Eficiencia del transformador
La eficiencia del transformador está determinada por la relación entre la potencia P2 entregada por el transformador a la carga y la potencia P1 consumida por la red:
η = P2 / P1
La eficiencia caracteriza la eficiencia de conversión de voltaje en un transformador.
En cálculos prácticos, la eficiencia del transformador se calcula mediante la fórmula
η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),
donde ∑P = Pmail + Pmg — pérdidas totales en el transformador.
Esta fórmula es menos sensible a errores en la determinación de P1 y P2 y por lo tanto permite obtener un valor de eficiencia más exacto.
La potencia neta entregada por el transformador a la red se calcula mediante la fórmula
P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,
donde kng = I2 / I2n — factor de carga del transformador.
Las pérdidas eléctricas en los devanados están determinadas por la experiencia de cortocircuito del transformador.
Pmail = kng2 NS PSí,
donde Pk = rk x I21n — pérdidas por cortocircuito a la corriente nominal.
Las pérdidas en el acero Rmg se determinan mediante la prueba de ralentí rmg = Ro
Se suponen constantes para todos los modos de operación del transformador, ya que cuando u1 = const EMF E1 en los modos de operación cambia de manera insignificante.
Con base en lo anterior, la eficiencia del transformador se puede determinar mediante la siguiente fórmula:
η = (Po + kng2 NS PSe) / (kng NS Сn NS Cosφ2 + Po + kng2 NS PSe),
El análisis de esta expresión muestra que la eficiencia del transformador tiene un valor máximo en la carga cuando las pérdidas en los devanados son iguales a las del acero.
Arroz. 1. Determinación del valor óptimo del factor de carga del transformador.
De esto obtenemos el valor óptimo del factor de carga del transformador:
kngopt = √Po / PTo ser
En los transformadores de potencia modernos, el coeficiente de pérdida Po/ P1 = (0,25 — 0,4); por lo tanto, el máximo de η ocurre en kng = 0.5 — 0.6 (Fig. 1).
A partir de la curva η (kng), se puede ver que el transformador tiene una eficiencia casi constante en un amplio rango de variación de carga de 0,5 a 1,0. Con cargas bajas, el η del transformador cae bruscamente.
Subestación de transformadores