностью до 1000 Ватт
  • Что такое активная, реактивная и полная мощность — простое объяснение
  • Электрическая мощность
  • Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока
  • Полная мощность трансформатора формула
  • Почему мощность трансформатора измеряют в ква, а не в квт ? Формула полная мощность трансформатора

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 43 Коэффициент мощности

Под активной мощностью трехфазной системы понимают сумму активных мощностей фаз нагрузки и активной мощности в сопротивлении, включенном в нулевой провод: Реактивная мощность трехфазной системы представляет собой сумму реактивных мощностей фаз нагрузки и реактивной мощности в сопротивлении, включенном в нулевой провод: Полная мощность Рис. Поэтому вместо формул 6. Интегральные и дифференциальные соотношения между основными величинами, характеризующими поле. Подразделение электротехнических задач на цепные и полевые.

Мощностные характеристики установки или сети являются основными для большинства известных электрических приборов. Активная мощность проходящая, потребляема характеризует часть полной мощности, которая передается за определенный период частоты переменного тока.

По шкале Р0 номограммы находят точку, соответствующую полученной величине Р0, и соединяют ее прямой линией с точкой, соответствующей заданной величине магнитной индукции сердечника на шкале В. Точка пересечения этой линии со шкалой — соответствует числу витков, приходящихся на 1 В. Диаметр провода в зависимости от силы тока, протекающего по обмотке, определяют по шкале Id, округляя полученное значение в сторону увеличения. Требуется рассчитать трансформатор. Ток, протекающий по первичной обмотке,.

Hey there! Thanks for dropping by Королев Александр! Take a look around and grab the RSS feed to stay updated.


Как рассчитать реактивную мощность трансформатора? – Помехи напряжения

Потребление реактивной мощности трансформатора

Силовые трансформаторы «потребляют» индуктивную мощность ВАРС во время работы. Это связано с потребностью в реактивной мощности двух отдельных ветвей трансформатора, а именно:

  1. Реактивное сопротивление намагничивания шунта
  2. Реактивное сопротивление утечки серии

Реактивная мощность, потребляемая силовым трансформатором, может достигать 5 % от номинальной мощности трансформатора при подаче тока полной нагрузки. Коэффициент мощности на первичной обмотке трансформатора обычно ниже, чем измеренный на вторичной обмотке из-за этого требования к реактивной мощности трансформатора. Если измерение выполняется при среднем напряжении, то также будет измеряться дополнительная реактивная мощность, потребляемая трансформатором. В подобных случаях важно знать, сколько реактивной мощности потребляет трансформатор, чтобы ее можно было вычесть из потребности в реактивной мощности нагрузки. Обычно это происходит, когда электросчетчик находится на первичной обмотке, а трансформатор также принадлежит коммунальному предприятию. Нет смысла выставлять счет за реактивную мощность, потребляемую трансформатором, принадлежащим коммунальному предприятию, поскольку они могли бы очень хорошо поставить счетчики на стороне низкого напряжения, и потребителю не придется платить за это, если это так. Когда трансформатор принадлежит потребителю, коммунальное предприятие будет измерять реактивную мощность, потребляемую силовым трансформатором.

Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета реактивной мощности, потребляемой трансформатором при полной нагрузке и номинальном напряжении . Чтобы рассчитать реактивную мощность только из-за импеданса намагничивания шунта, используйте %нагрузки как «без нагрузки».

Конденсаторные батареи обычно меньше рассчитанного значения, так как существует риск перекомпенсации при малой нагрузке. Может быть установлен автоматический конденсатор ступенчатого коэффициента мощности, который будет переключать только необходимые ступени конденсатора, чтобы довести коэффициент мощности до желаемого уровня. Однако для этого необходимо будет выполнить измерение коэффициента мощности на первичной обмотке трансформатора, что не всегда возможно. Чаще всего реактивная мощность, потребляемая силовым трансформатором, составляет лишь небольшой процент реактивной мощности, потребляемой объектом, и точная компенсация может не требоваться.

1. Реактивное сопротивление намагничивания шунта

Реактивное сопротивление намагничивания шунта отвечает за создание магнитного потока в сердечнике трансформатора. Ток, необходимый для создания этого потока в сердечнике, называется током возбуждения и относительно не зависит от тока нагрузки трансформатора. Ток возбуждения обычно составляет около 0,25-2% от тока полной нагрузки трансформатора. Фактическое значение тока возбуждения можно получить из протокола заводских испытаний или измерить в полевых условиях.

Чтобы рассчитать потребляемую реактивную мощность, сначала рассчитайте приблизительное сопротивление намагничивания шунта по заданному току возбуждения. Ток возбуждения обычно указывается в процентах от тока полной нагрузки трансформатора.

2. Реактивное сопротивление последовательного рассеяния

Сопротивление последовательного рассеяния косвенно относится к величине магнитного потока, который не связан между первичной и вторичной обмотками. Реактивное сопротивление последовательного рассеяния (также известное как % импеданса) является важным параметром трансформатора, который определяет влияние короткого замыкания, регулирование напряжения и т. д.

Требуемая реактивная мощность из-за реактивного сопротивления последовательного рассеяния изменяется пропорционально квадрату тока нагрузки. Общая индуктивная мощность, потребляемая силовым трансформатором, представляет собой арифметическую сумму потребности обеих вышеперечисленных ветвей. Калькулятор в этой статье рассчитает это за вас.

 

Компенсация реактивной энергии, потребляемой трансформатором

Потребляемая трансформатором реактивная мощность может быть компенсирована добавлением шунтирующих батарей конденсаторов. Как видно из калькулятора, когда трансформатор загружен, полная реактивная мощность Qt состоит из двух компонентов: реактивной мощности Q0 при работе вторичной разомкнутой цепи (без нагрузки) и реактивной мощности, вызванной реактивным сопротивлением рассеяния. Суммарная реактивная мощность, потребляемая трансформатором, описывается следующим уравнением:

 Где,

Q t = общая реактивная мощность, потребляемая трансформатором

кВА T = Номинальная мощность трансформатора кВА

кВА L = Нагрузка кВА

Если для компенсации потребляемой трансформатором реактивной мощности требуется емкостная компенсация, следует соблюдать осторожность, чтобы избежать перекомпенсации при малой нагрузке. В условиях малой нагрузки или без нагрузки реактивная мощность не будет потребляться реактивным сопротивлением последовательного рассеяния, и реактивная мощность будет потребляться только шунтирующим импедансом намагничивания. В случае чрезмерной компенсации это вызовет увеличение напряжения на вторичных клеммах. Многие коммунальные службы предоставляют документ, в котором указана максимальная емкостная компенсация, которую можно установить на вторичной обмотке служебного трансформатора. Если вам нужна эта информация, обратитесь в местную электроэнергетическую службу.

Чаще реактивная мощность, потребляемая самим трансформатором, очень мала по сравнению с общей реактивной мощностью, потребляемой нагрузкой объекта. В этих случаях предприятие может принять решение об установке конденсаторной батареи большего размера на вторичной обмотке трансформатора. В этом случае необходимо обратить внимание на возможность гармонического резонанса между реактивным сопротивлением трансформатора и конденсатором.

Как измерить реактивную мощность?

Калькулятор коэффициента мощности

Формула трансформатора с примерами — GeeksforGeeks

Трансформатор — это устройство, которое преобразует энергию из одной цепи в другую. За это отвечает электромагнитная индукция. Его называют высокоэффективным преобразователем напряжения, поскольку он может преобразовывать высокое напряжение в низкое и наоборот. Исправный трансформатор состоит из двух обмоток: первичной и вторичной. Повышающие и понижающие трансформаторы — это два типа трансформаторов.

Формула трансформатора

Трансформатор — это электрическое устройство, которое позволяет нам поддерживать мощность при повышении или понижении напряжения в электрической цепи переменного тока. Мощность, поступающая в оборудование, равна мощности, получаемой на выходе в случае исправного трансформатора. Реальное оборудование имеет скромный уровень потерь. Это устройство, которое преобразует переменную электрическую энергию одного уровня напряжения в переменную электрическую энергию другого уровня напряжения, основанное на явлении электромагнитной индукции.

Напряжение умножается на силу тока для расчета мощности электрической цепи. В случае трансформатора значение мощности в первичной обмотке такое же, как мощность во вторичной обмотке.

Vp × Ip = Vs × Is

Выходное напряжение трансформатора можно рассчитать, используя входное напряжение и количество витков на основной и вторичной обмотках.

Vp / Vs = Np / Ns

Где,

Vp = первичное напряжение

Vs= Вторичное напряжение

Np = количество витков в первичной обмотке

Ns  = количество витков во вторичной обмотке

Is= Входной ток во вторичной обмотке.

Ip= Входной ток на первичной обмотке.

Примеры задач

Задача 1: Количество первичных и вторичных обмоток 80 и 120 соответственно. Вторичное напряжение определяется как 240 В, определяют первичное напряжение.

Раствор

NP = 80

NS = 120

против = 240 В

Формула трансформатора определяется,

VP / VS = NP / NS

VP = NP / NS × VS

= 80 /1207

. 240

Vp = 160 В

Задача 2: Количество первичных и вторичных обмоток 60 и 100 соответственно. Вторичное напряжение дается 250В, определите первичное напряжение.

Раствор

Np = 60

Ns = 100

VS = 250 В

Формула трансформатора определяется как

VP / VS = NP / NS

VP = NP / NS × VS

= 60 /100 x 250

VP = 150 В

Задача 3: Количество первичных и вторичных обмоток 100 и 350 соответственно. Первичное напряжение дается 200В, определите вторичное напряжение.

Раствор

Np = 100

Ns = 350 

Vp = 200 В

Формула трансформатора:

Vp / Vs = Np / Ns

Vs = Vp × Ns / Np

Vs = 200 × 350 / 100

Vs = 700 В соответственно. Вторичное напряжение составляет 310 В, что определяет первичное напряжение.

Раствор

Np = 90

Ns= 120

Vs = 310В0007

Vp = Np/Ns × VS

Vp = 90/120 x 310

Vp = 232,5 В

Задача 5.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *